關(guān)于油罐蒸發(fā)損耗的分析與研究

關(guān)于油罐蒸發(fā)損耗的分析與研究

在開采、儲(chǔ)存、儲(chǔ)存和銷售過程中，由于技術(shù)和設(shè)備的限制，一些輕液體成分難以在空氣中蒸發(fā)，造成損失。調(diào)查資料表明,油品蒸發(fā)損耗的累計(jì)數(shù)量十分驚人,我國油品的損耗率達(dá)1.5%～2.0%,年損失量有幾百萬噸。全世界每年散失于大氣中的油品約一億多噸,幾乎相當(dāng)于我國一年的原油產(chǎn)量?？梢?節(jié)能降耗十分重要。為此,本文重點(diǎn)介紹儲(chǔ)罐油品蒸發(fā)損耗的類型,并從技術(shù)和操作上闡述相應(yīng)的降耗措施。1儲(chǔ)液罐丟失類型1.1自然通風(fēng)損耗如果油罐罐頂在不同高度上有兩個(gè)或兩個(gè)以上的孔眼,因罐內(nèi)外氣體密度不同將發(fā)生流動(dòng)。新鮮空氣從上部孔眼進(jìn)入罐內(nèi),罐內(nèi)空氣與油品蒸氣的混合氣體,將從下部孔眼不斷逸出罐外,形成通風(fēng)損耗。造成油罐自然通風(fēng)損耗的原因還有:罐頂有兩個(gè)呼吸閥,但未安裝在同一個(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;液壓閥沒有裝油封或油封油不足;量油口、采光孔打開等。因此,為了防止自然通風(fēng)損耗,必須加強(qiáng)對(duì)油罐的日常維護(hù)管理,及時(shí)檢修,提高設(shè)備的完好率,避免儲(chǔ)罐的自然通風(fēng)損耗。1.2小呼吸損耗的發(fā)生過程油品靜止儲(chǔ)存在油罐中,白天由于吸收陽光的輻射使油品和油罐氣體空間的溫度升高,造成氣體空間中的氣體膨脹和油面蒸發(fā)加劇,使罐內(nèi)混合氣體的壓力增高。當(dāng)壓力達(dá)到一定值時(shí),呼吸閥打開,油品蒸氣和空氣的混合氣體逸出罐外,造成損耗。這一過程在油罐升溫階段隨時(shí)都可能發(fā)生。從傍晚起,由于陽光的熱輻射減弱和大氣溫度的下降,罐內(nèi)溫度不斷下降將發(fā)生相反的過程,氣體收縮,此時(shí)油品蒸氣分子凝結(jié)而落回液面的過程加劇,將引起罐內(nèi)壓力下降。當(dāng)罐內(nèi)達(dá)到一定真空度時(shí),真空閥打開,空氣將經(jīng)真空閥而被吸入罐內(nèi)。這些被吸入罐內(nèi)的空氣到次日又將混合著油品蒸氣逸出罐外,因此,晝夜間有規(guī)則地發(fā)生的呼出和吸入過程通常稱為固定頂罐的小呼吸,所造成的損耗稱為小呼吸損耗。對(duì)于浮頂油罐油品靜止儲(chǔ)存時(shí)的蒸發(fā)損耗,主要是在油罐周邊密封處的上下,由于外界風(fēng)力的作用,形成不均勻的壓力分布造成的。1.3油罐按油面狀態(tài)的損耗分類當(dāng)油罐收油時(shí),罐內(nèi)油面不斷上升,罐內(nèi)混合氣體受到壓縮而使壓力升高,致使呼吸閥打開,混合氣體隨著液面的不斷升高而被排出罐外,造成油品的損耗,這就是通常所說的固定頂油罐的“大呼吸”損耗。一般收進(jìn)多少體積的油品,就要排出大致相同體積的混合氣體,損耗是很大的。當(dāng)向外發(fā)油時(shí),油面不斷下降,罐內(nèi)氣體空間的容積逐漸增加。氣體壓力不斷減小直至形成負(fù)壓并超過呼吸閥的真空度時(shí),罐外的空氣通過真空閥被吸入罐內(nèi),使氣體空間的油品蒸氣濃度下降,將進(jìn)一步促使油面蒸發(fā)。在發(fā)油停止后,隨著蒸發(fā)的進(jìn)行罐內(nèi)壓力又將回升,不久又將出現(xiàn)向罐外呼氣現(xiàn)象,這種現(xiàn)象稱為回逆呼出。它也屬于大呼吸損耗的一部分。浮頂罐發(fā)油時(shí),隨著油面的下降,浮頂以上罐內(nèi)壁粘附的油品將直接暴露在大氣中,由此造成的損耗稱為浮頂罐的粘壁損耗。