摘要:本文論述了油品蒸發(fā)損耗帶來(lái)的嚴(yán)重后果及危害,針對(duì)油罐自然通風(fēng)損耗、大呼吸損耗、小呼吸損耗所造成的油品損耗,分析了其產(chǎn)生原因及各種影響因素,提出了相應(yīng)的降低油品蒸發(fā)損耗的措施。

關(guān)鍵詞:油品損耗;危害;原因;措施

中圖分類號(hào):TE89文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1009-8631(2009)12-0039-02

一、概述

石油及其產(chǎn)品主要由碳、氫兩種元素組成,是由多種碳?xì)浠衔锝M成的混合物,其中不乏含有C5以下的輕組分,且這些輕組分具有很強(qiáng)的揮發(fā)性。

根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明,油品從井場(chǎng)到煉制加工、儲(chǔ)運(yùn)然后到銷售的全部過(guò)程中,油品損失的數(shù)量約占到原油的2—3%,而其中損失的70%來(lái)自于原油罐、調(diào)和罐、成品油罐的自然損耗、大呼吸損耗、小呼吸損耗,以上這些數(shù)據(jù)表明,油品蒸發(fā)損失的數(shù)量確實(shí)是相當(dāng)可觀的,對(duì)于當(dāng)前世界范圍內(nèi)存在的能源危機(jī)來(lái)衡量,愈加顯的問(wèn)題嚴(yán)重,長(zhǎng)期以來(lái),任何更有效的降低油品損耗,一直是石油儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)人員急需研究和解決的一個(gè)重要課題。

二、油品蒸發(fā)損耗帶來(lái)的危害

1、油品數(shù)量的減少。據(jù)統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)外從油井到煉制加工、到油品儲(chǔ)運(yùn)銷售的全過(guò)程中,光損耗率就達(dá)到全部的2—3%之多。

2、油品質(zhì)量降低。由于蒸發(fā)損失的大部分是油品中的輕組分,因此油品蒸發(fā)損失后嚴(yán)重的影響到油品的性質(zhì),更嚴(yán)重者甚至能使合格油品變?yōu)椴缓细裼推贰?/p>

3、經(jīng)濟(jì)損失。由于油品的蒸發(fā)損失嚴(yán)重,所以造成經(jīng)濟(jì)上的損失就比較大,若以總損耗率2.5%,全世界一年加工原油400000萬(wàn)噸計(jì)算,則全世界每年散失在大氣中的油品就有10000萬(wàn)噸左右,由此造成的經(jīng)濟(jì)損失可想而知。

4、環(huán)境污染造成影響健康。油品蒸發(fā)損耗的輕組分散失到大氣中,污染了大氣,當(dāng)人體吸入油蒸氣后,就極大的損害了人體的健康。

5、危害安全。當(dāng)散失到大氣中的油品蒸汽超過(guò)了一定的濃度,達(dá)到了爆炸極限,會(huì)給部分地區(qū)造成潛在的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn),再加上蒸發(fā)損耗在大氣中的油品蒸氣大部分就是輕組分,所以就更增大了火災(zāi)的危險(xiǎn)性。

三、引起油品蒸發(fā)損耗的原因

任何油品的蒸發(fā)損耗都是在輸、儲(chǔ)油容器內(nèi)部傳質(zhì)過(guò)程的基礎(chǔ)上發(fā)生的,這種傳質(zhì)過(guò)程包括發(fā)生在氣、液相接觸的相互傳質(zhì),即油品的蒸發(fā)。促進(jìn)蒸發(fā)損失的主要因素有油品溫度、外界溫度、油罐上方空間大小、油罐的類型以及油罐的大、小呼吸等。

1、溫度。油品儲(chǔ)存的溫度越高,輕組分就越易汽化,則油料蒸發(fā)就越嚴(yán)重,例如我廠一個(gè)500立方米的汽油儲(chǔ)罐,在夏季儲(chǔ)存汽油時(shí),每天汽油的蒸發(fā)損失就達(dá)到80公斤左右。

