如何有效降低油品蒸发损耗

如何有效降低油品蒸发损耗

连甜滋

国能新疆化工有限公司 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 831400

摘要：在石油的开采、输送、加工、储存等过程中，由于油品的挥发性以及工艺技术和设备的不完善，油品的蒸发损耗是不可避免的。这些排入大气的油品蒸气，会给环境造成污染，危害人类健康。文章阐述了油品蒸发损耗带来的严重危害，针对油罐自然通风、大呼吸、小呼吸所造成的油品损耗，分析了油品产生的原因及影响，提出了改善油品储存条件，延缓油品质量变化，进而在一定程度上延长了油品的储存期，控制油品蒸发的损耗。本文将从造成油库储油罐油品蒸发的原因入手，详细阐述如何有效地降低储油罐油品蒸发损耗。

关键词：油品蒸发；损耗；措施
　　

1 油品蒸发损耗概述
　　石油及石油产品作为混合物，通常情况下是通过多种碳氢化合物混合构成的，在其组分中，那些较轻的组分通常情况下挥发性比较强。石油产品在开采、炼制、储运、销售等过程中，有一部分较轻的液态组分因开采工艺、冶炼工艺，以及技术、设备的影响，不可避免地发生汽化，而进入大气，造成不必要损失。通常情况下，将油品汽化进入大气的现象称为油品蒸发损耗。油品蒸发损耗按照成因可以分为三种类型：自然通风损耗、静止储存损耗以及收发作业的动液面损耗。一般情况下，油品蒸发损耗属于自然损耗，在一定数量范围内发生损耗，在一定程度上有着自身的合理性，同时得到油品蒸发损耗定额的认可。对于油品仓储行业来说，在油品仓储过程中，最主要的损失就是油品蒸发损耗，通常情况下占到油品仓储损耗的70%以上。根据权威机构统计，在全球范围内，每年因油品蒸发损耗而进入大气的就超过1亿吨。所以，采取措施降低油品蒸发损耗，进而在一定程度上提高经济效益。

2 储油罐油品蒸发损耗的原因分析
　　蒸发是液体的本质特性，在任何温度、压力下，只要存在着与气体接触的自由表面，就会出现蒸发即汽化现象。然而，不同液体的蒸发强度可能相差很大。从微观分析，液体蒸发是由于分子运动所产生的相间传质。由于气液共存体系中各个分子运动速率存在差异，液体表面具有较高运动速度的一部分分子，其动能远远超过液体分子的平均平动动能，所以它可能克服其他液体分子对它的吸引力，穿过相界面，由液相进入气相。进入气相后的液体分子，一部分超出液体表层分子的作用范围，不再受液体表层分子的吸引；另一部分在热运动过程中被液体表层分子重新捕获，回到液相中。在气液界面，这种液体分子的逃逸和重新捕获是同时存在的。在同一时间内，当液相进入气相的分子数大于从气相返回的分子数时，我们称为液体的蒸发。引发储油罐油品蒸发损耗的原因有以下几种：
　　2.1 自然通风损耗
　　储油罐密闭不严是造成自然通风损耗的主要原因。这种情况通常是储油罐罐顶存在腐蚀穿孔或在两个孔眼间存在着高差，油罐内混合气密度比空气密度大，致使罐内混合气从低处孔眼排入大气，外界空气从高处孔眼流入罐内，形成自然通风损耗。这种损耗的成因有设备问题，也有管理问题，但是只要加强设备保养维护，加强管理，这种损耗是可以避免的。
　　2.2 静止储存损耗
　　静止储存损耗又称“小呼吸”损耗。油罐内油面处于静止状态，油品蒸汽充满整个气体空间。随着午后外界及罐内的温度增加，罐内的油面温度上升，导致混合气体积膨胀,油品蒸发加剧，混合气体压力增大，呼吸阀的真空阀盘打开，油蒸汽随着混合气体呼出罐外。午后，随着大气温度降低罐内温度下降，混合气体收缩，甚至部分油蒸汽冷凝，因此罐内气体压力减小，吸入空气。这种由罐内气体空间温度和油气浓度的变化而引起的损耗叫做静止损耗。
　　2.3 动液面损耗
　　油品在收发作业时，由于液面高度变化而造成的油品损耗。当油罐收油时，罐内油面上升气体空间体积缩小，导致罐内压力升高，当罐内混合气压力超过呼吸阀额定正压值时，呼吸阀盘自动开启，混合油气排出罐外。而当油罐发油时，罐内油面逐渐降低，气体空间随之增大，罐内油气压力减小，油气浓度降低，当气体空间压力低于呼吸阀额定负压值时，真空阀盘自动打开，外界空气被吸入罐内。通常，油罐收发油作业中产生的损耗又称为油罐的“大呼吸”损耗。如果油品是在两个油罐间输转（倒罐或向高架罐输油），则发油罐液面不断下降，罐空增加，负压值不断增大直至吸入空气，而收油罐液面不断上升，罐空减少，压力增大直至油气排出。因此，在油品输转时，“大呼吸”损耗在两个罐间是同时发生的。
　　2.4 温度与压力
　　油罐内油品储存温度愈高压力越小，油料蒸发愈严重，因此夏季油品的蒸发损耗是一年中最严重的。油罐内气体空间越大，蒸发损失越大。在相同温度和密封条件下储存同一种汽油，装油量为油罐容积20%时的蒸发损失大约是装油量为95%时的8倍。

