油品储运过程中油气蒸发损耗问题研究

油品储运过程中油气蒸发损耗问题研究

李勇辉

中国石油天然气股份有限公司乌鲁木齐石化分公司炼油厂油品车间新疆乌鲁木齐830019

摘要：石油产品是蒸发性的，尤其是轻油产品（如汽油、煤油、轻柴油等）。由于轻质油品密度低，加热后液面上的自由分子容易脱离液体的重力，离开液面，成为蒸气分子扩散到周围环境中，造成液油的蒸发损失。产品，即蒸发损耗。蒸发损失不仅导致油质和油量的减少，而且导致油蒸气向大气扩散。它一方面污染环境，同时形成潜在的火灾隐患，另一方面也给人类健康带来危害。因此，蒸发损失作为成品油损失的主要原因之一，应引起高度重视。

关键词：油品储运过程；油气蒸发；损耗问题

1储罐密封方式及油气回收现状

储罐的密封装置通常采用一次密封和二次密封的双重密封结构。一级密封可分为三种类型：充液管密封、泡沫密封、机械密封。密封装置可单独使用或与附加密封装置一起使用，以形成双密封。另外的密封装置称为二次密封。二次密封依靠弹簧板的回弹力压罐壁，采用弹簧板上包裹的软塑料进行密封。添加二次密封可进一步降低静态贮存过程中油的挥发损失。为了防止油气在大气中扩散，储油罐的气体空间可与管道连接，并与集气罐连接，形成封闭式集气系统。储气罐容积可自动调节。当通过输油降低空气温度或降低系统压力时，储气罐的体积自动减小，以防止系统中的真空度超过呼吸阀和吸入空气的控制真空度。当系统压力由于温度升高或油罐进油量增加而升高时，储气罐的体积自动增加。防止系统中的压力超过呼吸阀的控制压力。对于接收和接收作业频繁的油库，废气混合物只能连接同类油罐的气体空间，而无需集气罐，形成连接系统，也能达到减少大呼吸的效果。随着环境保护要求的提高，利用油气回收方法降低油品蒸发损失在国内外受到广泛关注。油气回收的方法有循环回路法、吸附（收）法、冷凝法、冷凝—吸收法和冷凝—压缩法等。

2油品储运过程中油气蒸发损耗的影响

2.1储罐油品装载环节的蒸发损耗

当储罐进行收发油时，油品液位不断升高或降低，储罐的气体空间被压缩或蒸发膨胀，导致油气被排出储罐。另外，随着液位降低，罐壁附着的油品也会蒸发，导致油品损耗。这一损耗通常会被忽略。

2.2储存环节中的损耗

储罐罐内油品在静止储存时，环境温度、大气压等外部的因素发生变化，会引起储罐内油气的热膨胀，从而造成油气排出储罐。对于浮顶罐，如果密封板和浮顶的密封存在问题，会导致油品持续不断的蒸发，这种损耗也是不可忽视的。一般来说在储罐进油阶段，汽油油气挥发率最高为1.40kg/（t*次），而原油油气最高挥发率为1.00kg/（t*次）；而在昼夜温差变化导致的油气挥发阶段，根据我国南北方温度变化，油气挥发率也有较大的差异。如国内某成品油库，1座50000m3汽油内浮顶储罐，年周转量为600×103m3，年周转次数为12次，以《石油库节能设计导则》（SH/T3002）中的蒸发损耗计算方法进行计算，每年蒸发损耗量为29.319t/a。由此可以看出，如果不采取有效的油气回收措施进行回收处理，不但会造成经济损失，对环境的污染也是非常严重的。

2.3静止储存损耗

当油箱不工作时，油箱内的油面是静态的，因此油蒸气充满整个气体空间。随着日温度的不断变化，油罐内油气及混合气的蒸发压力随着温度的升高而增大。由于压力作用，呼吸阀的真空阀瓣被打开，导致油气泄漏。当温度下降时，罐内混合气体的压力降低，部分油气凝结，然后吸入空气。这个过程称为静态损耗。影响静态贮藏损失的因素很多，主要有：昼夜温差的影响。昼夜温差越大，静态贮存损失越大，相反，损失越小。大气压力系数大气压力越大，损失越大；反之，损失越小。储罐开口面积的影响。开罐面积越大，蒸发面积越大，损失越大；反之，蒸发面积越小。油罐装油程度的影响。当油罐装满石油产品时，剩余的气体空间就小，那么，“小呼吸”的损耗就小；反之，气体空间容积越大，其损耗就大。除此以外，静止储存的损耗还跟石油产品的性质及对油品的管理等因素有很大关系。

