油气回收吸附剂的再生方法探讨

刘邦武

【摘要】吸附剂的再生方法影响了油气吸附回收技术的恢复效果、投资成本、运行成本和安全性。文章详细叙述了油气回收吸附剂的研究因素，分析了超声再生法和吸附剂的热再生法，并指出了各种再生方法的优缺点。目前，真空解吸应进一步优化，而且还要对其他的解吸方法予以充分的重视，并进行系统的基础研究。

【关键词】油气回收；吸附剂；再生方法

随着机动车保有量的迅速增长，汽油等轻质燃料的需求呈指数增长。这种油具有很强的挥发性，在装卸或运输过程中会在不同程度上蒸发，导致油品损耗及油气污染。所以，研究油气开采技术是非常重要的。

一、油气回收用吸附剂的考察因素

（一）吸附选择性

选择性是在给定流体浓度条件下，一种组分的吸附容量与两外一种组分吸附容量的比值，而选择性越小，所需的装置就越大。有些人喜欢使用有限的数据（即0～1）来表示选择性，但目前还没有明确选择吸附性定义。因此，在描述吸附剂的选择性時，通常会说“好”或“坏”，而不是“大”或“小”。

（二）吸附容量和孔结构

吸附能力是吸附器的吸附量可以通过单位质量（或体积）来吸附。该值取决于流体相的浓度、温度和其他条件（特别是吸附剂的初始条件）。吸附能力决定吸附剂的吸附量和吸附剂体积，是吸附剂最重要的性能。一般来说，吸附容量数据是在固定的温度和不同的吸附剂浓度（或气体分压）中得到的，吸附等温线是根据数据进行的。

（三）可再生性

所有的吸附剂都可以重复使用，这取决于它们的再生性。在后续的吸附循环中，只有可再生的吸附剂才能具有一致的性能，这意味着吸附质在吸附剂上的吸附必须是相对较弱的物理吸附或π键络合化学吸附。

吸附剂的可重复性影响其初始吸附容量剩余百分比（有时称为工作容量），再生时间和再生能量等等，进而决定吸附剂的寿命。通过变温、变力、化学方法或这些方法的组合来实现吸附剂的再生。化学方法的置换再生是用比吸附力强的物质来溶解吸附物。洗提是用弱吸附剂的溶剂将吸附的物质溶解出来，超临界萃取是在超临界状态下，超临界流体与分离的材料相连接，使其对极性的大小有选择性。同时一次萃取不同沸点和分子量的成分。化学方法需要单独的分离装置，所以成本很高。

二、吸附剂的再生方法

（一）吸附剂的超声波再生

吸附剂的超声波再生是利用超声波在吸附表面上施加能量，使吸附剂获得足够脱离吸附表面的能量，从而达到再生的目的。超声波能量仅在局部应用，因此能耗小，损耗小。例如，超声波可以很容易地吸收吸附在活性炭和聚合物树脂上的吸附苯酚，可以提高解吸率，降低解吸所需的活化能。活性炭的再生效率主要取决于反应时间、碳颗粒大小和吸附类型。延长作用时间，再生效率将会增加，但一段时间后，表层较易超声“空化”的位置基本能够实现新的平衡，内部扩散的质量明显减少，再延长作用时间再生效率不再增加。超声在不到10nm的孔隙内进入活性炭是困难的。

“空化”效应主要发生在活性炭的表面以及大孔中。根据实验和理论分析，并不是所有活性炭吸附物质都适合采取超声波再生。不同吸附剂的超声波解吸是不同的。活性炭的超声波再生吸附多种物质，会导致碳中某些物质的积累。另外，超声波再生法不同于热再生法，它不会改变吸附质的结构与形态，对活性炭浓缩、富集、回收有用物质后的再生十分有利。

（二）吸附剂的热再生

吸附剂的热再生包括水蒸气解吸、热气体解吸和电热再生。后面所述的微波辐射再生也应是一种热再生方法，可是由于它的特殊性，文章分别进行了讨论。水蒸气热焓高，而且容易获得，经济效益好。水蒸汽汽解吸法适用于低脱附沸点的低分子烃类和芳香族有机化合物。高沸点材料的脱附能力较弱，解吸周期较长

针对活性炭吸附剂而言，用“水蒸气解吸+干燥”工艺会出现很多问题：第一，炭层温度的急剧升高可能会引起自燃的危险。通常来讲，其解吸再生在120摄氏度下不会引起自燃，可是有时使用高解吸温度（如200摄氏度）来提高设备的容量可能会引起自燃，例如木质炭与油气的反应温度是144摄氏度，与空气的反映温度是204摄氏度。第二，通过进行多次的循环铣床，吸附剂的耗损大。第三，有必要设置两个以上的吸收器和配套水蒸气供给系统，系统的操作十分复杂。吸附剂应冷却干燥好长时间后再使用。投资成本和运营成本都很大。第四，容易给系统造成腐蚀，对吸附塔的耐压性要求很高。第五，还有冷凝水二次污染的问题。所以，这种解吸法不推荐用于油气吸附回收。

与水蒸气解吸相比，热气体解吸的冷凝物的二次污染较少，而再生有机质含量较低，便于进一步精炼和回收，吸附系统的材料也较低。其缺点是热焓低，气体热交换面积较大。如果用热空气解吸，就会有隐患，氧气会影响回收材料的质量，再生气体中的含氧量应得到控制，从而提高操作成本。

三、结语

总而言之，需要有更好的脱附效果来满足油气的回收和吸附剂的寿命标准，同时具有较高的强度，防止吸附剂对堵塞空隙和过滤设备的影响；最后，吸附剂本身具有不可燃性和传热特性，以满足危险场所使用的安全要求。

参考文献

[1]王旭.油气回收技术发展现状概述[J].山东化工，2017，46（18）：55～56，58.

[2]刘玮.浅谈油气回收技术的应用[J].河南化工，2017，34（01）：54～56.

[3]高建丰，蔡雅雯.码头原油油气回收吸收剂的对比应用[J].广州化工，2016，44（06）：20～21，30.