2、油罐上方空間。油罐中油品的上部空間越大,蒸發(fā)損失就越大,據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明在相同溫度和密封條件下儲(chǔ)存同一種汽油,裝油量為油罐20%時(shí)的蒸發(fā)損失比裝油量為油罐95%時(shí)的蒸發(fā)損失大8倍。

3、油罐的密封程度。油罐的密封程度對(duì)蒸發(fā)損失也有影響,一具500立方米的油罐因孔蓋不嚴(yán)密引起的自然通風(fēng),一天內(nèi)汽油罐可損失汽油160公斤,原油罐損失原油80公斤。

4、油罐的大呼吸

(1)油品性質(zhì):油品密度越小,輕質(zhì)餾分越多,越易汽化為氣態(tài),所以損耗就越大;油品蒸汽壓越高,越不易由液態(tài)汽化為氣態(tài),所以損耗就越小;沸點(diǎn)越低,說(shuō)明油品中輕組分含量越高,所以損失就越大。

(2)收發(fā)油速度:進(jìn)油,出油速度越快,油品上層空間的壓力變化就越大,所以損失就越大。

(3)罐內(nèi)壓力等級(jí):常壓敞口罐壓力等級(jí)低,所以遇到油品上層空間壓力稍有變化,就有油品蒸汽逸入大氣,所以大呼吸損耗就大,如儲(chǔ)罐耐壓程度增大,所以油品上層空間壓力的變化不會(huì)使油品蒸發(fā)到大氣中,所以大呼吸損耗就小,有關(guān)資料數(shù)據(jù)表明,當(dāng)油罐如果密閉,耐壓程度達(dá)到5Kpa時(shí),則是一般儲(chǔ)罐大呼吸損耗的75%左右,如耐壓程度達(dá)到26Kpa時(shí),則可基本上消除油罐的小呼吸損耗,并在一定程度上又降低了油罐的大呼吸損耗。

(4)油罐的周轉(zhuǎn)次數(shù):油罐的周轉(zhuǎn)次數(shù)越多,即收發(fā)油越頻繁,則油品上層空間的壓力變化就越頻繁,所以大呼吸損失就越大。

5、小呼吸損耗

(1)晝夜溫差變化:如晝夜溫差變化越大,則罐內(nèi)氣體空間溫度、油品蒸發(fā)速度、油品濃度和蒸汽壓力就變化越大,所以小呼吸損耗越大。

(2)油罐所處地區(qū)的日照系數(shù):日照系數(shù)越大,小呼吸損耗越大。

(3)儲(chǔ)罐大小:儲(chǔ)罐越大,截面積越大,油品與外界接觸的面積就越大,蒸發(fā)面積也就越大,小呼吸損耗越大。

(4)大氣壓:大氣壓越低,小呼吸損耗越大。

(5)油罐裝滿程度:油罐裝滿,氣體空間容積就小,小呼吸損耗越小。

(6)此外還與油品的性質(zhì)如沸點(diǎn)、蒸氣壓、組分含量及油品管理水平、油品儲(chǔ)存設(shè)備等因素有關(guān)。

四、降低油品蒸發(fā)損失的措施

油品蒸發(fā)損耗多少,取決于油蒸氣的濃度、排出氣體的體積及油氣的密度。油品蒸發(fā)的損失量與前三者之間的關(guān)系可用以下計(jì)算公式來(lái)表示:G=CVP

G 表示油品的蒸發(fā)損耗量;C 表示混合物中油蒸氣的密度;

V 表示排出的氣體體積;P表示油氣的密度;

以上的計(jì)算公式中由于油氣的密度由油品內(nèi)在組成而定,無(wú)法改變,因此只能設(shè)法使油氣濃度和排出的氣體體積盡量減少,則損耗就會(huì)降低。

在生產(chǎn)實(shí)踐中,降低油品蒸發(fā)損耗的措施主要有以下幾個(gè)途徑,歸納如下:

