油罐车油气蒸发损失与控制方法

油罐车油气蒸发损失与控制方法

张加恬

浙江赛福特特种设备检测有限公司浙江杭州310000

摘要：随着我国汽、柴油需求量的逐年增长，炼油厂、油库与加油站之间采用油罐车运输的油品量逐年上升。此外，排放的油气中还含有大量烃类气体，尤其是芳香烃，挥发到空气中会对大气造成污染。为了适应环保要求，节省能源，对油气蒸发进行控制，提高油气回收再利用率是我国石油化工行业亟需解决的重要课题。基于此，本文首先对油罐车油气蒸发损失进行了概述，详细探讨了油罐车油气蒸发控制方法，旨在降低油罐车油气蒸发损失。

关键词：油罐车；油气蒸发损失；控制方法

随着我国经济的飞速发展，汽车行业得到不断发展。预计未来5～10年，油罐车需求量将超过8000台/a。汽油在输送的各个作业环节，均存在油气蒸发的问题。由于汽油挥发性较强，每年排入大气的油气（VOCs）近6×104t，是光化学污染的主要诱因之一。VOCs中的某些成分具有致癌作用，危害人体健康。VOCs集聚到一定浓度，遇火极易发生爆炸或火灾事故。同时大量的油气排放至大气，造成安全隐患、空气污染、能源浪费以及经济损失等一系列问题。

1油罐车油气蒸发损失分析

汽油储存运输过程中与油罐车操作相关的油气蒸发过程包括：油罐车在储油库的装油过程；油罐车运输汽油的过程；油罐车在加油站的卸油过程等。

1.1装油过程中的油气损失

目前，我国石油化工厂和油库的油品主要通过火车罐车或汽车罐车运输。不论是火车罐车还是汽车罐车，装油（尤其是顶部装油）时，油品从伸入罐内的鹤管中高速流出，对罐车内壁和油品液面造成一定的冲击，使液体发生喷射和飞溅，引起油品液面强烈波动和搅动，加速了油品表面的蒸发速度；同时高速向下喷射的油品会使油罐内气相空间的气体发生强制对流，使油罐车内的气体浓度迅速上升并且很快达到饱和状态，高浓度油气迅速充满槽车内的气相空间，油品液面的上升驱使高浓度油气向罐外排放，由此形成装油损耗，造成资源浪费与环境污染。

1.2运输过程中的油气损失

运输排放在许多方面与汽油储罐的呼吸排放相似。呼吸排放是指因气压或温度改变引起油品膨胀，产生蒸气并排出油罐，即在油品液面没有变化时，油品因气化而造成蒸气量增大。与呼吸排放不同的是：油罐车运输过程中，罐内汽油发生剧烈扰动，成为油气（VOCs）的排放源。

1.3卸油过程中的油气损失

当油罐车卸油时，汽油、油气按1∶1的比例占据油罐空间。与油罐车装载油品时相同，汽油输入时会因液面震荡起伏而增加油气的溢散与挥发。当油罐压力超过3600Pa时，油气会通过呼吸阀排入大气中，造成环境污染和能源浪费。

