吸附法（活性炭）油气回收系统在石油库的应用

    油罐车在装油过程中，液面上方会有一个挥发性组分蒸气浓度相对较高的空间，当这些蒸气所占的空间充满油气时，油蒸气就会进入空气中，油蒸气和空气的混合气体达到一定浓度，就有可能发生燃烧或爆炸。同时，油品的蒸发还会造成油品质量的下降和油品数量的减少。从环保的角度而言，大量的油蒸气直接排放到空气中既污染环境又影响人类健康。据研究发现，油气中的苯等芳香烃有一定的致癌作用，油气回收系统就是用来处理烃蒸气的一套完整设备。中石化北京黄村石油库作为石油销售企业，为了从根本上解决油气蒸发问题，2003年3月从美国乔丹公司引进了一套具有国际先进水平的油气回收系统，解决了成品油（车用汽油）装车过程中产生的大量油气直接排入大气中的难题。

    目前，油气回收系统大致分为三种类型：直接冷凝法、活性炭吸附法、特殊溶液（SOVAR液）吸收法。经过比较，根据我们的具体情况，选择了活性炭吸附法油气回收装置。

    2.1吸附原理

    有些固体对液化或气体有一种亲和力，这种亲和力称之为黏附力。活性炭就是一种黏附力较强的固体，活性炭含有大量的内部孔隙结构，其每克重量内部自由表面积高达2000m2,所以说活性炭是一种优良的吸附剂。除了内因外，活性炭的吸附能力还受以下外因的影响：（1）压力越高，吸附力越强。（2）温度越低，吸附力越强。（3）被吸附组分浓度越高，吸附力越强。

    2.2解吸附过程

    解吸附过程是吸附过程的逆转。被吸附的组分重新释放，释放的气体浓度高于原混合气的浓度。促进解吸附的条件肯：（1）提高温度（热再生）；（2）抽真空以降低压力（变压解吸附）；（3）降低吸附剂周围组织的浓度（空气吹扫）。黄村油库活性炭油气回收装置使用的是机械解吸。机械解吸利用真空泵形成一个真空系统来降低活性炭床内部的压力。为达到理想的解吸标准，在再生循环后期还要引入空气进行吹扫，目的是降低活性炭周围的油气浓度。

    2.3工艺流程

    工艺流程见图1。当油罐车开始装油时，罐口产生的油气经电动阀V521被炭床520吸附，当吸附量达到设定升数时，汽油供给和返回线上的切断阀V540和V570打开。启动汽油供给泵P3和汽油返回泵P4，使汽油开始循环。打开乙二醇的电磁阀和控制阀，同时启动真空泵P1和乙二醇泵P2。当真空泵入口管线的真空度达到设定值，控制系统打开活性炭床的再生阀，对活性炭床进行再生。再生后期引入干净空气使更多的烃类从活性炭床上脱附下来。

图1　工艺流程示意图

     当活性炭床内的油气被真空泵P1吸出时，与真空泵的封液乙二醇混合进入旋风分离器，在分离器内被分开。乙二醇送入换热器，重新进入真空泵。烃类蒸气进入吸收塔被吸收，送回汤油储罐。未被吸收的少量油气重新回到活性炭吸附床被吸附。

    作为吸收介质使用的汽油物流有两个功能，一是作为吸收剂进入填料吸收塔，二是作为换热器的冷介质取走封液的热量。

    通过油气回收装置的使用，产生的社会效益和经济效益是显著的。

    a)从油气对石油库及周围环境的污染和保护人们身心健康方面来看，以前整个发货场到处都是刺鼻的油气味，这种环境对发货工人和运油司机的身体健康造成了极大影响。通过油气回收后，油气味没有了，空气清馨了，职工的健康从根本上得到了保障。

    b)从有害气体的排放量看，在一般情况下，油气不经过回收排放浓度均大于10×103mg/m3，经过油气回收后排放的尾气浓度值均小于设计标准10×102mg/m3。测试结果见表1。

    表1黄村油库油气回收装置非甲烷烃测试数据

     a)从安全角度看，油气排放浓度的下降，大大地提高了油库的安全系数，降低了火灾发生的可能性，向油库的本质安全迈进了一大步。

    b)从经济效益上看，一年可回收油品约30万升，按可比价格折合资金为90～100万元，整套装置可在3～5年收回投资。（张宏　孙禾）

资料提供:鑫森碳业   13386999476    陈家棋  油气回收专用活性炭