(1)加強(qiáng)對(duì)儲(chǔ)油設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng),嚴(yán)格執(zhí)行油品儲(chǔ)運(yùn)操作規(guī)程,是減少油品損耗的重要保證,重點(diǎn)要定期或不定期地檢查油罐的密封情況,特別是機(jī)械呼吸閥和液壓安全閥。如計(jì)量方式為人工檢尺計(jì)量,應(yīng)盡可能在儲(chǔ)罐內(nèi)外壓差最小的清晨和傍晚吸氣結(jié)束后量油,因?yàn)榇藭r(shí)打開(kāi)檢尺孔蓋,吸氣量最小,呼出氣體的油氣濃度最小,同時(shí)檢尺時(shí)間盡量縮短,檢尺完畢后確保蓋好檢尺孔蓋。

(2)降低油罐內(nèi)溫差及其變化幅度對(duì)減小油品小呼吸損耗具有決定性意義,通常應(yīng)采用如選用強(qiáng)反光的防腐材料涂刷油罐表面。淋小冷卻,安裝反射隔離板,采用非金屬油罐(傳熱性能低于金屬油罐)等措施。

(3)提高油罐的承壓能力,一般從油罐的結(jié)構(gòu)入手,改進(jìn)油罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以便在提高油罐承受壓力的同時(shí),盡量減少鋼材耗量,目前廣泛采用的是具有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的立式園柱形拱頂罐,據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明,其承受能力大容積罐可提高10-20KPa,小容積罐可提高30-40 Kpa。另外可以采用球形罐,滴狀油罐等特殊形狀的油狀以提高其承受壓力的能力。

(4)消除或減少油面上層的氣體空間,這不僅可以減小小呼吸損失,還能從基本上消除大呼吸損耗,目前采用最為廣泛的是浮頂油罐,這種油罐的罐頂(或浮船)浮在油面上,隨液位的變化而升降,從而可以極大地減少蒸發(fā)自由表面積和氣體空間體積,降低油品的蒸發(fā)損耗,但由于浮船和油品直接接觸,所以腐蝕比較嚴(yán)重,所以當(dāng)前研究動(dòng)向即采用其它覆蓋在油品表面來(lái)降耗,其目的是尋找一種比重小,流動(dòng)性好,化學(xué)性能安全,不存在腐蝕,使用壽命長(zhǎng)的物質(zhì),使其覆蓋在油品上,隔絕油品和空氣的接觸,消除蒸發(fā)自由表面從而減小小呼吸損耗。

(5)收集和回收油蒸氣,為防止油氣散發(fā)在大氣中,將儲(chǔ)存同類油品油罐的氣體空間用管道連接,并與一集中罐相連,構(gòu)成一密閉的集氣系統(tǒng),集氣罐的儲(chǔ)氣容積可根據(jù)系統(tǒng)的壓力狀況自動(dòng)調(diào)節(jié),收到降低損耗的效果,隨著環(huán)境保護(hù)要求的提高,利用油氣回收法控制含烴混合氣的排放濃度及降低油品蒸發(fā)損耗的措施,得到國(guó)內(nèi)外有關(guān)人士的普遍重視。但由于設(shè)備龐大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,操作不穩(wěn)等原因,目前尚未普遍推廣。

(6)油罐安裝呼吸閥擋板,這樣可使油罐內(nèi)部空間油氣分層,呼出的氣體主要是上層濃度較低的油氣,從而減少了蒸發(fā)損失。有資料表明,安裝呼吸閥擋板的油罐,油品蒸發(fā)損耗可減少20%-30%。

(7)強(qiáng)化工藝管理。通過(guò)改進(jìn)操作技術(shù),來(lái)減少油品蒸發(fā)損耗,如盡量高液位儲(chǔ)存,減少中液位儲(chǔ)存,以減少氣體空間體積,降低呼吸損耗,減少油品輸轉(zhuǎn),適時(shí)收發(fā),控制好收發(fā)油速等。

通過(guò)以上分析表明,只要了解了引起油品蒸發(fā)損耗的原因,采取切實(shí)、可行、有效的措施,我廠每年可少損耗200噸左右的油品,給企業(yè)帶來(lái)客觀的經(jīng)濟(jì)效益。

作者簡(jiǎn)介:王艷霞(1967- ),女,陜西榆林人,現(xiàn)任陜西延長(zhǎng)石油集團(tuán)有限責(zé)任公司榆林煉油廠工程師。