油庫減少油氣蒸發(fā)

1、油庫油品蒸發(fā)損害及新技術1引言隨著科學技術在石油工業(yè)中的應用，石油勘探、開發(fā)過程中的安全生產問題正在逐步得以解決。但是，在石油儲運過程中，由于工藝技術、設備和管理等方面的原因，石油的一部分較輕的組分逸入大氣，造成損失，此現(xiàn)象稱為油氣的蒸發(fā)損耗。油氣蒸發(fā)損耗是緩慢而持續(xù)進行的，而且這種損耗形式表現(xiàn)得非常隱蔽。加之管理部門對油氣的損耗沒有明確要求和指標約束，損耗量的大小常常被計量誤差所掩蓋。因而未引起部分主管人員的重視。但是，調查資料表明，油氣蒸發(fā)損耗的累計數(shù)量是十分驚人的。根據(jù)1995年國際石油會議報道：在美國，油氣蒸發(fā)損耗數(shù)量約占原油產量的3%；1975年前蘇聯(lián)石油化學工業(yè)部所屬企業(yè)的調查表明

2、，油氣蒸發(fā)損耗數(shù)量約占原油產量的2.47%。1980年，我國對11個石油企業(yè)的測試結果表明，油氣蒸發(fā)損耗數(shù)量約占原油產量的2%。這些數(shù)據(jù)表明，油氣蒸發(fā)損耗的數(shù)量確實相當可觀。若以總耗率為3%估算，全世界每年散失于大氣中的油氣約為1×108 噸，幾乎相當于我國一年的原油產量。2油氣蒸發(fā)帶來的危害(1)油氣蒸發(fā)威脅安全油蒸氣與空氣混合，可形成爆炸混合物，且易在低洼、不通風的地方積聚。當油氣混合物中，油蒸氣含量達到爆炸極限濃度時，容易引發(fā)爆炸。1976年7月28日，一座30000m3的油罐遭雷擊被燒毀，油庫守備戰(zhàn)士親眼目睹了雷電擊毀油罐的經過。由于油蒸氣通過呼吸閥呼出后積聚在呼吸閥周圍，呼

3、吸閥又高出罐頂，因此，首先是滾動的雷電火球在油罐呼吸處放電起火。大火燒起后，幾十輛消防車趕赴現(xiàn)場救火都無濟于事，眼看大火把油罐燒毀。(2)油蒸氣污染大氣油蒸氣是氣相烴類，屬有毒物品，因其密度大于空氣而漂浮于地面之上，易致窒息。另外，油蒸氣還容易形成更大危害的光化學煙霧的二次污染物氮氧化物。這種情況，隨著環(huán)境保護要求的提高，所引起對大氣的污染越來越受到人們的重視。(3)浪費寶貴的能源由于油蒸氣的蒸發(fā)損耗，全世界每年散失于大氣中的油氣約為1×108噸，按市場牌價2400元/噸計算，折合人民幣2400億元，經濟損失相當嚴重。(4)降低了油料質量蒸發(fā)的都是油料中的最輕組分油氣蒸發(fā)還會嚴重影響

4、成品油質量，甚至使合格油料變成不合格。如汽油蒸發(fā)損失，造成起動性能變差，抗爆性下降。此外，還將加速汽油氧化，增加膠質，降低辛烷值，而辛烷值的降低會使燃料在發(fā)動機中燃燒時抗爆性能變差。3油氣蒸發(fā)損耗的成因引起油氣蒸發(fā)損耗的原因主要有：油溫變化；油罐頂壁同液面間體積大??；油罐罐頂不嚴密；油罐大小呼吸等。 (1)溫度變化油氣儲存過程中，當溫度升高時，罐內油氣體積膨脹，部分油氣蒸發(fā)出罐外，當溫度降低時，罐內油氣減少，罐外部分空氣進入罐內。另外，儲存溫度愈高，油氣蒸發(fā)愈嚴重。(2)油罐上方空間的影響油罐中裝油量越少，相對蒸發(fā)損失越大。實驗表明，在相同溫度和密封條件下，儲存同一種汽油，裝油量為油罐容積20

