石油化工企业的油气回收

在石油化工企业的生产、储存、运输环节（如原油装卸、成品油储运、加油站操作），大量易挥发的有机化合物（VOCs），即我们常说的“油气”，不可避免地会逸散到大气中。这些看似无形的排放物，不仅造成宝贵资源的巨大浪费，更是空气污染、安全隐患和温室气体排放的重要源头。油气回收技术，正是应对这一挑战的关键武器，成为现代石化企业绿色转型中不可或缺的环节。

一、 油气回收：为何势在必行？

1.严峻的环境挑战：

空气污染元凶： 油气是PM2.5和臭氧（O₃）的重要前体物，对区域大气环境质量和灰霾形成有显著贡献。

温室效应推手： 油气中的主要成分（如烷烃、烯烃、芳香烃）具有显著的温室效应。

健康威胁： 许多VOCs具有毒性和致癌性，长期暴露危害员工和周边居民健康。

2.巨大的资源浪费：

真金白银的损失： 逸散的油气本质上是高价值的石油产品（汽油组分等）。大型石化企业或油库的油气逸散量累积起来经济损失惊人。

3.严格的法律法规要求

中国《大气污染防治法》、《挥发性有机物无组织排放控制标准》（GB 37822）、《储油库大气污染物排放标准》（GB 20950）、《石油炼制工业污染物排放标准》（GB 31570）等法规对石化企业VOCs（含油气）排放提出了日益严苛的限值要求。

国家“大气十条”、“蓝天保卫战”及“双碳”目标（碳达峰、碳中和）持续加码对VOCs治理的压力。

4.本质安全需求：

油气属于易燃易爆物质，其无组织排放显著增加了作业区域（尤其是储罐区、装卸区）的火灾爆炸风险。有效回收能降低环境中的油气浓度，提升本质安全水平。

二、 主流油气回收技术解析

石化企业根据油气排放源特征（浓度、气量、组分、温度、压力）、回收要求（效率、纯度）和成本效益等因素，选择或组合应用以下技术：

1.吸附法：

原理： 利用活性炭、活性炭纤维、沸石分子筛等吸附剂对油气分子的强吸附能力。油气通过吸附床时被捕获，净化空气排出；吸附饱和后，通入蒸汽或真空进行脱附，得到高浓度油气，再送往后续处理（如冷凝回收或焚烧）。

优点： 对低浓度油气处理效率高（通常>95%），技术成熟可靠。

缺点： 吸附剂需定期再生或更换，运行维护成本较高；存在吸附剂失活、着火风险（尤其活性炭）；脱附过程产生含油废水需处理。

适用： 加油站、油库小呼吸排放、间歇性装卸车等低浓度、中小气量油气回收。

2.吸收法：

原理： 利用油气中各组分在特定吸收剂（通常是专用柴油或吸收油）中溶解度的差异。油气与吸收剂在吸收塔内逆流接触，油气被吸收剂溶解吸收，净化气体排出；富吸收剂经解吸（如加热、降压）再生，释放出高浓度油气进行回收，贫吸收剂循环使用。

优点： 工艺相对简单，能处理较高浓度油气，设备投资中等。

缺点： 吸收剂存在损耗和降解问题，需补充和更换；解吸能耗较高；可能产生二次污染（废吸收剂处理）；对低浓度油气效率相对较低。

适用： 原油码头、大型油库装卸船/车等油气浓度较高、气量较大的场合。

3.冷凝法：

原理： 利用烃类物质在不同温度下饱和蒸气压不同的特性，通过多级制冷（通常采用机械制冷或液氮）将油气温度逐步降低至烃类组分的露点以下，使其凝结成液态回收。

优点： 回收产品为液态油，纯度高，可直接利用；工艺原理简单直观；无二次污染（理想情况下）。

缺点： 能耗极高（尤其处理低浓度油气或要求深度冷凝时）；设备投资大；对油气组分变化敏感，需深度冷凝才能处理轻组分（如甲烷、乙烷），经济性差。

适用： 高浓度、小气量油气源（如部分化工装置排气）；常作为吸附法或膜分离法的后续精制单元。

4.膜分离法：

原理： 利用特殊高分子膜对油气中烃类分子与空气（N₂、O₂）的选择性渗透性差异。油气在膜两侧压差驱动下，烃分子优先透过膜被富集（渗透气），空气则被截留（尾气）达标排放。渗透气通常需返回前级（如吸附、吸收）或压缩冷凝处理。

