油气回收废气处理工艺全解析

油气回收与废气处理是一个涉及环保、安全和资源再利用的重要领域，尤其在石化、储运、装卸等行业。下面我将为您系统梳理油气回收废气处理工艺，涵盖从基本原理到主流技术，再到组合工艺和选型要点。

一、核心目标

安全：消除挥发性有机物（VOCs，主要是轻烃）的爆炸风险。

环保：减少VOCs排放，防止光化学烟雾和臭氧污染。

节能：回收有价值的油品，产生经济效益。

合规：满足日益严格的排放标准（如中国国家标准GB20950/20952等）。

二、油气回收的典型阶段（以油品储运为例）

通常分为三个阶段，对应不同的浓度和处理要求：

一次回收：在油罐车装卸时，将排出的油气回收至油罐车。

二次回收：将油罐车中的油气回收至储油库的回收系统。

三次回收/末端处理：对无法液化回收的低浓度油气进行净化处理，达到排放标准。

我们讨论的“废气处理工艺”主要针对浓度较高的一次/二次回收后气体和浓度较低的末端废气。

三、主流油气回收与废气处理工艺

1.冷凝法

原理：通过多级冷却，将油气中的烃类组分冷凝成液态回收。温度通常从+4℃逐级降至-70℃甚至更低。

优点：回收产物为纯净的液态油，价值高。工艺原理简单，自动化程度高。无二次污染（如吸附剂的脱附气、吸收液的处置）。

缺点：能耗较高，尤其是深冷阶段。对于极低浓度的废气，单纯冷凝不经济。适用：中高浓度油气（>10g/m³）的回收，常作为核心回收单元。

2.吸附法

原理：利用活性炭、硅胶、沸石分子筛等多孔吸附剂，在常温下吸附油气中的烃类。吸附饱和后，通过抽真空（真空解吸）或通入热气流（热吹扫）进行脱附，得到高浓度脱附气。

优点：对低浓度油气处理效果好，净化效率高。技术成熟，应用广泛。

缺点：

吸附剂有寿命，需要定期更换。

脱附产生的高浓度气体需要后续处理（通常与冷凝法联用）。

对于含硫、烯烃等组分，可能存在吸附剂中毒或聚合问题。

适用：低浓度油气净化或作为浓缩单元。活性炭吸附+真空脱附+冷凝回收是极其经典的组合工艺。

3.膜分离法

原理：利用特殊高分子膜对油气中烃类分子和空气（氮气、氧气）的选择性渗透性。烃类优先透过膜，在膜另一侧被富集，而净化的空气排放。

优点：流程简单，操作方便，无二次污染。稳定性好，适用性强。

缺点：膜组件成本高，对预处理（除液、除尘）要求严格。单级膜分离难以达到极低的排放标准，常作为浓缩单元。

适用：中低浓度油气回收，常与吸附法或冷凝法联用。

4.吸收法

原理：用专用吸收剂（或直接用汽油）在吸收塔中逆流接触油气，溶解吸收其中的烃类。富吸收剂经解吸再生后循环使用。

优点：工艺简单，设备投资相对较低。

缺点：存在吸收剂挥发损耗和降解问题。可能产生含油废水，有二次污染风险。对低浓度油气吸收效率有限。

适用：早期应用较多，现在作为辅助或特定工艺。

5.燃烧法/氧化法（针对末端废气）

当油气浓度过低（通常<5g/m³），无回收经济价值时，采用破坏法处理。

直接燃烧/热力氧化：在高温（>760℃）下将VOCs彻底氧化为CO?和H?O。处理效率极高，但能耗高。

催化燃烧：在催化剂作用下，降低氧化温度（通常300-400℃），显著节能。但催化剂易中毒（如硫、卤素、硅）。

蓄热式燃烧：利用蓄热体回收燃烧产生的热量来预热进气，热能回收率可达95%以上，非常节能。是当前处理低浓度、大风量废气的首选技术之一。

四、典型组合工艺流程

为了兼顾效率、经济和达标，现代油气回收装置多采用组合工艺：

经典组合（加油站、油库常用）：

油气→吸附罐（活性炭/分子筛）浓缩→真空泵脱附→高浓度脱附气→冷凝液化回收→不凝气返回吸附前端或进入后续处理

目前国内最常见的工艺路线。

高效深度回收组合：

油气→冷凝（一级预冷）→膜分离浓缩→冷凝（二级深冷）回收→极低浓度尾气→吸附净化达标排放

该工艺回收率高，尾气排放浓度极低。

无回收价值的末端处理：

低浓度废气→预处理（除尘、除湿）→蓄热式氧化炉/催化氧化炉→达标排放

适用于化工园区、污水处理场等场合的废气治理。

五、工艺选择要点

选择何种工艺或组合，需综合考虑：

油气浓度与气量：高浓度小气量优选冷凝回收；低浓度大气量需先浓缩或直接氧化。

组分特性：组分复杂、含有害物质（硫、卤素）时，需考虑材料的耐受性。

排放标准：标准越严格，工艺组合需越精密，可能需“回收+氧化”双重保障。

经济性：权衡设备投资、运行能耗、回收产品价值与维护成本。

现场条件：占地面积、能耗供应（电、冷、热）、安全防爆要求。