5、%時的蒸發(fā)損失比裝油量為油罐容積95%時大8倍。(3)油罐嚴密程度 如果，罐頂不嚴密，有孔眼，且孔眼不在同一高度，則罐內外氣體因比重不同將發(fā)生對流，形成自然通風。造成油罐自然通風損耗的原因有：油罐破損；冬天因防凍結取下呼吸閥閥盤；液壓閥未裝油封或油封被吹掉；采光孔或量油孔被打開而未及時關上等造成的蒸發(fā)損耗嚴重，不僅使油蒸氣大量逸出罐外，而且會加速液面蒸發(fā)。據(jù)推算，一個容量為5000m3 的油罐，因自然通風，一個月?lián)p耗汽油53噸，或損耗原油28噸。筆者在一些油氣儲運單位進行安全檢查時發(fā)現(xiàn)，不少單位對油罐及其附件缺乏嚴格管理，液壓安全閥缺油封，量油孔、透光孔常開的現(xiàn)象時有發(fā)生，造成油氣蒸發(fā)損耗驚人

6、。(4)油罐大呼吸大呼吸是指油罐進發(fā)油時的呼吸。油罐進油時，由于油面逐漸升高，氣體空間逐漸減小，罐內壓力增大，當壓力超過呼吸閥控制壓力時，一定濃度的油蒸氣開始從呼吸閥呼出，直到油罐停止收油，所呼出的油蒸氣造成油品蒸發(fā)的損失。油罐向外發(fā)油時，由于油面不斷降低，氣體空間逐漸減小，罐內壓力減小，當壓力小于呼吸閥控制真空度時，油罐開始吸入新鮮空氣，由于油面上方空間油氣沒有達到飽和，促使油品蒸發(fā)加速，使其重新達到飽和，罐內壓力再次上升，造成部分油蒸氣從呼吸閥呼出。影響大呼吸的主要因素有：1)油品性質。油品密度越小，輕質餾分越多，損耗越大；2)收發(fā)油速度。進油、出油速度越快，損耗越大；3)油罐耐壓等級。油

7、罐耐壓性能越好，呼吸損耗越小。當油罐耐壓達到5kPa時，則降耗率為25.1%，若耐壓提高到26kPa時，則可基本上消除小呼吸損失，并在一定程度上降低大呼吸損失。4)與油罐所處的地理位置、大氣溫度、風向、風力及管理水平有關。(5)小呼吸損失油罐在沒有收發(fā)油作業(yè)的情況下，隨著外界氣溫、壓力在一天內的升降周期變化，罐內氣體空間溫度、油品蒸發(fā)速度、油氣濃度和蒸汽壓力也隨之變化。這種排出石油蒸氣和吸入空氣的過程造成的油氣損失，叫小呼吸損失。有資料表明：一座10000m3的地上金屬油罐儲存汽油一年，小呼吸損失可達117噸，損耗率為1.7%。小呼吸損失的影響因素主要有以下幾點：1)晝夜溫差變化。晝夜溫差變化

8、愈大，小呼吸損失愈大。2)油罐所處地區(qū)日照強度。日照強度愈大，小呼吸損失愈大。3)儲罐越大，截面積越大，小呼吸損失越大。4)大氣壓。大氣壓越低，小呼吸損失越大。5)油罐裝滿程度。油罐滿裝，氣體空間容積小，小呼吸損失小。4 實驗原理及優(yōu)點 將整個油罐都處于密封狀態(tài)，油氣收集在一個密封的類似于口袋的裝置里。由于整個油罐都密封了，因此不存在于油氣蒸發(fā)溢出產生浪費，并且使油罐外面油蒸汽濃度降到接近于零，安全性好。5 實驗難度 （1）實驗設計復雜 （2）施工困難 （3）投入資金大6 實驗設計圖7 實驗解釋（1） 本設計圖適合于天氣炎熱地區(qū)，因為這些地區(qū)油氣蒸發(fā)損耗大，此裝置投入就要低于損耗。（2） 本實

