原油儲(chǔ)罐產(chǎn)生蒸發(fā)損耗的原因及危害

原油儲(chǔ)罐產(chǎn)生蒸發(fā)損耗的原因及危害摘要減少油品損耗是石油儲(chǔ)運(yùn)的重要組成部分。在各種損耗中液體的蒸發(fā)是造成油品損耗的主要原因。油蒸氣不僅污染環(huán)境、易引發(fā)爆炸而且屬有毒物品，漂浮地面易使人窒息；因其所蒸發(fā)的都是油料中的最輕組分且油氣蒸發(fā)還嚴(yán)重影響成品油質(zhì)量。筆者分析了原油儲(chǔ)罐產(chǎn)生蒸發(fā)的原因及危害，并提出了降低油氣蒸發(fā)損耗的幾點(diǎn)建議。關(guān)鍵詞蒸發(fā)損耗原因危害對(duì)策石油及其產(chǎn)品是國(guó)家的重要戰(zhàn)略物質(zhì)，它的產(chǎn)量增加和質(zhì)量提高都直接關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門的需要和發(fā)展。油品損耗造成的損失是驚人的。根據(jù)1995年國(guó)際石油會(huì)議報(bào)道:在美國(guó),油氣蒸發(fā)損耗數(shù)量約占原油產(chǎn)量的3%；1980年,我國(guó)對(duì)11個(gè)石油企業(yè)的測(cè)試結(jié)果表明,油氣蒸發(fā)損耗數(shù)量約占原油產(chǎn)量的2%。有資料顯示，若以總耗率為3%估算，全世界每年散失于大氣中的油氣，幾乎相當(dāng)于我國(guó)一年的原油產(chǎn)量。在石油儲(chǔ)運(yùn)過程中，由于工藝技術(shù)、設(shè)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(jìn)行的，而且這種損耗形式表現(xiàn)得非常隱蔽；加之企業(yè)對(duì)油氣損耗沒有明確要求和指標(biāo)約束，損耗量的大小常常被計(jì)量誤差所掩蓋。油氣蒸發(fā)損耗的成因蒸發(fā)是表面汽化現(xiàn)象。油罐內(nèi)油面以上的空間，稱為該油罐的氣體空間。儲(chǔ)油時(shí)，氣體空間充滿油品和空氣的混合氣體。當(dāng)氣體空間內(nèi)溫度升高或壓力減小或空間變小時(shí)，油氣混合氣的濃度增加了。由于破壞了原有的飽和狀態(tài)，又因其他因素，致使油氣逸出罐外，就產(chǎn)生了油品儲(chǔ)運(yùn)過程中的蒸發(fā)損耗。引起油氣蒸發(fā)損耗的原因主要有：油溫變化；罐頂與液面間體積大??；罐頂不嚴(yán)密；呼吸閥失靈；油罐大小呼吸等。1） 溫度變化油氣儲(chǔ)存過程中，當(dāng)溫度升高時(shí)，罐內(nèi)油氣體積膨脹部分油氣蒸發(fā)逸出罐外；當(dāng)溫度降低時(shí)，罐內(nèi)油氣減少，罐外部分空氣進(jìn)入罐內(nèi)。儲(chǔ)存溫度愈高，油氣蒸發(fā)愈嚴(yán)重。2） 油罐氣體空間變化油罐儲(chǔ)油越少，相對(duì)蒸發(fā)損失越大。實(shí)驗(yàn)表明，在相同溫度和密封條件下，儲(chǔ)存同一種油品，裝油量為油罐容積20%時(shí)的蒸發(fā)損失比裝油量為油罐容積95%時(shí)大8倍。3） 油罐密封程度如果罐頂不嚴(yán)密，有孔眼，且孔眼不在同一高度，因氣體比重不同將發(fā)生流動(dòng)。新鮮空氣從上部孔眼進(jìn)入罐體，罐內(nèi)空氣與油品蒸汽混合氣體，將從下部孔眼逸出，造成通風(fēng)損耗。產(chǎn)生自然通風(fēng)損耗的原因還有：罐頂有兩個(gè)呼吸閥，但沒有安裝在一個(gè)水平線上；油罐破損；冬季怕發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象而取下呼吸閥的閥盤；液壓閥未裝油封或油封被吹掉；采光孔打開；量油后未關(guān)蓋子或未蓋嚴(yán)等等。有資料顯示，一個(gè)容量為5000m3的油罐，因自然通風(fēng)，一個(gè)月會(huì)損耗原油28噸。造成油氣蒸發(fā)損耗是驚人的。4） 大呼吸損耗大呼吸是指油罐進(jìn)發(fā)油時(shí)的呼吸。油罐進(jìn)油時(shí)，由于油面逐漸升高，氣體空間逐漸減小，罐內(nèi)壓力增大，當(dāng)壓力超過呼吸閥控制壓力時(shí)，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(shí)，由于油面不斷降低，氣體空間逐漸減小，罐內(nèi)壓力減小，當(dāng)壓力小于呼吸閥控制真空度時(shí)，油罐開始吸入新鮮空氣，由于油面上方空間油氣沒有達(dá)到飽和，促使油品蒸發(fā)加速，使其重新達(dá)到飽和，罐內(nèi)壓力再次上升，造成部分油蒸氣從呼吸閥呼出。造成大呼吸損耗還與油品的性質(zhì)及收發(fā)油速度有關(guān)。油品密度越小，輕質(zhì)餾分越多，損耗越大；進(jìn)油，出油速度越快，損耗越大；5）小呼吸損耗油罐在沒有收發(fā)油作業(yè)的情況下，隨著外界氣溫，壓力在一天內(nèi)的升降周期變化，罐內(nèi)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，叫小呼吸損耗。