“硅胶+活性炭”吸附法油气回收技术介绍

一、真空减压切换吸附法（VPSA：Vacuum Pressure Swing Adsorption）。

VPSA 法是采用两座塔式吸附罐在大气压下吸附、在真空下解吸的吸附回收

方法。一座吸附塔在吸附的过程中，另一座吸附塔通过真空泵进行解吸。经过一

定时间，通过电磁阀进行吸附・解吸的切换，此运转过程将循环反复连续进行。

二、工艺流程

1、气体供给工序

油罐车内充满的气体是汽油与空气混合气体，汽油蒸气的浓度根据汽油雷德

蒸气压和气温而变化，大概在15%～40%（体积百分比）的范围。用带有油气回

收管道的封闭装车鹤管向油罐车内装油时，利用液位的上升将油罐内滞留的油气

挤压到油气回收管里。

由于吸附塔内的压力损失非常小，油气以其自身的压力作为原料气体到达吸

附工序。而在膜分离法或冷凝法装置中，则需要在油气回收管中设置送风机（压

缩机）将油气的压力提升到一定程度，才能被回收装置所利用。

2、吸附工序

吸附系统内由交替使用的两个吸附塔和用来解吸吸附汽油的真空泵构成。含

有汽油的供给气体首先通过其自身的压力被导入到填充了特殊吸附剂的吸附塔

A。供给气体通过吸附塔内时，油气在常压、常温的条件下被有选择地吸附到吸

附剂的中级细孔中。几乎不含油气的空气和水分等无机气体则不被吸附而是通过

吸附塔内，作为清洁排放气体排放到大气中。

由于填充在吸附塔A 中的吸附剂的吸附量有限，汽油的吸附量会逐渐接近饱

和状态。一般的设计中，装置运行一定时间（10 分钟～15 分钟）后，经自动控

制电磁阀工作，供给气体被切换到吸附塔B。在吸附塔B 中，汽油被继续吸附，

此时，吸附塔A 需再生吸附剂的吸附能力，进入解吸工序。

3、解吸工序

在解吸工序，吸附塔A 通过真空泵使罐内的压力达到高真空状态，使吸附剂

内吸附的汽油达到易于从吸附剂脱落的状态。吸附塔的压力降低到一定程度后，

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将少量的氮气或空气作为清洗气体打入吸附塔内，以进一步促进汽油的解吸。从

