吸收、吸附法油氣回收裝置工藝設計

金山

摘要：介紹了吸收+吸附法油氣回收裝置的工藝設計。

關鍵詞：油氣回收;冷凝;吸附

1.工程概況

某油庫油品裝車時，為滿足環保要求，設置油氣回收裝置。

油氣回收設施處理能力：200m³/h。操作彈性0～110%，按照2個鶴管裝車量考慮。

要求經過油氣回收成套設施后的排放氣滿足《石油煉制工業污染物排放標準》（GB31570-2015）和《工業企業揮發性有機物排放控制標準》DB13/2322-2016的要求。

非甲烷總烴最低去除效率≥97%;且最高允許排放濃度要求≤100mg/m³。

2.油氣回收工藝選擇

國內外油氣回收處理的技術主要有吸附法、吸收法、膜分離法和冷凝法四種。

吸收法是指油氣進入吸收塔，被從塔頂噴淋的吸收劑吸收。但因占地大、吸收劑需要不斷補充以及回收效率較低等原因，吸收法油氣回收設施已慢慢淡出市場。

膜分離法是指在一定壓力下，利用選擇性透過膜實現廢氣中有機組分和空氣的分離。膜分離法工藝相對簡單;但電耗較高，壓縮過程壓力在3.5bar左右，存在一定的安全隱患。

冷凝法是指利用廢氣中不同有機組分在不同溫度下具有不同的飽和蒸汽壓這一性質，降低系統溫度，使其中有機組分液化分離，達到凈化回收的目的。冷凝法工藝較成熟，占地較小;但電耗較高，多級冷凝系統溫度可達-110℃，存在低溫凍傷的危險。

吸附法是指廢氣中的VOC 組分被吸附劑吸附富集，廢氣得以凈化并達標排放;吸附劑達到一定的飽和度后，進行抽真空減壓再生，再生過程中脫附出的油氣再用油品進行吸收，吸收后的貧氣再返回到吸附過程進行吸附。吸附法電耗低、運行費用低、工藝技術成熟可靠，可以通過改變吸附和再生運行的工作條件來控制出口氣體中油氣的濃度。

綜合考慮各種油氣回收工藝方法的特點，結合工程現場實際情況，油氣回收設施采用吸附+吸收法。

3、流程描述

汽車裝車作業時，油品通過裝車泵進入油槽車，裝車過程中的油氣通過油氣回收鶴管進入油氣回收總管，然后進入油氣分離器進行初步分離。油氣分離器能從油氣中分離出液態油品，油品通過油泵抽回油罐。油氣分離器分離的氣相進入兩個吸附塔中的一個。每個吸附塔都裝滿了特殊的活性炭。空氣-油氣混合氣體中的碳氫化合物被吸到活性炭粒子表面，并在大氣條件下停留在那里。混合氣體中的空氣成分不受活性炭的影響，通過活性炭之后進入大氣，中間不再摻雜碳氫化合物。

當空氣-碳氫化合物混合氣體通過吸附劑巨大的吸收表面之后，碳氫化合物被吸引到活性炭表面，一旦活性炭接近其設計吸附極限，炭床必須再生，以繼續作為吸附劑發揮作用。油氣回收系統通過真空泵使吸附劑暴露在高真空（負壓）下的方式實現吸附劑的再生。

活性炭中解吸出來的油氣進入吸收塔。在吸收塔（立式）中，濃縮碳氫化合物不斷向上運動，穿過一層厚厚的鮑爾環填充的填料層。同時，吸收劑從油庫儲藏罐抽到油氣回收裝置，流向吸收塔頂部，在這里，他們被均勻分配，向下流過填料。填料為向下流動的油品和向上運動的油氣提供了足夠大的接觸表面積。這種接觸使濃縮的氣相碳氫化合物不斷在液體油品中溶解。液體油品向下流出吸收塔底部，在這里油氣被收集并抽回到油庫日罐。

3 設計方案

油氣回收設施撬塊化設計，由2個撬組成，放空管、吸附罐成一個撬，長6m×寬3m;

油氣分離器、吸收塔、真空泵、供油泵、回油泵、油泵成一個撬，長6m×寬3m。

撬體總長6m×寬6m。

4 吸附罐直徑、容積計算

空塔直徑d取1.6，截面積A₁=2m²，則空塔風速V₂=0.055（m³/s）÷2=0.02m/s，

滿足設計（0.8～1.2m/s）要求。

活性炭吸附能力按2.5%設計，吸附時間按20分鐘計，進氣濃度按700g/m?計，處理量為220m³/h，則裝填量：M=700×220÷60×15÷2.5%=2.05噸。

設計余量10%，M=2.25噸。

吸附采用兩種吸附劑進行吸附，吸附罐底部采用活性碳，頂部設置硅膠，采用兩種吸附劑保證非甲烷總烴最低去除效率≥97%;且最高允許排放濃度要求≤100mg/m³，活性炭（質量占60%）、硅膠（質量占40%）。

經計算V=4.96m³，目前吸附塔填料高度為2.7m高、塔徑1.6m，填料體積5.4m³，滿足工況要求。

5 工藝參數

吸收劑汽油供、回油循環量：20m?/h

活性炭罐切換時間：15分鐘

活性炭罐解吸時運行壓力：<-0.1MPa

炭床的正常工作溫度：<60℃

真空泵出口溫度：小于80℃

真空泵進口真空度：-0.08～-0.098MPa

該套設施滿足油氣處理量200m³/h要求。

參考文獻

[1]黃維華 趙書華，高錫祺. 推廣應用油氣回收技術勢在必行[J].石油庫與加油站，2000，9（3）。

（作者單位：中油遼河工程有限公司）