小議儲運(yùn)過程中防止油品蒸發(fā)損耗的措施

摘要：石油及其產(chǎn)品是多種碳?xì)浠衔锏幕旌衔铮渲械臍浣M分具有很強(qiáng)的揮發(fā)性。在石油的開采、煉制、儲運(yùn)及銷售過程中，由于受到工藝技術(shù)及設(shè)備的限制，不可避免地會有一部分較輕的液態(tài)組分汽化，逸入大氣，造成不可回收的損失，這種現(xiàn)象稱為油品的蒸發(fā)損耗。本文論述了油罐自然通風(fēng)、大呼吸、小呼吸所造成的油品損耗，分析了其產(chǎn)生原因及各種影響因素，闡明了油品在儲運(yùn)過程中因蒸發(fā)損耗帶來的嚴(yán)重危害，提出了相應(yīng)的降低油品蒸發(fā)損耗的措施。

關(guān)鍵詞：油品儲運(yùn) 蒸發(fā)損耗 危害 措施

隨著石油工業(yè)的發(fā)展，石油及其產(chǎn)品的儲運(yùn)量逐年增加，與此同時，由石油及其產(chǎn)品的儲運(yùn)而產(chǎn)生的溢油、漏油、以及油氣、廢水、廢料的排放，越來越嚴(yán)重的污染著環(huán)境。油品的蒸發(fā)損耗屬于自然損耗，調(diào)查資料表明，油品蒸發(fā)損耗的累計(jì)數(shù)量是十分驚人的。

1 油品的蒸發(fā)現(xiàn)象

油品儲存存油罐中，由于晝夜大氣溫度的變化和太陽照射強(qiáng)度變化，引起罐內(nèi)氣體空間溫度和液面溫度的變化，導(dǎo)致油品蒸汽壓力、氣體空間壓力的升降。當(dāng)油品表面溫度和氣體空間溫度上升，罐內(nèi)氣體空間壓力超過油罐的工作壓力時，罐頂上的呼吸閥便自動打開，呼出氣體，產(chǎn)生損耗。反之，油罐便吸人氣體，這些被吸人的空氣在溫度上升時混合著油品蒸汽被呼出來。這樣周而復(fù)始地呼氣吸氣便產(chǎn)生了油品蒸發(fā)損耗。石油和石油產(chǎn)品在任何溫度和壓力下，都存在著蒸發(fā)現(xiàn)象，只是溫度高蒸發(fā)得快，壓力高蒸發(fā)得慢而已。當(dāng)油品液體表面分子獲得較大的能量時，它們就會克服液體分子問的吸引力及液體的表面張力而離開液體表面，進(jìn)人氣體空間，這種現(xiàn)象就是蒸發(fā)。如果液體表面分子不斷地獲得能量，將不斷地離開液面進(jìn)入氣體空間（當(dāng)然，此時仍有少數(shù)分子從氣體空間回到液體表面中去，但其數(shù)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于離開液體表面進(jìn)入氣體空間中去的分子）。

2 引起油品蒸發(fā)損耗的原因

任何形式的油品蒸發(fā)損耗都是在輸、儲油容器內(nèi)部傳質(zhì)過程的基礎(chǔ)上發(fā)生的。這種傳質(zhì)過程包括發(fā)生在氣、液接觸面的相際傳質(zhì)，即油品的蒸發(fā)，以及發(fā)生在容器氣體空間中烴分子的擴(kuò)散。通過上述傳質(zhì)過程，容器氣體空間原有的空氣逐漸變?yōu)橼呌诰鶆蚍植嫉臒N蒸氣和空氣的混合氣體，當(dāng)外界條件變化引起狀態(tài)參數(shù)改變時，混合氣體從容器排入大氣，就造成了油品的蒸發(fā)損耗。

