煉廠油庫等油氣揮發量大且集中的地方對油氣的排放濃度要求較嚴格，如歐洲TI Air 規定的非甲烷烴濃度要小于150 mg/m³；商務部制訂的《成品油批發、倉儲企業經營管理技術規范(2005年征求意見稿)》中，要求油氣回收裝置尾氣排放執行《大氣污染物綜合排放標準》(GBl6297—l996)，非甲烷總烴最高允許排放濃度為120 mg/m3的標準。若單獨采用膜技術投資過高經濟效益較差，此時可以采用膜與催化氧化耦合的工藝。

該工藝由三部分組成：第一部分為壓縮機與冷凝器、分離器構成的壓縮/冷凝分離工藝，第二部分為膜分離工藝，第三部分是尾氣催化氧化工藝。根據不同的排放要求第三部分可選。原料氣經壓縮機增壓后進入冷凝器，大部分油氣組分在冷凝器中被低溫水冷卻后冷凝，并在分離器中與氣相分離后作為回收汽油送回油罐。從分離器塔頂流出的飽和油氣/空氣混合物進入膜分離器進一步回收其中的油氣。經過膜分離器后產生兩股物流，富集油氣的滲透氣返回壓縮機前循環，另一股為凈化后的空氣，其中含有少量的油氣（5～35g/m³），可以滿足歐洲94/63/EC 35g/m3排放標準。若在膜分離后采用催化氧化處理系統處理凈化后的尾氣，可使排放的尾氣達到《大氣污染物綜合排放標準》(GBl6297—l996)要求，即排放尾氣中非甲烷總烴濃度小于120 mg/m³。

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