炼油企业油气回收技术方案与管道设备应用总结

随着环保法规日趋严格和资源高效利用意识的提升，炼油企业的油气回收已成为一项兼具环境效益与经济效益的关键举措。有效的油气回收不仅能大幅减少挥发性有机物（VOCs）的排放，改善区域空气质量，还能回收宝贵的烃类资源，直接降低生产成本。本文将系统炼油企业常用的油气回收技术方案，并重点探讨与之配套的管道与关键设备，为行业实践提供参考。

一、 主要油气回收技术方案

炼油过程中的油气挥发主要发生在储运环节（如原油、成品油储罐）和装卸环节（如装车、装船）。针对不同工况，主流回收技术方案如下：

1. 吸附法：

• 原理：利用活性炭、沸石分子筛等吸附剂对油气中烃类组分的优先吸附特性，将油气从空气中分离。吸附饱和后，通过真空脱附或热吹扫再生，脱附出的高浓度油气再进行冷凝回收或送入火炬、燃料气系统。

• 特点：适用于处理中低浓度、大风量的油气，回收率高（可达95%以上），技术成熟，应用广泛。但吸附剂有使用寿命，需定期更换，且处理高浓度油气时存在温升安全风险。

1. 冷凝法：

• 原理：依据烃类物质的露点差异，通过多级制冷将油气温度逐步降至-70℃甚至更低，使烃类蒸气冷凝为液体回收。通常采用“预冷+深冷”的多级流程。

• 特点：工艺直观，回收产品为液态油品，纯度高。适用于处理高浓度、小风量的油气。但能耗较高，特别是达到深度冷凝时，设备投资和运行成本较大。

1. 膜分离法：

• 原理：利用高分子膜对油气中烃类分子与空气（氮气、氧气）的选择性渗透差异。烃类分子优先透过膜，形成富集的渗透气，再返回前段或进行冷凝液化；净化后的空气达标排放。

• 特点：装置紧凑，操作灵活，无二次污染，能耗较低。特别适合作为其他工艺（如吸附）的浓缩单元，组合使用以提升整体效率和经济性。对进气的预处理（除液、除尘）要求较高。

1. 吸收法：

• 原理：利用柴油、专用吸收剂等液体吸收剂，在吸收塔内与油气逆流接触，溶解吸收油气中的烃类组分。富吸收剂经解吸再生后循环使用，解吸出的油气再进行处理。

• 特点：工艺相对简单，适用于处理大气量和中高浓度的油气，尤其对重烃组分吸收效果好。但存在吸收剂损耗和可能带来的二次处理问题。

1. 组合工艺：

• 为优化能效与成本，实践中常采用组合工艺，如“冷凝+吸附”、“膜分离+吸附”、“吸收+吸附”等。例如，先用冷凝法去除大部分高沸点组分并降低气体体积，再用吸附法进行深度净化，兼具高效与节能优势。

二、 关键管道与设备配置

一套高效可靠的油气回收系统，离不开设计合理、材质匹配的管道网络和关键设备。

1. 管道系统：
收集管道：负责将各散发点（储罐呼吸阀、装卸鹤管等）的油气汇总输送至回收装置。设计需考虑：
管径与坡度：确保管内气流速度适中（通常3-8m/s），避免液阻或静电积聚。管道应向回收装置方向保持一定坡度，便于凝液自流至集液罐。

• 材质选择：多采用碳钢。对于腐蚀性环境或高纯度要求，可选用不锈钢或内衬防腐材料。

• 安全设施：必须设置阻火器（管道阻火器）、防回火装置、水封罐等，防止火焰传播。在管道低点设凝液罐，并定期排放。

• 工艺管道：回收装置内部的连接管道，需根据工艺介质（油气、制冷剂、蒸汽等）的特性，选择相应的压力等级、材质和保温/保冷措施。

2. 核心设备：
收集与预处理单元：
密封式快速接头与鹤管：实现装卸过程的全程密闭。

• 压力平衡系统：确保储罐在收发油时内部压力稳定，减少呼吸排放，常与回收系统联锁。

• 分液罐：去除油气中夹带的液态油滴，保护下游设备。

• 回收工艺单元：根据所选技术，对应吸附塔、冷凝换热器/制冷机组、膜分离器、吸收塔等核心反应/分离设备。
• 动力与安全设备：
• 风机：提供系统输送动力，需防爆设计，并考虑变频控制以适应流量变化。

• 真空泵：用于吸附剂的脱附再生。

• 阻火泄爆设备：包括管道阻火器、爆破片、安全阀等，是系统本质安全的关键。

• 仪表与控制系统：在线浓度检测仪（LEL/O₂）、压力、温度、流量传感器及PLC/DCS控制系统，实现自动化运行与安全联锁。

三、 方案选择与实施要点

1. 精准核算：首先需对全厂油气散发源进行摸排与定量，确定总处理量、浓度波动范围、组分构成等基础数据，这是技术选型的根本。
2. 技术比选：结合初始投资、运行成本（主要是电耗、蒸汽耗、吸附剂更换费）、回收效益、占地、维护复杂度等因素，选择最适宜的技术或组合技术。通常需进行全生命周期成本分析。
3. 安全为先：油气属于易燃易爆介质，系统设计必须符合国家及行业防爆、防火规范。电气仪表选型、设备布置间距、泄压与阻火措施至关重要。
4. 协同设计：油气回收系统需与储运设施、环保设施、能源系统（蒸汽、电力）进行一体化设计，确保接口顺畅、运行协调。
5. 运行维护：制定严格的操作规程和定期维护计划，特别是对吸附剂再生、膜组件清洗、制冷系统检漏、安全仪表校验等关键环节，保障系统长期稳定高效运行。

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炼油企业的油气回收是一项系统工程，成功的关键在于选择与自身工况高度匹配的“技术方案”，并配以设计优良、质量可靠的“管道设备”。随着技术的进步，“智能化”、“低能耗”、“高回收率”的集成解决方案正成为发展趋势。通过对现有技术的深入理解和系统化的工程应用，炼油企业完全能够在达标减排的挖掘出隐藏的“绿色效益”，实现环境与经济的双赢。此篇旨在梳理脉络，为相关决策与设计提供有价值的参考。