2.1 油品儲存過程中的蒸發(fā)損耗

油品儲存過程中的蒸發(fā)損耗主要來自儲罐的大呼吸損耗和小呼吸損耗。大呼吸損耗是指，儲罐進(jìn)油時，由于液面的上升導(dǎo)致罐內(nèi)的油氣經(jīng)儲罐排氣管排放到大氣中;小呼吸損耗是指，由于晝夜溫差變化，使得罐內(nèi)油氣壓力發(fā)生變化，當(dāng)溫度下降時，罐內(nèi)氣體壓力降低，吸進(jìn)罐外空氣，當(dāng)溫度上升時，罐內(nèi)氣體壓力升高，油氣就會排到大氣中去。

2.2 汽油灌裝過程中的油氣揮發(fā)

汽油灌裝過程是散發(fā)烴類污染物的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)汽油高速罐入槽車等容器時，會產(chǎn)生劇烈的攪動，造成大量的油氣揮發(fā)。以汽油為例，汽油從煉廠到加油站出售給用戶，最少要經(jīng)過煉油廠、油庫、加油站、加油機(jī)四次灌裝過程。

如果油料在各級油庫之間轉(zhuǎn)運(yùn)，灌裝次數(shù)就更多，灌裝過程大多是敞口作業(yè)，產(chǎn)生的油氣都直接排入大氣。據(jù)試驗(yàn)測量，一次灌裝過程油氣損耗率為1.35‰，按此損耗率計(jì)算，全國2007年汽油的總產(chǎn)量為4300×104t。這些油氣直接排入大氣對環(huán)境的污染是無法估量的。

3 降低油品蒸發(fā)損耗的措施

降低油罐油品的蒸發(fā)損耗一般從兩個方面著手，一是限制油品蒸發(fā)損耗的條件，如縮小油面上的氣體空間，減少油面蒸發(fā)表面，減少溫度變化等；二是使蒸發(fā)出來的油氣不擴(kuò)散到大氣中去，設(shè)法使它凝結(jié)成液體，如提高油罐的承壓能力，或收集蒸發(fā)出來的油氣等。降低油罐油品的蒸發(fā)損耗的具體措施主要有以下幾種。

加強(qiáng)呼吸閥和液壓安全閥的檢查、維護(hù)、使用和管理，正常發(fā)揮呼吸閥和液壓安全閥降低呼吸損耗的作用。不要打開油罐上的量油孔和透光孔等，避免油氣從非正常呼吸孔洞逸出而造成損耗。

使用浮頂罐(目前應(yīng)用的有外浮頂罐和內(nèi)浮頂罐兩種)，利用其浮頂與油面之間基本不存在氣體空問、油料不能蒸發(fā)的優(yōu)點(diǎn)，基本消除油罐的大小呼吸損耗。

采用油罐頂上裝設(shè)噴淋水、罐外壁涂刷淺色涂料、罐外隔熱(如加絕緣層或修建地下油罐等)等降溫隔熱措施，減小油罐溫度的變化，降低損耗。

利用集氣罐、還原吸收器、冷凝固收裝置、壓縮回收裝置、噴淋吸收裝置等收集油品蒸氣，使油氣不致于擴(kuò)散到大氣中去。

選擇適當(dāng)?shù)臅r機(jī)進(jìn)行收發(fā)油品和測量取樣，制定合理的收發(fā)油方案，盡量減少油品的輸轉(zhuǎn)作業(yè)，盡量使油罐裝滿等改進(jìn)油罐操作的措施，都能達(dá)到降低油品蒸發(fā)損耗的目的。

此外，還采用設(shè)置擋氣板，加大儲罐容量，加入化學(xué)物質(zhì)，微球覆蓋層等措施，來降低油品的蒸發(fā)損耗。

噴淋水——這是油罐上裝設(shè)的一種水冷卻降溫設(shè)施。在夏天氣溫高的時候，對地面油罐不斷均勻地進(jìn)行噴淋水冷卻，水由罐頂經(jīng)罐壁流下，使冷卻水帶走油罐所吸收的太陽輻射熱，降低油罐氣體空間溫度，使晝夜油面溫度變化幅度減小，大大減少油罐小呼吸損耗。

