环境科学论文油气回收方向论文范文

　　本文选自省级期刊《北方环境》，　《北方环境》本刊于1989年创刊,前身是《内蒙古环境科学》,是由内蒙古环境保护厅主管,内蒙古环境科学研究院、内蒙古环境监测中心站主办的综合性环境期刊。1995年被批准为正式期刊，该刊出版的规格、开本、装帧、校对等都符合国家标准和规格范围要求。于二○○九年六月二十九日由国家新闻出版总署批准更名,国内统一刊号为CN15-1354/X,国际标准刊号为ISSN1007-0370。为了适应形势发展的需要，后更名为《北方环境》，现为双月刊，是目前华北地区唯一的具有正式刊号的环境科技类学术期刊。北方环境杂志社编辑出版面向国内外公开发行的环境保护类专业期刊。
　　摘要：针对日益严重的大气污染问题，从污染源头着手，介绍了油蒸汽对环境及人类造成的巨大危害，并阐述了几种油气回收方法的特点。

　　关键词：油气回收,油蒸汽,光化学烟雾,节能,环保,隐患

　　随着国内经济的迅猛发展，汽车已成为家庭中常用的代步工具了，但是随之而来的负面影响也越来越明显的显现出来。早在20世纪90年代，国外工业发达国家已将油气作为一种新的“废气”列入污染治理对象，我国也对油气造成的大气污染问题日益重视，目前国家环保总局已制定油品装载系统油气回收设施相关设计规范及油气排放国家标准，对于芳烃装载系统未采取其他油气处理措施时，应设置油气回收设施，已达到严格控制油气（尤其是汽油油气）的排放浓度和排放总量的目的。

　　油蒸汽具有一定的毒性，烃类物质与空气组成的油气是易挥发有机化合物，轻质油的毒性比重质油毒性小，但是轻质油挥发性大，往往在空气中的浓度比重质油高，毒性更大。它在一定的气候条件和阳光的作用下发生化学发应，形成光化学烟雾。这种烟雾会影响人和牲畜的肺部功能，破坏植物叶面组织，影响数目和农作物生长，还会对一些材料造成破坏，如使橡胶开裂甚至解体。

　　20世纪40年代之后，随着全球工业和汽车业的迅猛发展，光化学烟雾污染在世界各地不断出现，如美国洛杉矶、日本东京、大阪、英国伦敦、澳大利亚、德国等大城市及中国北京、南宁、兰州均发生过光化学烟雾现象。1943年，美国洛杉矶市发生了世界上最早的光化学烟雾事件。此后，在北美、日本、澳大利亚和欧洲部分地区也先后出现这种烟雾。经过反复的调查研究,直到1958年才发现，这一事件是由于洛杉矶市拥有的250万辆汽车排气污染造成的，这些汽车每天消耗约1600吨汽油，向大气排放1000多吨碳氢化合物和400多吨氮氧化物。这些气体受阳光作用，酿成了危害人类的光化学烟雾事件。

　　鉴于光化学烟雾的频繁发生及其造成危害巨大，2013年2月17日，中国科学院公布了该院“大气灰霾追因与控制”专项组的最新研究结果，研究发现，京津冀雾霾检出大量危险含氮有机颗粒物，这在中科院大气物理所研究员王跃思看来是“最危险的信号”，因为这就是“洛杉矶上世纪光化学烟雾的主要成分之一”。光化学烟雾还会随着空气的流动造成大范围的环境污染。环境污染从源头抓起，归纳起来，油蒸汽产生的三大主要问题：资源浪费、环境污染和火灾隐患。

　　一.资源浪费

　　轻质油品，特别是汽油，是极易挥发的液体，只要与空气接触就会很快挥发。汽油在储存、装卸、运输、加注到汽车油箱的每一个环节都有油气逸散挥发，进入环境大气，形成挥发性有机化合物污染。油气排放不同于其它污染物的排放，一是排放量大，二是排放的油气为产品一部分。其排放源有储存容器等的固定排放源、车船等交通工具途中运输的移动排放源和生产装置、设备等泄漏的无组织排放源。由于石油是不可再生的资源，地下储量是有限的。因此，油气的排放，本身就是资源的巨大浪费。从石油工业的下游行业成品油销售业来看，轻质油品，特别是汽油，在储存、装卸和销售过程中，排放大量的油气。据调查，中国汽油年消耗量按5000万吨计，损耗按1%计，则成品油销售行业汽油的损耗量为50万吨。每吨按5000元计，价值25亿元人民币。

　　二．环境污染

　　油气对人体健康的直接影响主要是对中枢神经系统的麻醉作用，对皮肤粘膜有一定刺激作用。因其具有去脂作用，使细胞内类脂质平衡发生障碍，严重可引起皮炎和湿疹。对造血系统的慢性作用视芳香烃含量而定。在汽油顶部喷溅式装车的下风侧，油气浓度偶尔很高足以引起急性中毒，轻度中毒者感到头晕、头痛、恶心、呕吐、心慌、嗜睡、全身无力或如醉样步态、精神兴奋、恍惚、言语不清。一般在脱离现场时稍加治疗即可迅速好转。严重中毒者则可能因意志丧失、反射性呼吸停止而死亡。

　　从化学组成来看，芳香烃的毒性最大，烯烃次之，环烷烃和烷烃较小。芳香烃中的苯是公认的有毒致癌物质，并且没有安全下限。急性接触于100ppm苯蒸汽中，就会影响中枢神经系统和其它系统。长期接触苯蒸汽可以诱发白血病、染色体失常和造血机能异常等症状。动物试验表明，丙烷、丁烷和异丁烷对心脏功能具有抑制作用。极低浓度的乙烯对于植物即有危害作用，影响植物的生长，使植物顶端生长受抑制，而侧向生长受促进。