3油气回收工艺方法

3.1油气回收方法综述

在石油挥发气体回收装置设计过程中，常用的技术主要有在吸附法、吸收法、冷凝法、膜分离法等几种方法。其中吸附法主要是利用吸附剂吸附能力，进行油气、空气分离，主要吸附剂为活性炭、活性纤维、硅胶等。在实际应用中，吸附剂可将石油挥发组分吸附在表面，在这个基础上，通过温度、压力的合理调整，对油气吸附组分进行合理分析。以活性炭吸附法为例，活性炭吸附法可以利用吸附床分离油气成分，并将排出口油气浓度控制在标准范围内。但是由于活性炭吸附床极易产生高温热点，整体安全隐患较大；吸收法主要是依据混合挥发油气组分中相对于吸收溶剂溶解度的变化，将石油挥发组分与空气组分分离。吸收法常用于煤油、轻质柴油、汽油等石油的收集。其主要包括常压常温油气吸收、常压低温油气吸收两种类型。在实际应用中，主要是通过吸收塔的设置，通过石油挥发组分与吸收溶剂的充分接触，将烃类成分进行溶解，随后吸收。吸收法具有工艺简单、吸收率不高等特点，其常用于大型混合气或大型油库油气回收；冷凝法主要是利用制冷技术，结合热交换器的应用，将油气热量进行置换处理，并促使油气组分逐步由气相、转化为液相进行油品回收。冷凝法在实际应用中，主要是通过油气挥发组分随温度变化随产生的气压差异，结合温度合理调整，促使石油挥发组分烃类蒸发压处于饱和冷凝状态。基于油气烃类组分冷凝度极低的特点，一般需要采用-70.0℃-80.0℃之间的制冷器；膜分离法主要是利用特殊材质高分子膜，在一定压力下，将油气挥发组分与空气分离。

3.2油气回收工艺选用

吸附法、吸收法、冷凝法、膜分离法这四种基本方法，在实际的工程设计中，需要根据回收油气的性质、投资要求等情况合理选择。目前国内油气回收装置通常会采用两种或多种基本工艺方法联合处理，以达到理想的处理效果，满足环保要求。

4降低油品蒸发损耗的控制措施

为了避免轻质油品损失，可优先选择内浮顶储罐进行轻质油品储存。浮盘依据液位变化，可以自由升降，从而有效降低油罐进油或昼夜温差变化导致的油气挥发。此外，内浮顶储罐设置油气回收密闭收集系统。油品在储存过程中的挥发油气通过油气密闭收集系统进行密闭收集，并采用回收或消除等方式处理，达到排放标准后再排入大气。车船装载根据运输形式的不同采用不同的装油方式以最大程度的降低油气蒸发损耗。公路装载采用下装鹤管和油气回收鹤管进行油品密闭装车；铁路装载采用上部进入、液下充装的方式，装车鹤管采用带油气回收接口专用大鹤管或小鹤管；船舶装载采用闭式装船方式，装油时要全部舱口盖及检尺孔都关闭，从舱内排出的油气直接由专用的通气系统通过甲板上方通气柜的排出口排出。

5结论

为适应油品储存环境保护、节能、安全的要求，降低油品在运输、储存过程中的蒸发损耗。在油品储存运输阶段，采用内浮顶储罐、安全的油气收集系统、合理的油气回收或消除等多项技术措施控制油品的蒸发损耗，可实现投入、效益的最大化回收。

参考文献：

[1]贾凤，胡峰.降低油品储运蒸发损耗方法和建议[J].中国石油和化工标准与质量，2017，36（07）：18-19.

[2]董良新.罐装油品储运过程蒸发损失计算与控制[J].油气田地面工程，2017，34（03）：31-32.

[3]刘继红.降低储运过程中的油气蒸发降耗[J].化学工程与装备，2017（05）：31-32.

[4]黄维秋.油气蒸发排放及其控制技术的研究[D].南京理工大学，2017.