造成小呼吸損耗的因素還有：1） 晝夜溫差變化。晝夜溫差變化愈大，小呼吸損失愈大。2） 油罐所處地區(qū)日照強(qiáng)度。日照強(qiáng)度愈大，小呼吸損失愈大。3） 儲(chǔ)罐容積越大，截面積越大，小呼吸損失越大。4） 罐頂是否采取保溫措施及涂刷的顏色有關(guān)。5） 油罐裝滿程度。油罐滿裝，氣體空間容積小，小呼吸損失小。6） 夏季異常高溫時(shí)，是否啟用了大罐噴淋裝置。油氣蒸發(fā)帶來的危害1）易引發(fā)火災(zāi)油蒸氣與空氣混合,可形成爆炸混合物,且易在低洼,不通風(fēng)的地方積聚。當(dāng)油氣混合物中，油蒸氣含量達(dá)到爆炸極限濃度時(shí)，容易引發(fā)爆炸。1976年7月28日，一座30000ms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(jīng)過。由于油蒸氣通過呼吸閥呼出后積聚在呼吸閥周圍，呼吸閥又高出罐頂，因此，首先是滾動(dòng)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(chǎng)救火都無濟(jì)于事，眼看大火把油罐燒毀。2） 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(xué)煙霧的二次污染物——氮氧化物。這種情況，隨著環(huán)境保護(hù)要求的提高，所引起對(duì)大氣的污染越來越受到人們的重視。3） 浪費(fèi)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1X108噸，按市場(chǎng)牌價(jià)2400元噸計(jì)算，折合人民幣2400億元,經(jīng)濟(jì)損失相當(dāng)嚴(yán)重。減少蒸發(fā)損耗的對(duì)策1）嚴(yán)格設(shè)備和工藝管理加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng),嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程,是減少油氣損耗的重要保證。重點(diǎn)保障油罐的嚴(yán)密情況，特別是機(jī)械呼吸閥、液壓安全閥，應(yīng)定期檢查，失靈時(shí)及時(shí)維修。亦可采用先進(jìn)的液位自動(dòng)顯示儀，減少量油孔的開蓋次數(shù)。2）選用反射效應(yīng)大的油罐涂料油罐外表涂料對(duì)罐內(nèi)溫度影響很大.據(jù)對(duì)同樣大小容積的銀灰色，綠色,天藍(lán)色，黑色的4個(gè)50m3的臥式油罐同時(shí)測(cè)定罐內(nèi)溫度，結(jié)果分別為11°C,14.7°C,20.3C,30C;又同樣在上述四種不同顏色的臥式油罐中裝滿油品儲(chǔ)存一年后，銀灰色油罐蒸發(fā)損耗率最小，約為1.3%，而黑色油罐的蒸發(fā)損耗率為1.9%以上。3） 采用罐頂隔熱措施如果對(duì)罐頂選用隔熱材料進(jìn)行覆蓋，既可使油罐在冬季氣溫異常低時(shí)，致使發(fā)生凝油現(xiàn)象而造成計(jì)量誤差；又可減小夏季時(shí)的晝夜溫差從而降低小呼吸損耗。據(jù)測(cè)，對(duì)2000m3的油罐罐頂采用隔熱措施可降耗50%。4） 加強(qiáng)收發(fā)油和儲(chǔ)存管理加強(qiáng)收發(fā)油和儲(chǔ)存管理,盡量保持高液位儲(chǔ)存,減小氣體空間和蒸發(fā)面積。另外減少油品輸轉(zhuǎn)，合理調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，減少倒罐次數(shù)、控制收發(fā)油速度等。如，日常生產(chǎn)中我們常將上站來油與大罐出口旁接，當(dāng)上站來油量大于輸油量時(shí)，多余的部分就可以通過罐出口進(jìn)入的罐內(nèi)；當(dāng)來油量小于輸油量時(shí)，又會(huì)從罐出口補(bǔ)充不足的量；這樣就減小了罐液面的波動(dòng)。5） 安裝擋板在呼吸閥下端安裝擋板，使油罐內(nèi)部空間蒸氣分層.當(dāng)油罐吸入新鮮空氣通過擋板時(shí),該氣體被分散在罐頂部四周；呼出油蒸氣時(shí)，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%。6） 對(duì)于罐群，可將相同容積的油罐頂部相連，共享氣相空間。當(dāng)一個(gè)油罐進(jìn)行收油作業(yè)、而另一個(gè)罐在進(jìn)行發(fā)油作業(yè)時(shí)，據(jù)測(cè)可減小大呼吸損耗50%。7）對(duì)具有一定規(guī)模的儲(chǔ)運(yùn)單元可增設(shè)原油穩(wěn)定裝置。既可減少蒸發(fā)損耗，又可以獲得一定數(shù)量的輕烴產(chǎn)量，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效應(yīng)?？傊?，必須弄清楚油氣蒸損耗原因，采取切實(shí)可行的措