吸附法油气回收装置测试技术规范与性能评估研究：基于ASTM与国标方法的吸附剂筛选及系统优化  

一、技术原理与装置组成  

吸附法油气回收技术通过多孔材料选择性吸附油气分子，经热脱附-冷凝工艺实现资源回收。2025年行业调研显示，该技术占国内油气回收市场的65%，核心优势为回收效率高（≥95%）和运行成本低（0.5-1.2kWh/kg）316。  

（一）核心组件与性能要求  

 吸附塔  

1.关键参数：空塔气速0.8-1.2m/s，压降＜1.5kPa  

2.技术标准：GB20952-2020  

3.典型材料/设备：活性炭固定床/MOFs吸附模块  

吸附剂 

1.关键参数：比表面积≥1000m²/g，孔径1-5nm  

2.技术标准：ASTMD6646-03(2022)  

3.典型材料/设备：煤质柱状活性炭/HKUST-1MOFs  

脱附系统  

1.关键参数：热氮气温度120-150℃，流量0.5-1.0m³/h  

2.技术标准：HJ1230-2021  

3.典型材料/设备：电加热式氮气发生器  

冷凝单元  

1.关键参数：一级-35℃，二级-70℃  

2.技术标准：GB20950-2020  

3.典型材料/设备：变频螺杆式制冷机组   

尾气处理  

1.关键参数：NMHC排放浓度≤25g/m³  

2.技术标准：EPAMethod25A  

3.典型材料/设备：催化燃烧装置  

（二）新型吸附材料性能对比  

1.  煤质活性炭  

1.比表面积：1000-1200m²/g  

2.油气吸附容量：1.6-2.0mmol/g  

3.脱附率：≥95%  

4.再生周期：8-12h  

5.成本：80-120元/kg   

分子筛  

1.比表面积：600-800m²/g  

2.油气吸附容量：1.2-1.5mmol/g  

3.脱附率：≥98%  

4.再生周期：6-8h  

5.成本：300-400元/kg  

HKUST-1（MOFs）  

1.比表面积：1500-2000m²/g  

2.油气吸附容量：3.5-4.2mmol/g  

3.脱附率：≥99%  

4.再生周期：4-6h  

5.成本：1200-1500元/kg  

数据来源：18  

二、测试指标与标准方法  

（一）核心测试项目及方法  

1.  吸附效率  

1.方法：气相色谱法（GC-FID）测定进出口非甲烷总烃（NMHC）浓度，按公式计算：  

2.标准要求：η≥95%（GB20952-2020），测试流量需模拟实际工况（100-500m³/h）16。  

穿透时间与动态吸附容量  

1.方法：ASTMD6646标准，以出口浓度达进口5%为穿透点，计算单位质量吸附剂的油气吸附量（mg/g）；  

2.案例：某加油站活性炭装置穿透时间8小时，动态吸附容量180mg/g，符合行业一级能效要求210。 

脱附性能  

1.方法：热重分析法（TGA）监测脱附曲线，GB/T7702.19-1997规定脱附率≥95%；  

2.关键参数：热氮气温度120-150℃，升温速率5-10℃/min9。  

（二）系统集成测试  

密闭性  

1.方法标准：EPAMethod27  

2.合格指标：5分钟压力衰减≤550Pa  

3.检测仪器：氦质谱检漏仪  

1.方法标准：HJ/T431-2008  

2.合格指标：流量18L/min时压降≤50Pa  

3.检测仪器：差压变送器  

尾气排放  

1.方法标准：HJ733-2014  

2.合格指标：NMHC≤25g/m³  

3.检测仪器：在线VOCs监测仪  

数据来源：316  

三、性能评估与案例分析  

（一）某炼油厂MOFs吸附装置测试  

测试条件：油气进口浓度3000mg/m³，温度25℃，湿度60%；  

结果：  

吸附效率97.8%，出口NMHC66mg/m³；  

穿透时间6小时，动态吸附容量350mg/g；  

脱附能耗0.8kWh/kg，较活性炭装置降低30%18。  

（二）常见问题与解决方案  

1.  效率下降（＜90%）  

2. 原因分析：吸附剂受潮（湿度＞60%）  

优化措施：加装干燥预处理单元（露点≤-40℃）  .  

穿透时间缩短   

原因分析：吸附剂微孔堵塞  

优化措施：优化再生温度至150℃，延长脱附时间  

脱附率不足（＜90%）  

原因分析：热氮气流量不足（＜0.5m³/h）  

优化措施：更换大功率加热器，流量调至0.8m³/h  

数据来源：39  

四、技术发展趋势  

1.智能化测试：采用BSD-PH高压吸附仪（0-20MPa）实时监测吸附等温线，结合AI算法预测吸附剂寿命1；  

2.材料创新：MOFs材料规模化生产突破，成本有望降至800元/kg（2027年预测）8；  

3.标准升级：GB20952拟新增“深度处理"指标（NMHC≤10g/m³），推动吸附-催化燃烧联用技术15。  

关键词：吸附法油气回收；穿透曲线；MOFs材料；ASTMD6646；GB20952-2020  

参考文献  

[1]ASTMD6646-03(2022)颗粒活性炭硫化氢穿透容量测试标准[S].  

[2]加油站大气污染物排放标准GB20952-2020[S].  

[3]高压气体吸附仪在MOFs材料中的应用[J].化工进展,2025,44(3):1245-1253.