9、驗中氣球所用材料為聚酯纖維 ，重量輕、承壓高、輸送效率高、質地柔軟，可盤卷、操作方便、鋪設及撤收速度快、機動靈活、環(huán)境適應性強、使用安全可靠和經久耐用等優(yōu)點。 （3） 本實驗中氣球埋在地下，具有占地面積小、防曬、防風、周圍大氣變化小、便于安全管理的性質，并且能延長整個裝置的壽命。（4） 本實驗中的安全防爆裝置可以連接電腦，便于管理。8 其他常見節(jié)油措施（1）嚴格設備和工藝管理加強設備維護保養(yǎng)，嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，是減少油氣損耗的重要保證。重點保障油罐的嚴密情況，特別是機械呼吸閥、液壓安全閥。如果，采用人工檢尺計量，應盡可能在儲油罐內外壓差最小的清晨或傍晚量油。采用密閉裝車技術，減少裝車損耗。（2

10、）選用反射效應大的油罐涂料油罐外表涂料對罐內溫度影響很大。據(jù)對同樣大小容積的銀灰色、綠色、天藍色、黑色的4個50m3的臥式油罐同時測定罐內溫度，結果分別為11、14.7、20.3、30；又同樣在上述四種不同顏色的臥式油罐中裝滿汽油儲存一年后，其蒸發(fā)損失分別為460Kg、550Kg、590Kg、680Kg。銀灰色油罐蒸發(fā)損耗率為1.3%,而黑色油罐的蒸發(fā)損耗率為1.9%以上。（3）淋水降溫陽光輻射的80%，是通過罐頂導入罐體，經測定，罐頂淋水降溫可降耗20%，但淋水不能時淋時停，否則罐內溫度會忽高忽低，小呼吸次數(shù)增加，非但不能降耗，反而會加大損耗。（4）增加隔熱層如果安裝反射隔熱板，采用非金屬油

11、罐及覆土油罐等措施。據(jù)測，2000 m3的油罐增加隔熱層可降耗50%。（5)加強收發(fā)油和儲存管理加強收發(fā)油和儲存管理，盡量保持高液位儲存，減小氣體空間和蒸發(fā)面積。另外減少油品輸轉，適時收發(fā)油，控制收發(fā)油速度等。如將1000m3的汽油，儲存于設計能力為1200m3的油罐內，蒸發(fā)表面積為89m2, 每月蒸發(fā)損失為574 Kg；假設分別儲存于設計能力為400 m3的三個油罐內，蒸發(fā)表面積為135m2, 每月?lián)p失872 Kg；蒸發(fā)損失為前一種情況的1.52倍。（6)采用壓力儲罐目前，廣泛采用的是具有加強結構的立式圓柱形拱頂罐，其承壓能力，大容積罐可提高到10kPa到20kPa，小容積罐可提高到30kP

12、a到40kPa。(7)安裝擋板在呼吸閥下端安裝擋板，使油罐內部空間蒸氣分層。當油罐吸入新鮮空氣通過擋板時，該氣體被分散在罐頂部四周；呼出油蒸氣時，首先將上層濃度較小的油蒸氣從呼吸閥呼出，從而減少蒸發(fā)損失。有資料表明，安裝呼吸閥擋板的油罐，可減少油品蒸發(fā)損耗20%30%。(8)消除油面上的氣體空間目前普遍采用的是內浮頂油罐。這種罐的罐頂浮在油面上，隨油面升降。這樣，就極大地減小了氣體空間體積，從而降低油品蒸發(fā)損耗。另外，目前還有一種研究動向，即尋找一種比重比油小、流動性好、化學性能穩(wěn)定使用壽命長的物質，覆蓋在油表面上，使油氣同空氣隔絕，消除油品蒸發(fā)表面積，以降低蒸發(fā)損耗。(9)修建聚氣罐，收集蒸發(fā)的油氣聚氣罐內裝有升降板，與同種油罐連通，專門收集所連通各油罐蒸發(fā)的油氣。當儲油罐呼氣時，被聚氣罐吸入，罐內升降板下降，儲油罐呼出油氣進入聚氣罐。儲油罐吸氣時，聚氣罐又把油氣送回儲油罐，聚氣罐升降板上升。修建聚氣罐可有效遏止油氣呼吸損耗，但由于聚氣罐結構復雜，操作不穩(wěn)，目前尚未推