淺談加油站油氣蒸發及控制措施

王海春

(茂名瑞派石化工程有限公司，廣東 茂名525011)

石油是重要能源之一，是國家的重要的戰略物資。加油站供應的油品從煉廠油庫用油罐車發送到加油站，再用加油機零售給用戶，僅此過程就至少存在3 次裝油損耗，3 次卸油損耗，其綜合損耗率在0.4%以上。據測算，僅在加油環節全國加油站每年約有1.45×108m3油氣排放到大氣中[。因此，大量的油氣排放至大氣，造成安全隱患、空氣污染、能源浪費以及經濟損失等一系列問題。

1 加油站油氣蒸發的影響

隨著油料中輕餾分的損失，汽油性能發生了質變，辛烷含量下降，膠質增加，當發動機采用該油品時，就會導致發動機的工作效率降低，嚴重的時候還可能會導致抗爆性變壞。

加油站油氣蒸發出來的有毒氣體，其氣體密度比空氣大，會直接影響地面人的生命安全，對人體神經系統、消化系統、呼吸系統和血液循環系統等均有不良影響。據調查，因從事油料工作、長期接觸油蒸氣的人員易出現皮膚干燥、紅疹及體乏無力等癥狀。油氣中的主要成分是含烴氣體，它們排入空氣中會嚴重污染附近環境；而這些含烴氣體具有易燃易爆等性質，其和空氣混合后成為易燃易爆氣體，沉積于加油站附近不通風且低洼地帶，達到一定濃度后，遇到明火極易發生燃燒爆炸，這給加油站帶來嚴重的安全隱患。

由于儲運不當，導致油品的蒸發的損耗，最直接的影響就是造成經濟上的損失，據不完全調查，油氣損耗約占總損耗率的3%，如果按照這個比率計算，全世界每年白白流失的油品近1億噸，經濟損失相當嚴重。

2 加油站油氣損耗的原因

油氣蒸發損耗屬于一種自然損耗。引發油品蒸發損害的內因是油品餾分越輕，其蒸汽壓就越大，蒸發越嚴重，蒸發損耗也越大。通常情況下，油品的損耗類別一般分為儲存損耗、輸轉損耗、裝車損耗、卸車損耗以及運輸損耗。而加油站油品損耗主要是由于油氣蒸發造成的損耗，即加油站油氣蒸發主要發生在油罐車向加油站地下儲油罐卸油、加油機向汽車（摩托車）油箱加油和地下儲油罐“小呼吸”等環節。

2.1 油罐車卸車損耗

即油罐車向加油站儲油罐卸油時，發生的油氣蒸發損耗。通常情況下，一輛滿載的油罐車卸車時間較長，一般在0.3h~0.7h 左右，有的由于其他原因甚至更長，而在卸油時的油氣流量最多可達800L/min。因此，每次油罐車卸車時油氣損耗數量相當大。

2.2 加油機向汽車油箱加油時損耗

加油站的加油機對外加油時，產生油氣蒸發損耗。如果把每支加油槍作為一個油氣排放點源，則加油站的加油作業具有油氣排放點多、排放頻繁、一次量少、累計量大、總作業量小、相對損耗大、間歇排放、污染影響范圍大等特點。據測算，在加油機加油時，油氣流量最大可達到40L/min 左右，而一個加油站每年數萬噸油品通過加油槍加油，全年的油氣蒸發損耗同樣非常巨大。

2.3 地下儲油罐的呼吸損耗[3]

石油、成品油有容易蒸發的性質，其中汽油、溶劑油蒸發性最強。油品儲存在儲油罐內，在油罐未進行收發油作業時，油面處于靜止狀態。由于分子熱運動就會從液體中產生蒸汽分子，這些氣體分子逐漸擴散到液體表面，在液體表面形成了蒸氣層，即油品蒸汽充滿油罐氣體空間。而油罐內油氣擴散到空氣一般有兩種途徑，一種叫做“大呼吸”，另一種叫做“小呼吸”。“大呼吸”一般發生在油品灌入或者放出油液體時，隨著液體的流入或者流出，導致了氣相的轉化，一部分油蒸氣氣相和液相變化被排放到空氣中。“小呼吸” 主要是指由于環境溫度變化、晝夜溫差、油氣濃度變化而引起的損耗，，即當溫度升高時，儲罐內的氣體空間和油面溫度也上升，氣體空間的混合氣體體積膨脹而且油品家具蒸發，從而使混合氣體的壓力增加。當罐內壓力增加到呼吸閥的控制壓力時，油氣蒸氣就排放到空氣；當溫度降低時，就有新鮮空氣進入油罐容器，促使其再一步蒸發，達到飽和后又會隨著溫度變化溢出。“小呼吸”相對于“大呼吸” 來說其產生影響要小一些。

