加油站油气回收系统设计
王艳秋
[乐凯保定化工设计研究院化学工程室]
摘要：介绍了加油站卸油油气回收、加油油气回收、油气排放处理等系统的设计。加油站设置油气回收系统，可避免汽油油气挥发而产生的资源浪费、环境污染和火灾隐患等问题。关键词：加油站；油气回收；卸油；加油；排放
1概述
汽油是一种易挥发的液体，在空气中会由于本身的挥发性而产生易燃易爆的汽油油气。油气经过冷凝还会变成液体，可以再次使用。加油站汽油挥发油气，将直接产生汽油资源的浪费，这一现象在夏季温度较高时尤为明显。挥发的油气还会对站内站外的环境造成污染。随着我国对环境保护的再视程度逐渐增强，以及《加油站大气污染物排放标准》(GB 20952--2007)的实施，不做油气回收的加油站将面临巨大的环境压力。挥发的油气是易燃易爆气体，对加油站及周边环境是一个火灾安全隐患，尤其是在人员密集区和莺点地区的加油站，挥发的油气无异于一个隐形的杀手，随时都有可能造成人员财产损失[1-6]。因此，新建加油站增加油气回收系统设计、旧加油站进行油气回收系统设计和改造势在必行。
加油站产生油气的地方主要有卸油时产生的油气排放和加油时产生的油气逸出。针对不同部位的油气排放需要不同的油气回收系统设计，包括卸油油气回收系统设计、加油油气回收系统设计。
2卸油油气回收系统设计
卸油油气回收也叫平衡式一次油气回收。加油站汽油油罐由于汽油的挥发性，在罐内存在汽油油气。以前加油站设计中，汽油油罐产生的油气通过通气管(其上安装有防爆阻火呼吸阀)直接排放到加油站站区空气中，因此汽油油罐属于开放式油罐。在进行汽油卸油时，罐车内的汽油自流加入到汽油油罐中，油罐中大量油气会被汽油液体挤出排放到加油站站区空气中，造成卸油时的环境污染、安全隐患以及资源浪费[3、6]。因此加油站需要设计安装油油气回收系统，见图l。
图1 卸油油气回收系统
将加油站内各个汽油罐通气管进行连通，通气管设计公称直径≥50 mm，设计压力为1.0 MPa。为了有效阻止各个油罐溢油情况的发生，连通管的连接位置位于通气管所在地面以上1.1 m处。连通管之上，通气管汇聚成2根，分别安装截止阀，一根通气管顶部安装压力真空阀，压力范围为-2一+3kPa[7]，正常工作时使用，该通气管上安装的截止阀常开；另一根通气管顶部安装防爆阻火呼吸阀，检修压力真空阀时使用，该通气管上安装的截止阀常闭。
在低标号汽油罐人孔盖上增设一根油气回收管道，在地面下引到集中卸油箱内的卸油口处，施工参照卸油口的施工方法，在油气回收管道口安装截止阀和快速接头，管道公称直径为100 mm，设计压力为1.0 MPa。
罐车需要加装油气同收管道，引至罐车出油口位置附近，在油气回收管道末端安装截止阀和快速接头，公称直径为100 mm，设计压力为1.0 MPa，通过油气回收软管与卸油口油气回收管道口连接。
卸油时，卸油软管连接罐车出油口和罐区卸油口，油气回收软管连接罐车油气回收口和卸油口的油气回收管道接口。当罐车内汽油流入加油站汽油罐时，汽油罐内油气通过通气管连通管进入到低标号汽油罐内，再通过油气回收管道流入到罐车内，用相同体积的汽油将汽油罐内相同体积的油气置换到罐车内，整个过程中无油气排放。卸油时由于通气管上安装有压力真空阀，在设定工作压力内不会开启，不会造成油气通过通气管的排放。此方式为平衡式回收，回收率可达95%以上。经罐车回收油气，在罐车回到油库后采用两种方法处理：置换到储罐内或经过膜分离、冷凝或吸附等方法处理后，洁净气体排放空气中，回收分离液体油品进入到储罐中。
3加油油气回收系统设计
加油油气回收也叫二次油气回收。加油机加油时产生的油气，除了汽车油箱打开时溢散出的油气(对于此部分油气，国外有的汽车采用将油箱口改造成密闭油箱口的方法加以解决)外，主要是加油时汽车油箱内的油气不断地被加入的汽油液体挤出油箱，造成人体与油气的直接接触及油气在加油区域内的排放，加大了火灾危险性及对人体健康的危害。
加油油气回收是指汽车在加油时，利用加油枪上的特殊装置，将汽车油箱中的油气经加油枪、真空泵、油气同收管道回收到油罐内。目前广泛使用非燃烧系统运作方法，将同收的油气储存在油罐内，维持罐内的压力平衡。要达到这个效果，汽油与油气相互交换比例要接近于体积比为1：1。良好的油气回收设备应适用于各种形式的车辆注油口。目前国内外普遍使用的回收系统多为真空辅助式油气同收系统。真空辅助式油气回收系统是利用外加的辅助动力(真空泵)，将油箱溢发出来的油气吸回油罐[3]。加油枪和加油机内部油气回收改造设计由加油机供货厂家来完成。
①分散式加油油气同收系统