　　油气不仅作为一次污染物对环境产生直接危害，而且还是城市中光化学烟雾的主要诱因之一。

　　油气中的挥发性有机化合物会在太阳紫外线的作用下与大气中氮氧化物发生光化学反应，生成毒性更大的光化学烟雾。光化学烟雾是现代各国一种普遍而难以治理的大气污染，它包含有臭氧、氧化氮、醛类、过氧乙酰基硝酸酯（PAN）等有毒的多种氧化剂物质。日光辐射强度是形成光化学烟雾的重要条件，在一年中，夏季是发生光化学烟雾的季节，而在一日中，14时左右发生的光化学烟雾一般达到峰值。光化学烟雾对城市气候也产生不良影响，如降低能见度，减少太阳对地面的辐射等。

　　欧盟1994年立法，旨在控制汽油油气排放。时至今日，每年已减少汽油油气排放50万吨，同时每年减少了人为因素造成的VOC排放5％。

　　三．火灾隐患

　　混合气中烃或油气的浓度要有一定范围，低于这一范围，油气不足，高于这一范围，则空气不足，均不能闪火爆炸。因此这一浓度范围，就称为爆炸范围，其下限的体积浓度称为爆炸下限，上限的体积浓度称为爆炸上限。大致上体积浓度范围1％～8％的油气，当爆炸燃烧产生时，一般都会产生严重的后果。

　　汽油具有易挥发、易燃爆、易泄漏、易聚集静电荷等特性，它的特性决定了消防工作在油库安全管理中的重要地位和作用。

　　1升汽油能挥发100～400升蒸气，扩散到很大的空间，1升汽油完全挥发后产生的蒸气，如发生爆炸，威力相当于1kgTNT**。爆炸时产生的气体速度，约为3000m/s。汽油一旦着火，就会以2m/s的速度迅猛蔓延并加速油气蒸发，随着油气浓度变化，燃烧和爆炸就交替出现，产生严重的后果。

　　国内石化行业统计数据表明，由油气引发的火灾事故占到总数的50％以上。最典型的例子，是上世纪八十年代青岛黄岛原油库因雷击而引发的原油罐区火灾事故。

　　油气回收是解决以上三个问题的最有效措施，特别是在装卸汽油和给车辆加油的过程中，将挥发的汽油油气收集起来，通过吸收、吸附或冷凝等工艺中的一种或两种方法，或减少油气的污染，或使油气从气态转变为液态，重新变为汽油，达到回收利用的目的。

　　油气回收是节能环保型的高新技术，目前常见的方法有吸附法、吸收法、冷凝法和膜分离法。

　　1、吸附法

　　利用活性炭、硅胶或活性纤维等吸附剂对油气/空气混合气的吸附力的大小，实现油气和空气的分离。油气通过活性炭等吸附剂，油气组分吸附在吸附剂表面，然后再经过减压脱附或蒸汽脱附，富集的油气用真空泵抽吸到油罐或用其他方法液化；而活性炭等吸附剂对空气的吸附力非常小，未被吸附的尾气经排气管排放。

　　优点：吸附法可以达到较高的处理效率；

　　排放浓度低，可达到很低的值。

　　缺点：工艺复杂，需要二次处理；

　　吸附床容易产生高温热点，存在安全隐患；

　　三苯易使活性炭失活，活性炭失活后存在二次污染问题；

　　国产活性炭吸附力一般只有7%左右，而且寿命不长，一般2年左右要换一次，换一次活性炭成本很高。

　　2、吸收法

　　根据混合油气中各组分在吸收剂中的溶解度的大小，来进行油气和空气的分离。一般用贫油做吸收剂。一般采用油气与从吸收塔顶淋喷的吸收剂进行逆流接触，吸收剂对烃类组分进行选择性吸收，未被吸收的气体经阻火器排放，吸收剂进入真空解吸罐解吸，富集油气再用油品吸收。

　　优点：工艺简单，投资成本低。

　　缺点：回收率太低，一般只能达到80%左右，无法达到现行国家标准；

　　设备占地空间大；

　　能耗高；

　　吸收剂消耗较大，需不断补充；

　　压力降太大，达5000帕左右。

　　3、冷凝法

　　利用制冷技术将油气的热量置换出来，实现油气组分从气相到液相的直接转换。冷凝法是利用烃类物质在不同温度下的蒸汽压差异，通过降温使油气中一些烃类蒸汽压达到过饱和状态，过饱和蒸汽冷凝成液态，回收油气的方法。一般采用多级连续冷却方法降低油气的温度，使之凝聚为液体回收，根据挥发气的成分、要求的回收率及最后排放到大气中的尾气中有机化合物浓度限值，来确定冷凝装置的最低温度。

　　优点：工艺原理简单；

　　可直观的看到液态的回收油品；

　　安全性高；

　　自动化水平高。

　　缺点：单一冷凝法要达标需要降到很低的温度。

　　4、膜分离法

　　利用特殊高分子膜对烃类有优先透过性的特点，让油气和空气混合气在一定压力的推动下，使油气分子优先透过高分子膜，而空气组分则被截留排放，富集的油气传输回油罐或用其他方法液化。

　　优点：技术先进，工艺相对简单；

　　排放浓度低，回收率高。

　　缺点：投资大；

　　膜尚未能实现国产化，价格昂贵，而且膜寿命短；

　　膜分离装置要求稳流、稳压气体，操作要求高；