影響地下儲油罐的呼吸損耗的主要因素，主要有：

（1）溫度。油品儲存溫度越高，油料蒸發現象就越嚴重，因此夏季油品的蒸發損耗是一年中最嚴重的。例如，在我國南方地區一個容積為10 000 時的地上拱頂罐，在夏季儲存汽油時，每天汽油的蒸發損失可達500~1000kg。

(2)油罐的密封程度。油罐的密封程度對油品蒸發損耗也有較大影響。如一座5000m3拱頂罐，因孔蓋不嚴密引起自然通風，一個月內可損失汽油53t。對于浮頂(或內浮頂)罐采用不同的密封裝置.其降低蒸發損耗的效果也是明顯不同的。

(3)油罐內氣體空間。油罐內氣體空間越大，蒸發損失越大。例如，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%時的蒸發損失大約是裝油量為95%時的8 倍。

3 加油站控制油氣的措施

目前，國內外在降低及防止油料蒸發上主要從兩方面采取措施：一是限制油料蒸發的條件；二是使蒸發出來的油蒸氣不擴散到大氣中，并在一定條件下使其凝結成液體。而在加油站里，油氣損耗主要集中在兩個主要散發口：加油時汽車（摩托車）油箱口和油罐車向埋地儲油罐卸油時儲油罐的出氣口。因此，我們要重點對這兩個兩個主要散發口進行控制。

3.1 防止汽車油箱油氣散發

在向汽車油箱加油時，防止油氣從油箱中排到大氣的方法是，用加油槍將油箱口完全密封（或者相對密封），加油機油泵經抽油管與儲油罐相連，油箱設置一個出口（或者油槍自帶回氣孔）通過油槍回氣管與儲油罐的氣體空間相通。這樣，整個汽車加油系統就形成了一個密閉回路，油品從儲油罐經過罐底閥抽油管、加油機和加油槍，加入汽車油箱中，郵箱中產生的油氣被加入的油品擠出經油槍賄賂管又回到穿油罐氣體空間中。整個加油過程都是在密閉環境下進行，最大限度減少油氣排入到大氣中。

3.2 防止油罐車向加油站儲油罐卸油時油氣散發

油罐車向加油站埋地儲油罐補充油品時，若不加以控制也會有大量的油氣排入到大氣中。同樣，在油罐車與埋地儲油罐之間設計建造一個密閉的氣體回路，即在打開油罐車卸油閥和埋地儲油罐進油閥后，油罐車內的油品在重力的作用下經儲油罐進油管道留到儲油罐中，儲油罐中氣體空間隨著油品進入罐內的增多而逐漸縮小，油氣通過儲油罐氣管經儲油罐回氣閥、油罐車回氣閥（有的稱為止回閥）返回到油罐車氣體空間中，儲油罐回氣管一端設于儲油罐頂部，另一端經儲油罐回氣閥、止回閥通過油罐車罐頂。

3.3 防止“小呼吸”油氣散發損耗

油罐車卸油和汽車加油都是在密閉條件下進行，因而可以很好地防止油氣蒸發進到大氣中。而根據儲油罐發生“小呼吸”油氣損耗的原因分析，使用高壓油罐，提高油罐呼吸閥控制的正負壓力，降低油罐的呼吸損耗的措施可以有效降低“小呼吸”帶來的油氣損耗。利用高壓油罐的耐壓強度，安裝一安全泄壓閥，當壓力變化值在設定范圍內時，泄壓閥關閉，整個系統處于閉合狀態，基本上無油氣排放。在緊急情況下泄壓閥打開泄壓，從而保證整個系統的安全。

結語

油品油氣排放至大氣，不僅會是加油站的安全隱患，而且也是空氣污染、能源浪費以及經濟損失的重要原因。因此，在大力提倡清潔生產、節能減排和環境保護要求日益嚴格的今天，分析油品油氣蒸發造成的影響，研究加油站油氣蒸發損耗的原因以及采取切實、有效的控制措施具有十分重要意義。

[1]沈旻嘉，郝潔明，王麗濤.中國加油站VOC 排放污染現狀及控制[J].環境科學，2006. 27（8）.

[2]何廣湘，楊春育，佟澤民，徐春民.油品蒸發損耗及油氣回收技術[J].現代化工，2001.21（1）21-25.

[3]郭光臣，張志廉等.煉油廠油品儲運[M].中國石化出版社.1999.