分散式加油油气回收系统见图2。为了使图示更清楚，图中仪显示油气回收管道。在加油站内每台加油机内部安装油气回收泵及相应的管道。加油机加油时同收的油气，经过管道进入加油站内低标号汽油罐内。油气回收管道均应坡向低标号汽油罐，且坡度不能小于l%，管道公称直径为80 mm，设计压力为1.0 MPa。
图2 分散式加油油气回收系统
若油气同收管道不能满足1%的坡度要求，需要在回收管道上增加一个集液管。集液管采用Φ529×8无缝钢管制成，长度为l000 mm，两端采用厚度为10 mm 的钢板密封。此时从加油机到集液管的油气回收管道玻向集液管，坡度不小于l%，管道公称直径≥50 mm，设计压力为l.0MPa。从集液管到低标号汽油罐的油气回收管道，坡向集液管或油罐均可，坡度不小于l%，管道公称直径≥50mm，设计鹾压力为1.0 MPa。一定时间后集液管内会积存一定量的液体油品，此时用手动抽液器可将集液管内液体抽出再利用。集液管埋于罐区附近的地下，可按照当地地质条件和油气回收管道坡度要求决定其埋深。
②集中式加油油气回收系统
集中式加油油气回收系统见图3。为了使图示更清楚，图中仅显示油气回收管道。一个或多个真空泵(安装在油罐区附近、油气回收管道的后段)将加油时的油气吸到低标号汽油罐内。因集中式加油油气回收系统中真空泵安装于地面上，油气同收管道先经真空泵，再到低标号汽油罐，不能保证油气回收管道坡向低标号汽油罐，需要在真空泵与加油机之间加装埋于地面下的集液管。真空泵之前的油气回收管道均坡向集液管，真空泵之后的油气回收管道坡向低标号汽油罐。管道坡度均不小于1%，管道公称直径≥50 mm，设计压力为1.0MPa。
图3 集中式加油油气回收系统
4油气排放处理装置设计
油气排放处理也叫三次油气回收。油气回收排放处理系统见图4。该系统将加油油气回收系统回收的油气通过吸附、吸收、冷凝、膜分离等方法进行回收处理。目前国内外的油气回收处理技术主要有5种：吸附、吸收、冷凝、膜分离及氧化法[1、7]。油气排放处理装置多采用膜分离与冷凝的组合处理技术，处理后的液体回流到低标号汽油罐内，洁净气体排放到大气中，处理后的杂质统一回收处理。本系统是在卸油油气回收管道和低标号汽油罐通气管处各引一条管道至后端油气排放处理装置，通过压力传感器监测管道压力，当压力升高到设定值时，油气排放处理装置启动，进行油气分离处理。此监测压力的设定值应低于通气管上压力真空阀的设定压力。油气回收管道均坡向低标号汽油罐，坡度不小于2%，管径和压力等级与相应的引出管道相同。油气排放处理设备主机位置应距离卸油口1.5 m范围以外，处理装置的排气管口高于地面4 m。
图4 油气排放处理系统
5油气回收系统检测
加油站经过以上油气回收系统设计，建造完成后需要按照《加油站大气污染物排放标准》(GB20952--2007)，主要对气液比、密闭性、液阻、油气排放浓度进行检测，合格后，加油站方可投入使用[8]。
6油气回收系统易出现的问题和应对措施
①系统密闭性不能满足要求：加油机、工艺管道、油罐、通气管等任何部位密封不严都会造成检测不合格。应对措施：设备安装前必须试压，隐蔽前测试工艺系统的密闭性，油罐人孔盖密封垫应选择加厚型。
②油气回收管道坡度不符合要求，管内积液使液阻超标：1%的坡度对于占地较大的加油站可能产生较大的高差，油罐埋深受限，无法达到管道坡度要求，工艺管道交叉。应对措施：处理好管道垫层，优化工艺管道设计，减少弯头，设置集液管。
7结语
2007年8月1日开始实施的强制性标准《加油站大气污染物排放标准》(GB 20952--2007)，对于我国各个地区加油站油气回收系统建设完成时间提出了明确的要求[8]。现有和新建加油站进行油气回收系统设计，势在必行，既解决了资源浪费、环境污染和火灾隐患等问题，又符合国家标准要求。
参考文献：
[1] 赵世健．油气回收的必要性和技术方案的探讨[J]．石油商技，2000，18(6)：26—29．
[2]郝保良．实施油气回收的必要性和技术方案的探讨[J]．石油化工管理干部学院学报，2002，27(2)：41—42．
[3] 劳羡辉．浅谈汽车加油站油气回收[J]．广东化工，2004，31(3)：18一19．【4] 周勇军，廖传华，黄振仁．膜法油气回收过程的工艺拟[J]．石油与天然气化工。2005，34(3)：149—151．
[5] 李巨峰，陈义龙，李斌莲，等．油气回收技术发展现状及其在我国的应用前景[J]．油气田环境保护，2006，16(I)：1—3．
[6]刘鹏．加油站进行油气回收的意义及方法[J]．石油库与加油站，2007，16(5)：4l一44．GB
[7] 50156--2002，汽车加油加气站设计与施工规范(2006年版)[s]．
[8]GB 20952--2007，加油站大气污染物排放标准[S]．