优点： 设备紧凑，操作简便，开停车快速；无二次废物产生；运行能耗相对较低（主要耗能在压缩）。

缺点： 膜成本高，易受污染和老化；对进气清洁度（颗粒物、液滴）要求高；通常需与其它技术（如压缩、冷凝）联用以获得液态产品；单级回收率有限，需多级串联。

适用： 中等浓度油气回收，尤其适合对占地、重量有要求的场合（如码头、船舶）；常与其他技术组合应用。

5.组合工艺：

目的： 扬长避短，克服单一技术的局限性，实现更高效率、更低成本、更优适应性的回收。

常见组合：

吸附+冷凝： 吸附处理低浓度大气量，脱附得到高浓度油气再用冷凝法液化回收。兼顾效率与经济性，应用广泛。

膜分离+冷凝/吸附： 膜作为主体浓缩单元，浓缩后的渗透气再冷凝或吸附精制。

吸收+吸附/膜： 吸收作为预处理或主体工艺，尾气再用吸附或膜进行深度净化。

三、 应用现状与挑战

广泛应用： 在炼油厂、大型油库（原油、成品油）、液体化工码头、加油站等场景，油气回收装置已成为标配环保设施。吸附法、吸附+冷凝法在油品储运领域占据主导地位。

关键挑战：

技术经济性平衡： 尤其对于低浓度、大气量或组分复杂的油气源，高效回收往往意味着高投资和高运行成本（能耗、维护）。如何选择最具成本效益的技术路线是核心挑战。

运行稳定性与维护： 吸附剂更换/再生、膜污染/更换、压缩机维护、冷媒管理等都影响装置长期稳定运行和达标排放。

安全风险管控： 处理易燃易爆气体本身存在风险，装置设计、施工、操作、维护各环节都必须严格遵守安全规范。

标准执行与监管： 持续加强排放监测和执法力度，确保已建设施有效运行，杜绝“装而不用”或“用而不管”现象。

复杂工况适应性： 应对气量、浓度波动，不同油品组分变化等。

四、 未来发展方向

1.高效低耗技术研发： 开发新型高性能吸附剂（如MOFs）、更耐污染/高通量膜材料、高效低噪压缩机、耦合可再生能源（如光伏）的制冷系统等，持续降低能耗和运行成本。

2.智能化与数字化： 应用物联网（IoT）、大数据分析、人工智能（AI）技术实现油气回收装置的智能监控、预测性维护、运行优化和远程管理，提升运行效率和可靠性。

3.工艺深度耦合与系统集成： 将油气回收与上游工艺优化（如储罐呼吸阀控制、装载方式改进）、下游尾气处理（如RTO/RCO）更紧密集成，形成系统化解决方案。

4.标准体系完善与严格监管： 持续更新和加严排放标准，推广更先进的监测技术（如LDAR泄漏检测与修复），强化全过程监管和第三方评估。

油气回收绝非石化企业可有可无的“点缀”，而是实现可持续发展、履行环境责任、保障生产安全、提升经济效益的必由之路。面对日益严格的环保法规和“双碳”目标的时代要求，持续投入研发、应用和优化高效可靠的油气回收技术，是石油化工行业走向绿色低碳未来的关键一步。这不仅是对蓝天的守护，更是企业自身降本增效、提升核心竞争力的战略选择。通过技术创新和精细管理，让曾经逸散的“废气”变身为宝贵的资源，油气回收技术正为石化行业描绘出一条环境效益与经济效益和谐统一的发展轨迹。