油罐外壁涂料——這是利用涂料的反光性能，防止油罐吸收太陽輻射熱，減小油罐溫度變化，降低油罐蒸發(fā)損耗的一種措施。對地面油罐涂刷外壁涂料不僅能起到反射光線的作用，而且還能起到防腐作用。不同的涂料有不同的反光性能，而涂料的反光性能是用反光指數(shù)來表示，如白色涂料的反光指數(shù)為90.0，天藍(lán)色涂料的反光指數(shù)為85.0，淺灰色涂料的反光指數(shù)為57.0。從中可以看出，白色涂料的反光性能最好，油罐外表面涂以白色涂料最有利于降低油罐的蒸發(fā)消耗。

集氣罐——這是減少油罐蒸發(fā)損耗的一種措施。將儲存相同油品的油罐氣體空間用管線連通，并將一集氣罐與管線相連，構(gòu)成一個集氣系統(tǒng)。作業(yè)時，油罐與集氣罐之間相互交換油蒸氣，不致于使罐內(nèi)吸入新鮮空氣和將油蒸氣擴(kuò)散到大氣中去。只要集氣罐的體積選擇合適，基本上可以消除油罐的大小呼吸損耗。

還原吸收器——這是降低油罐蒸發(fā)損耗的一種措施。還原吸收器是一立式圓筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)部裝有隔板，隔板之間充填活性炭。它的工作原理是：當(dāng)油罐呼出的氣體經(jīng)過還原吸收器時，油蒸氣中的部分分子就被活性炭所吸收，從而使排入大氣中的油蒸氣濃度大大降低；當(dāng)油罐吸氣時，空氣先經(jīng)過還原吸收器，將呼吸器中的油分子帶出并進(jìn)入油罐，使進(jìn)入油罐內(nèi)的新鮮空氣量和罐內(nèi)的油品蒸發(fā)量都減少，從而降低油罐的蒸發(fā)損耗。據(jù)試驗(yàn)，安裝還原吸收器可減少損耗40％。

冷凝回收——它是通過兩級或三級冷凍裝置使油蒸氣冷凝，從而降低油罐蒸氣損耗的一種方法。冷凝回收裝置的冷凍溫度一般在0℃～100℃之間，油蒸氣的回收率可達(dá)95％以上。

壓縮回收——它是回收油罐油蒸氣、防止油罐蒸發(fā)損耗的一種方法。它主要是利用壓縮機(jī)將油蒸氣進(jìn)行壓縮，使其液化，送至壓力容器，以一定的壓力儲存，從而防止油氣對環(huán)境的污染，降低油罐的蒸發(fā)損耗。壓縮回收裝置的回收率可達(dá)90％以上。

噴淋回收——它也是回收油罐油蒸氣、防止油罐蒸發(fā)損耗的一種方法。它是用比產(chǎn)生油蒸氣的油品重的液體，逆向噴淋油蒸氣，油蒸氣被液體吸收，然后再將油氣解析出來。噴淋回收裝置一般的回收率可達(dá)95％以上。

擋氣板——又稱呼吸閥擋板。它是一種制造簡單、收效快、易安裝、不動火、不清罐、不影響生產(chǎn)正常運(yùn)行，既能節(jié)能降耗、又有利于安全防火和環(huán)境保護(hù)的設(shè)備。在油罐呼吸閥的下方設(shè)置擋氣板，當(dāng)油罐吸氣時，進(jìn)入油罐的新鮮空氣分布在氣體空間的上部，避免了罐內(nèi)氣體空間的強(qiáng)制對流，使上部氣體空間的油氣濃度比下部小得多，從而在油罐呼氣時呼出的油氣濃度降低，從而降低油罐蒸發(fā)損耗。它適用于原油、汽油、煤油、輕柴油、芳烴等一切裝有呼吸閥的固定頂輕質(zhì)油品的儲罐。對于收發(fā)作業(yè)較頻繁、周轉(zhuǎn)率高的中問油罐，其效果更為顯著。據(jù)資料介紹，設(shè)置呼吸閥擋板可降低大呼吸損耗20％～30％，降低小呼吸損耗23％左右。

通過以上分析表明，只要了解引起油品蒸發(fā)損耗的原因，采取切實(shí)有效的措施，同時加強(qiáng)油品儲運(yùn)的科學(xué)管理，油品蒸發(fā)損耗就一定會降下來。