油氣回收深冷冷凝設備根據汽油油氣組分組成的數據和標準規定的排放限值，將組分分為3組考量設計，油氣冷凝單元分段設置冷凝換熱器，由三級冷凝組成。
1、預冷級，將第三級冷凝余氣返回“前置換熱器”，與進入裝置的常溫油氣進行熱交換，油氣溫度降低至3-5℃。
2、通過制冷機組提供冷量，將一過來油氣降溫至-35℃。二設置為雙換熱器，一備一用，在因為水汽結霜產生阻力到一定范圍左右，進行切換，啟用備用換熱器，同時對停用換熱器進行融霜處理。化霜以后待用。
3、通過制冷機組提供冷量，將二的級過來油氣降溫至-70℃。
各級冷凝作用為：1預冷級，配設前置換熱器，利用第三級排出的中低溫余氣冷量與進入裝置的油氣進行熱交換，將油氣溫度從環境溫度降到3-5℃左右，使油氣中絕大部分水蒸汽冷凝液化；2淺冷級，從3℃左右降到-35℃，使油氣中C5以上組分冷凝液化；3級中冷級，從-35℃左右降到-70℃，使油氣中4以上組分冷凝液化；冷凝液化效率可達到要求。
二級凝結換熱器設置為雙冷箱，一備一用，在運行冷箱遇結霜情況時，切換使用，同時對結霜冷箱融霜處理。確保油氣回收處理裝置長時間連續運行，滿足發油作業需要。
油氣回收深冷冷凝設備有利于冷凝液化的條件，一是設置工況溫度段低于對應組的組分沸點，計算配置的冷負荷能夠滿足冷凝的需要；二是在凝結器結構中，重組分凝結過程同時的液滴會夾帶輕組分液化，增加冷凝液化效果。為確保油氣回收處理裝置的連續靠譜運行，裝置二級配置為2套，確保運行時間長不需要停機融霜。
