本实用新型公开了一种石墨烯吸附三次油气回收装置，涉及油气回收领域，解决现有油气回收装置不能实现油气完全回收的问题。本实用新型采用的技术方案是：石墨烯吸附三次油气回收装置，包括汽油储罐、吸附泵、冷凝器和石墨烯吸附罐，吸附泵的入口与汽油储罐相连、出口与冷凝器相连，冷凝器设置汽油出口和油气出口，汽油出口与汽油储罐相连，油气出口与石墨烯吸附罐的底部出入口相连，底部出入口与汽油储罐之间设置或形成回油管路，石墨烯吸附罐的排气口连接排气管，排气管上设置排气阀和油气浓度检测器，排气管的末端为外排端，石墨烯吸附罐还配置解吸系统。本实用新型用于对汽油储罐内的挥发组份进行回收，并将回收得到的汽油回流至汽油储罐内。