對(duì)于油庫而言,由于油品收發(fā)作業(yè)十分頻繁,每次引起的排氣量或蒸發(fā)量都很大,故油罐收發(fā)油損耗是油庫的主要損耗形式。除此之外,在油庫中還存在部分儲(chǔ)罐原油脫水帶油損耗。2降低油罐損耗的方法,提高罐區(qū)維護(hù)的質(zhì)量以及降低油罐區(qū)蒸發(fā)損耗的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)油品蒸發(fā)損耗發(fā)生的過程進(jìn)行分析可知,消除罐內(nèi)油面以上的氣體空間,改進(jìn)油罐的結(jié)構(gòu),提高油罐的承壓能力,減少罐內(nèi)溫度的變化,收集油蒸氣等技術(shù)措施,以及改進(jìn)操作管理,加強(qiáng)罐區(qū)的日常維護(hù),盡管不能完全避免蒸發(fā)損耗,但均能達(dá)到降低油品蒸發(fā)損耗的目的。2.1減少消費(fèi)的技術(shù)措施消除油面以上的氣體空間,實(shí)際上就是消除蒸發(fā)現(xiàn)象賴以存在的自由表面,這樣不僅可以消除油罐的小呼吸損耗,還能基本上消除大呼吸損耗。(1)浮頂罐的類型因浮頂與液面之間基本上不存在氣體空間,油品無法蒸發(fā),所以基本上消除了大、小呼吸損耗。目前在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,浮頂罐的油品蒸發(fā)損耗僅為普通固定頂油罐損耗的3%～5%,因而特別適用于收發(fā)油作業(yè)十分頻繁的油庫。浮頂罐可分為外浮頂罐和內(nèi)浮頂罐。根據(jù)浮頂罐的結(jié)構(gòu)可知,內(nèi)浮頂罐與外浮頂罐相比,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便;能有效防止風(fēng)沙、雨雪等對(duì)油品的污染;罐頂和浮盤之間的空氣層具有很好的隔熱效果,有利于維持油品的溫度;便于將固定頂油罐改成內(nèi)浮頂油罐;受外界風(fēng)力的影響較小,在同樣密封裝置情況下,靜止儲(chǔ)存損耗更小等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此,外浮頂罐主要用于儲(chǔ)存原油,內(nèi)浮頂罐常用于儲(chǔ)存汽油等輕質(zhì)成品油。鑒于浮頂和內(nèi)浮頂油罐的造價(jià)較高,且存在操作不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)浮頂被卡住的情況等缺點(diǎn)。近年來國外出現(xiàn)了新型材料——凝膠浮頂。它具有成本低,操作方便的優(yōu)點(diǎn),是一種很有前途的降低損耗的材質(zhì)。(2)壓力油罐的設(shè)計(jì)適當(dāng)提高油罐的承壓能力,不僅能完全消除小呼吸損耗,且在一定程度上還能降低大呼吸損耗。提高油罐的承壓能力,通常從改進(jìn)油罐的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)入手,可將油罐設(shè)計(jì)成扁球形頂立式圓柱形油罐、滴狀油罐、球形油罐和拱頂油罐等。但除拱頂油罐外,其它油罐由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,施工難度大,容量小,造價(jià)高,在國內(nèi)外都沒有得到推廣使用。球罐是承受內(nèi)壓能力最高的壓力油罐,主要用于儲(chǔ)存低沸點(diǎn)的液化石油氣及其它石油化工產(chǎn)品,一般油庫內(nèi)很少使用。目前廣泛使用的拱頂罐,承受內(nèi)壓的能力為2.0kPa。只要適當(dāng)加以改造,承壓能力則可大大提高,收到較好的降耗效果。