2油罐车油气蒸发控制方法

2.1装油过程

2.1.1底部装油

油罐车底部装油方式类似于一般的浸没装油方式。采用浸没装油方式装油时，装油管从油罐车底部进入油罐底部，鹤管出油口低于汽油液面，降低了罐管出口油品的湍流程度，减少了鹤管出口油品与油罐内气相空间油气的接触，油气蒸发比传统的顶部装油方式少得多。与浸没装油方式相比，采用油罐车底部装油方式装油的油气蒸发更少。与传统的顶部装油方式相比，底部装油方式的优点主要表现在4个方面：一是操作安全和健康。底部进油，操作人员只要站在地面上，无需上到罐顶，充装时采用无泄漏快接接头连接油罐车，油气在完全密闭的系统内流动，避免了顶部进油时，操作人员因距离油罐口较近，吸入挥发油气而损害健康。二是防火和防溅泼。底部进油，油面由底部缓慢上升，油液不会溅到油罐上，可消除顶部充装时的喷溅，没有因静电作用而产生火灾的危险，且因油罐装配有“防过溢系统”，不致发生溅泼。三是油品清洁。底部进油为完全密封操作，不污染油品。而顶部进油，需要打开进油盖并插入油管，此时常有不希望或有污染性的物品跌进油品中，使油品受到污染。同时，经常开启进油盖，也会加快油品的氧化。四是操作简便、节省时间。底部进油，操作人员无需攀登，进油速度可为顶部进油的2倍，在油库或中转站的停留时间仅为顶部进油时的1/2。油罐车底部装油方式的上述优点，油罐车底部装油方式的上述优点，使之成为世界大多数石油公司普遍采用的标准油罐充装方式。

2.1.2油气回收装置

油罐车装油时会产生大量的油气蒸发，采用底部装油方式可以在很大程度上减少这类油气的排放量，但仍会有油气进入大气环境。在油罐车上设置装油油气回收装置，当油罐车底部装油时，随着油罐内液面的上升，油气通过安装在油罐车人孔顶部的油气回收阀排出，流经密闭的油气回收管道，进入地面储油罐油气回收装置接受处理，从而避免了装油过程中油气的直接排放。

2.2运输过程

控制油罐车运输过程中的油气蒸发，最重要的是安装性能良好的油气回收装置。目前，国外回收型油罐车技术成熟，应用普遍，而我国回收型油罐车技术则刚刚起步。在国产油罐车的油气回收装置中，油路配置的主要部件有：油罐车底部中央的紧急切断阀；油罐下操纵箱内的手控式API标准装卸油快换接头；使油罐车的DN100接头与油库的DN80接头实现对接的变径卸油接头。气路配置的主要部件有：盖在油罐人孔顶部通路孔的人孔盖；安装在人孔盖上面的油气回收阀；置于油罐下部操纵箱内的油气回收接头；油罐车顶部人孔盖上的防溢流传感器。

2.3卸油过程

参照储油库向油罐车发油时油气蒸发的控制原理，油罐车向加油站埋地油罐卸油时也宜采用浸没式卸油。据欧美发达国家的实践，加油站的油气回收可划分为密闭卸油和密闭发油2个阶段。密闭卸油就是当油罐车卸油时，将油罐车与地下储油罐采用输油管和油气回收管连接成密闭系统，地下储油罐中同体积的油气被回收到油罐车中。油罐车卸油过程有相应的油气回收装置，其工作原理是：卸油时，埋地油罐气体空间产生正压，同时汽油从油罐车油舱卸入埋地油罐时产生真空，这个压差足以迫使卸油产生的油气通过油罐车和埋地油罐之间连接的密闭软管置换、收集到油罐车内，通过油罐车将各加油站排放的油气送到储油库，进行集中、高效处理并回收。由于油罐车油舱内饱和油气的体积分数远大于油气爆炸极限上限，因此这类油罐车在路上行驶相对更安全。

除上述油气回收装置外，目前常用的专用设备按工作原理可分为冷凝法设备、吸收法设备、吸附法设备、膜设备和燃烧法设备5种类型，均可用于装卸过程中的油气回收。

3结束语

综上所述，油品油气排放至大气，不仅会是加油站的安全隐患，而且也是空气污染、能源浪费以及经济损失的重要原因。因此，在大力提倡清洁生产、节能减排和环境保护要求日益严格的今天，研究加油罐车油气蒸发损失以及采取切实、有效的控制措施具有十分重要意义。

参考文献：

[1]孙捷.降低油品蒸发损耗方法研究[D].西安石油大学，2016.

[2]王海蓉，杨彬彬.油品蒸发损耗研究[J].化学工程与装备，2008（12）：66-67