吸附剂解吸的汽油作为几乎不含空气的浓缩汽油气被送至回收工序。

4、回收工序

苯或甲苯等高沸点物质的回收可不采用吸收法而是采用冷却法。由于浓缩汽

油气中含有大量的丁烷（C4）或戊烷（C5）等低沸点的馏份，通过吸收法，可用

同种产品的汽油吸收进行回收。由于在吸收塔内处理的气体中只含有百分之几的

空气，可将油气的浓度浓缩到90%（体积百分比）以上。由于在提高汽油分压的

同时可有效的减少处理气体量，因此能够减少在吸收塔循环的汽油量。

油气通过与从吸收塔顶部向底部下落的汽油对流接触后，可作为液体在吸收

塔底部回收，并通过回收泵送至油罐。从吸收塔底部回收到油罐的汽油量与从油

罐供给到吸收塔的汽油量的差就是实际回收的汽油量。

三、技术特点

1、可回收处理多种挥发性有机物（VOC）。

VOC 种类 溶剂名称

石油系列碳氢化合物 汽油、乙烷、辛烷等

酮类 甲乙酮、丙酮 等

酒精类 甲醇、丙二醇 等

卤化碳氢化合物 二氯甲烷、三氯乙烯、四氯化炭 等

酯类 乙酸乙酯 等

芳香族碳氢化合物 苯、甲苯、二甲苯 等

2、采用疏水性硅胶（S-6）和中孔主体活性炭（MPC）作为吸附剂。

（1）疏水性硅胶的特点。

疏水性硅胶具有不可燃、物理性质稳定、高硬度的特点，不会像活性炭那样

因产生吸附热而导致系统内温度急剧上升，从而大大提高了安全性。同时，由于

经过了疏水处理，与普通硅胶相比，抑制了对湿气的吸附。

按照体积基准计算的吸附量，在高浓度油气领域，疏水性硅胶的吸附量大于

中孔主体活性炭。

优点 缺点

■ 无机物，不可燃；

■ 物性安定；

■ 由于热容量大，系统内温度上升缓慢；

■ 强硬度、不易磨损，使用寿命10 年以上；

■ 经过疏水性处理，亲水性降低，对挥发性

有机物亲和性增加；

■ 按照容量计算标准，在高浓度时，比纯活

性炭吸附的吸附量大；

■ 相对湿度70%以下时，不易吸附湿气。

■ 溶于碱（氨、胺等）。

（2）中孔主体活性炭的特点。

中孔主体活性炭具有优先吸附挥发性有机化合物（VOC，Volatile Organic

Compounds）的特点。由于中孔主体活性炭*的细孔分布，按照体积基准计算

的吸附量，在低浓度油气领域，中孔主体活性炭的吸附量大于疏水性硅胶。该活

性炭加工技术由的活性炭供应商CATALER Corporation 提供。产品主要

针对日本、北美及整个亚洲地区销售。

疏水性硅胶和中孔主体活性炭的性能特点如下表所示：

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疏水性硅胶和中孔主体活性炭的特性

吸附剂种类 疏水性硅胶 中孔主体活性炭

易燃性 不可燃。 不易燃。

吸附热

吸附层的平均温升为：5º～10º。 吸附层的平均温升为：

15º～30º。

吸附量

体积基准

在高浓度领域，比中孔主体活性炭多。 在低浓度领域，

比疏水性硅胶多。

特

性

吸附湿气

经过了疏水处理，相对湿度70%以下时对

湿气的吸附极少。

相对湿度40%以上时，吸附湿气。

吸附层间压差 没有压差。 有压差。

沟道效应 无沟道效应。 有沟道效应。

强度与

耐磨性

热点效应

强度高、不易磨损。

无热点效应。

强度较低

较易磨损

有热点效应。

3、技术——采用双层填充法（疏水性硅胶+中孔主体活性炭）。

油气回收装置的吸附塔内，采用下层填充疏水性硅胶、上层填充中孔主体活

性炭的双层填充方式。

（1）根据不同的吸附特性进行双层填充吸附剂，可以有效处理原料气体中的高

浓度气体和低浓度气体。既保证了安全性又实现了装置的小型化，还抑制塔内温

升。

原料气体的高浓度部分，用在高浓度领域吸附量更大、不易产生吸附热的疏

水性硅胶进行吸附；而低浓度部分，用在低浓度领域吸附量大的中孔主体活性炭

进行吸附，同时由于油气通过硅胶吸附层后，油气浓度降低很多，活性炭也不易

于产生大量吸附热，减轻了活性炭的吸附/解吸的工作强度，延长了活性炭吸附

剂的寿命。

多层填充吸附剂的方式，已经申请取得中国发明，号ZL 02 8

26322.7（详见附件1），相关权益受中国法律保护。

（2）有效利用各吸附剂的吸附性能。

■ 疏水性硅胶（S-6 型）：适用于高浓度气体的吸附。

■ 中孔主体活性炭（MPC）：适用于低浓度气体的吸附。

4、采用干式真空泵。

“硅胶+活性炭”吸附法油气回收装置采用干式真空泵。可以减少其它物质

混入回收液中，提高回收液的纯度。

我公司采用日本四叶进口的干式罗茨型真空泵，该泵不需要使用液封而是通

过水冷进行冷却。

即便产生冷凝气体不会影响泵的连续运转。 随着气体的吸引，排出的气体

也存在一定压力。从大气压到真空，可进行多种真空度的连续运转。无由干式的

设计，排气清洁避免了不纯物质的混入。

VP3-1501 L2 型真空泵 VP3 型真空泵

5、无人自动运转。

装置运转操作时，按下装置起动按钮（开启起动开关），按下装置停止按钮（开

启停止开关），运转中无需随时监控。出现异常时,通过连锁运转立即自动停止。

6、使用气动阀门。

采用气动蝶阀和气动球阀，其特点是动作迅速，开关阀的速度小于1s，充

分保证油气处理的连续性和处理的效果；工作可靠，连续工作时发热量极小；既

时是在装置突然失电的情况，通过仪表空气的余压和执行器内部的自动复位机

构，也能迅速将所有气动阀门恢复到停机状态，充分保证整套装置的安全。

7、占地面积小。

型号 占地面积

300-500m3/h 50 m 2 以下（长5m 以上,宽7m 以上）

700m 3/h 70m 2 以下（长8m 以上,宽7m 以上）

800-1000m3/h 80m 2 以下（长9m 以上,宽8m 以上）

1000m 3/h 以上： 80m 2 以上

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四、适用范围

1、加油站。

加油站VRU 设备规格

规格型号

3m3/h 5m3/h

2、油库。

油库VRU 设备规格规格

油库VRU 设备规格

200 m3/h 500 m3/h 800 m3/h

300 m3/h 600 m3/h 900 m3/h

400 m3/h 700 m3/h 1000 m3/h