通常情况下，在输送油品的过程中，以及在储油容器的内部容易发生油品蒸发损耗。在储藏油品的容器内，在容器空间内充斥着烃蒸气和空气的混合气体。随着外界条件的变化，混合气体的状态参数将会发生改变，进而在一定程度上使得混合气体进入大气，导致油品蒸发发生损耗。一般情况下，造成蒸发的内因是油料馏分的组成。如果馏分组成越轻、沸点越低、蒸气压越大，那么在一定程度上就会越容易发生蒸发，进而导致蒸发损失。如：油品储存于存油罐中，储油罐内的气体空间温度和油品的液面温度受大气昼夜温差大和太阳照射强度发生变化的影响和制约将会发生变化，油品蒸汽压力、气体空间压力在一定程度上将会出现不同程度的升降。随着油品表面温度升高，以及气体空间温度的上升，当罐内的气体空间压力超过油罐的工作压力，将会自动打开罐顶上的呼吸阀，进而气体呼出，损耗产生。反之，油罐便吸入气体，在温度上升时，这些被吸入的混合着油品蒸汽的空气被呼出。油品蒸发损耗随着反复的呼气吸气而产生。

　　在储存液体燃料的过程中，通常情况下，蒸发和氧化引起质量变化是主要方面。其中蒸发和氧化分别属于物理变化和化学变化，它们都与温度变化直接相关联。蒸发和氧化随着温度的升高速度逐渐加快，反之就变慢。其次，蒸发和氧化的快慢与接触到的空气有关，通常情况下，蒸发空间越大蒸发越剧烈；空气流通越快，蒸发也就越快。氧化需要借助空气中的氧气才能进行，如果不接触空气，就不会发生氧化。此外，燃料的氧化都会随着日光的照射、接触金属等，而变得剧烈，但是主要的还是温度和空气中的氧气。

3 降低储油罐油品蒸发损耗量的措施
　　3.1 加强设备检查保养，保持油罐状态完好
　　定期组织员工对油罐的密封情况进行检查，对重要附属设备如呼吸阀、安全阀、量油口以及其他重要的自动化装置要经常检查保养，确保密封良好。通过在油罐呼吸阀结合管下方安装挡板，避免吸入油罐内的空气对油面上大浓度层的直接冲击，减少发油后的回逆呼出，降低下次呼气的油气浓度。
　　3.2 严格控制油罐内的温度
　　从储油罐油品蒸发的原因分析中我们得出，油罐内温度对油品蒸发影响很大，温度越高油品蒸汽压越大，因此我们可以通过改善油罐保温环境，涂刷白色或者绿色的具有良好反射性的防腐涂料，当夏季天气炎热时，可以通过喷淋罐顶及罐壁的方法，通过水流不断冲刷，降低油罐内温度，减少罐内油品蒸发。