(3)加強(qiáng)油罐的降溫和保溫措施小呼吸損耗是由于太陽的輻射和大氣溫度晝夜變化而引起的。因此,對(duì)于成品油罐采取降溫和絕熱措施,如對(duì)地面的鋼油罐進(jìn)行淋水降溫、正確選擇油罐外壁的涂料、在罐頂增設(shè)頂蓋保溫層等,對(duì)降低小呼吸損耗均能起到良好的效果。要根據(jù)油庫實(shí)際情況,具體問題具體分析。(4)固定頂油罐降耗法對(duì)于較大的油庫,可以用管線把一些承壓相同、儲(chǔ)存同類油品油罐的氣體空間連接起來,使排氣油罐排出的油氣通過管線進(jìn)入壓力降低需要吸氣的油罐,減少油蒸氣排入大氣。有條件的油庫,還可以建立集氣罐,收集油罐排出的氣體以便再重新送回罐內(nèi),使油氣完全不排向大氣,徹底杜絕呼吸損耗。同樣,安裝呼吸閥擋板也是一種簡(jiǎn)單有效的降耗方法,適用于儲(chǔ)存原油、汽油、煤油等一切裝有呼吸閥的固定頂油罐。無論是采用集氣系統(tǒng)還是連通系統(tǒng),為了預(yù)防某個(gè)油罐發(fā)生火災(zāi)而波及到所有被連通的油罐,甚至整個(gè)油庫,需要在每個(gè)油罐附近的氣體連通管上安裝防火器。2.2立頂罐及固定頂油罐注意事項(xiàng)(1)適時(shí)選擇收發(fā)油時(shí)機(jī),有利于降低大呼吸損耗。經(jīng)驗(yàn)證明,在傍晚到午夜溫降較快的時(shí)間內(nèi)收油,油罐的大呼吸損耗較小。如果收油過程正是溫度迅速上升的時(shí)候,則罐內(nèi)氣體不斷膨脹,油面蒸發(fā)加快,小呼吸損耗伴隨大呼吸損耗同時(shí)發(fā)生,從罐內(nèi)逸出的氣體量將顯著大于同時(shí)間的進(jìn)油量,會(huì)加大蒸發(fā)損耗。反之,如果在降溫的時(shí)候收油,氣體因降溫而收縮,再加之蒸氣分子凝結(jié)加快,從罐內(nèi)排出的氣體量將少于進(jìn)油量,使損耗減少。(2)收油時(shí),要盡可能加大泵的排量。這樣不僅可以提高工作效率、縮短操作時(shí)間,還可因油品在收油過程中來不及大量蒸發(fā)而減少呼吸損耗。相反,發(fā)油作業(yè)應(yīng)進(jìn)行得慢些,使油面蒸發(fā)的時(shí)間長一些,氣體空間的油品蒸氣濃度下降得也就慢些,可避免發(fā)油終了時(shí)出現(xiàn)回逆呼出損耗。(3)若條件允許,爭(zhēng)取在發(fā)油后不太久就接著收油。這樣使排出罐外的混合氣體中的油品蒸氣的濃度降低,減少大呼吸損耗。收油時(shí)要盡量一次連續(xù)收油,不要間斷地分幾次收油。(4)在進(jìn)行發(fā)油作業(yè)時(shí),為了減少因回逆呼出造成的損耗,可在呼吸閥的下面裝一塊擋板,能避免油面上的蒸氣大濃度層被沖散,而減少回逆呼出損耗。(5)凡油庫內(nèi)同時(shí)有浮頂罐和固定頂油罐時(shí),應(yīng)優(yōu)先利用浮頂油罐進(jìn)行收發(fā)油作業(yè)。(6)如采用人工檢尺計(jì)量,應(yīng)盡可能在罐內(nèi)外壓差最小的清晨或傍晚吸氣結(jié)束后量油。此時(shí)打開量油口蓋吸氣量最少,呼出氣體的油氣濃度較低。(7)加強(qiáng)管理,定期檢查油罐的密封狀況,特別是機(jī)械呼吸閥、液壓安全閥、消防泡沫室、量油口或自動(dòng)計(jì)量裝置等,保證做到不滲不漏不跑氣。(8)油庫不但是油品儲(chǔ)存的場(chǎng)所,也是油品周轉(zhuǎn)的地方,加強(qiáng)常用運(yùn)載工具的維護(hù)保養(yǎng),定期進(jìn)行校驗(yàn),保證設(shè)備狀態(tài)完好。3嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)程序,加強(qiáng)對(duì)油罐表面元素的管理,控制未充油品蒸發(fā)是不可避免的,除了千方百計(jì)地降低儲(chǔ)罐油品的損耗外,