降低油料储存温度，减少温差 降低温度，减少温差，温度升高，蒸发和氧化加剧。温度促使蒸发加剧是通过加速液体本身的分子运动而起作用，温度促使氧化加剧是通过加速油料中烃分子和氧分子的化学反应而起作用，其本质都给油料分子一定能量，以加速其物理和化学变化。降低温度既能减少蒸发，也可延缓氧化。减少温差对防止蒸发和氧化也很有效。温度变化越小，“小呼吸”越频繁，温差越大，“小呼吸”程度越深。“小呼吸”不仅呼出燃料蒸气造成蒸发损失，而且还会不断向油罐中补充新鲜空气，加速燃料氧化。所以降低油料储存温度，减少温差是保证油料质量的有效措施之一。
　　3.3 改善油罐结构，提倡使用浮顶罐
　　用浮顶罐储存易蒸发的油品，是降低损耗的有力措施。因为浮顶罐内液面上的气体空间小，油品几乎没有蒸发，也几乎不排气，呼吸损耗极小。提高油罐内压力，减少由于油罐“大小呼吸”产生的蒸汽损耗。
　　3.4 加强油气收集及回收工作

3.4.1 油气收集
　　通过建立一个密闭的集气系统，收集散失于大气中的油蒸气。我们可以将储存同类油品油罐的气体空间用管线接通，并与一集气罐相连，这样就可以构成一个密闭的集气系统。这样就可以实现油品蒸汽的收集，减少油品蒸发损耗。但是要注意防火，因为各罐相连，一旦发生火灾，后果不堪设想，因此一定要做好油罐的防火工作。
　　3.4.2 油气回收
　　对油气的回收，是解决油品蒸发损耗的最好方法，随着科学技术水平的不断提高，油气回收技术也得到了不断的完善，到目前为止，油气回收技术已经趋向成熟。目前，我们常用的油气回收处理方法有吸收法、吸附法、冷凝法等。以吸收法为例，原混合气体中的各组分由于通过混合气与适当的吸收剂接触，不能溶解的组分则保留在气相中，气体中的几个组分溶解于该液体内形成溶液的分离过程就是吸收分离过程。80%-90%的汽油在油品装卸产生的油气进入吸收塔后被吸收，而由排放口将贫油空气排出，真空解析送至解析塔的吸收液，然后循环使用解析后的吸收液，利用成品汽油对进入回收塔的解吸气进行回收，尾气再返回吸收塔重复上述吸收过程。吸收法对吸收剂的要求也相当严格，吸收操作是否可行有效的关键往往是吸收剂性能的优劣，煤油、柴油或专用吸收液通常都可作为吸收剂。当前，在世界范围内能够取得较好回收成效的就是目前的油气回收技术。因此，要降低油品蒸发损耗，下步还需进一步加大对油气回收技术的研发和利用。

3.5 选择存放地点，减少阳光暴晒

对易蒸发、日氧化的油料应尽量存放在地下半地下罐中和库房内，这样，存放温度较低，温差变化也小。如沈阳地区洞库的温度一般在10～15度范围内，广州地区洞库温度一般在14～20度范围内，而地面温度沈阳同地地区为－20～39度，广州地区为－3～42度，不同存放地点对油料质量影响，不同储存条件对车用汽油实际胶质增长的影响很大，存放地点不同，油料质量变化有显著差别，地下或半地下罐温度较低，而且昼夜温差小，可减少呼吸损失，馏程不易升高，含铅汽油储存在地下罐3～4年，四乙基铅含量和辛烷仍合格。但存放在地上罐时，两年后四乙铅则大量分解，辛烷值降低2～3个单位。尽量利用罐装减少桶装，罐装储油容积大、储油多，油温受气温影响小，同时单位容积在油料与金属表面接触较小，受金属的催化作用小，有利于延缓油料氧化变质，建议用内浮顶罐储存。对于易蒸发、易氧化和质量要求严格的油料，如果炎热地区露天储存时，应尽量储入有降温设备的罐中，在气温高时进行洒水降温，桶装油料则用撑起的棚布遮盖后，向蓬布洒水降温。油罐洒水要尽可能连续进行，以免因温度变化频繁，增加小呼吸、加快油料蒸发、导致质量下降。库房存放的油料，可利用昼夜气温变化特点选好时机，气温低时打开门窗通风，当气温升高则及时关闭。

结束语
　　通过有效降低储油罐油品蒸发损耗可以减少企业经济损失，减少能源的浪费。与此同时，还可以减少油品挥发产生苯、甲苯等危害人体健康的有毒物质。有效地保护了人民的健康，也为我国的环境保护工作贡献了微薄的力量。

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