浅谈油品蒸发损耗的原因及降低措施

摘要:本文论述了油品蒸发损耗带来的严重后果及危害,针对油罐自然通风损耗、大呼吸损耗、小呼吸损耗所造成的油品损耗,分析了其产生原因及各种影响因素,提出了相应的降低油品蒸发损耗的措施。

关键词:油品损耗;危害;原因;措施

中图分类号:TE89文献标识码:B文章编号:1009-8631(2009)12-0039-02

一、概述

石油及其产品主要由碳、氢两种元素组成,是由多种碳氢化合物组成的混合物,其中不乏含有C5以下的轻组分,且这些轻组分具有很强的挥发性。

根据有关数据表明,油品从井场到炼制加工、储运然后到销售的全部过程中,油品损失的数量约占到原油的2―3%,而其中损失的70%来自于原油罐、调和罐、成品油罐的自然损耗、大呼吸损耗、小呼吸损耗,以上这些数据表明,油品蒸发损失的数量确实是相当可观的,对于当前世界范围内存在的能源危机来衡量,愈加显的问题严重,长期以来,任何更有效的降低油品损耗,一直是石油储运专业人员急需研究和解决的一个重要课题。

二、油品蒸发损耗带来的危害

1、油品数量的减少。据统计,国内外从油井到炼制加工、到油品储运销售的全过程中,光损耗率就达到全部的2―3%之多。

2、油品质量降低。由于蒸发损失的大部分是油品中的轻组分,因此油品蒸发损失后严重的影响到油品的性质,更严重者甚至能使合格油品变为不合格油品。

3、经济损失。由于油品的蒸发损失严重,所以造成经济上的损失就比较大,若以总损耗率2.5%,全世界一年加工原油400000万吨计算,则全世界每年散失在大气中的油品就有10000万吨左右,由此造成的经济损失可想而知。

4、环境污染造成影响健康。油品蒸发损耗的轻组分散失到大气中,污染了大气,当人体吸入油蒸气后,就极大的损害了人体的健康。

5、危害安全。当散失到大气中的油品蒸汽超过了一定的浓度,达到了爆炸极限,会给部分地区造成潜在的火灾爆炸危险,再加上蒸发损耗在大气中的油品蒸气大部分就是轻组分,所以就更增大了火灾的危险性。

三、引起油品蒸发损耗的原因

任何油品的蒸发损耗都是在输、储油容器内部传质过程的基础上发生的,这种传质过程包括发生在气、液相接触的相互传质,即油品的蒸发。促进蒸发损失的主要因素有油品温度、外界温度、油罐上方空间大小、油罐的类型以及油罐的大、小呼吸等。

1、温度。油品储存的温度越高,轻组分就越易汽化,则油料蒸发就越严重,例如我厂一个500立方米的汽油储罐,在夏季储存汽油时,每天汽油的蒸发损失就达到80公斤左右。

2、油罐上方空间。油罐中油品的上部空间越大,蒸发损失就越大,据有关数据统计表明在相同温度和密封条件下储存同一种汽油,装油量为油罐20%时的蒸发损失比装油量为油罐95%时的蒸发损失大8倍。

3、油罐的密封程度。油罐的密封程度对蒸发损失也有影响,一具500立方米的油罐因孔盖不严密引起的自然通风,一天内汽油罐可损失汽油160公斤,原油罐损失原油80公斤。

4、油罐的大呼吸

(1)油品性质:油品密度越小,轻质馏分越多,越易汽化为气态,所以损耗就越大;油品蒸汽压越高,越不易由液态汽化为气态,所以损耗就越小;沸点越低,说明油品中轻组分含量越高,所以损失就越大。

(2)收发油速度:进油,出油速度越快,油品上层空间的压力变化就越大,所以损失就越大。

(3)罐内压力等级:常压敞口罐压力等级低,所以遇到油品上层空间压力稍有变化,就有油品蒸汽逸入大气,所以大呼吸损耗就大,如储罐耐压程度增大,所以油品上层空间压力的变化不会使油品蒸发到大气中,所以大呼吸损耗就小,有关资料数据表明,当油罐如果密闭,耐压程度达到5Kpa时,则是一般储罐大呼吸损耗的75%左右,如耐压程度达到26Kpa时,则可基本上消除油罐的小呼吸损耗,并在一定程度上又降低了油罐的大呼吸损耗。

(4)油罐的周转次数:油罐的周转次数越多,即收发油越频繁,则油品上层空间的压力变化就越频繁,所以大呼吸损失就越大。

5、小呼吸损耗

(1)昼夜温差变化:如昼夜温差变化越大,则罐内气体空间温度、油品蒸发速度、油品浓度和蒸汽压力就变化越大,所以小呼吸损耗越大。

(2)油罐所处地区的日照系数:日照系数越大,小呼吸损耗越大。

(3)储罐大小:储罐越大,截面积越大,油品与外界接触的面积就越大,蒸发面积也就越大,小呼吸损耗越大。

(4)大气压:大气压越低,小呼吸损耗越大。

(5)油罐装满程度:油罐装满,气体空间容积就小,小呼吸损耗越小。

(6)此外还与油品的性质如沸点、蒸气压、组分含量及油品管理水平、油品储存设备等因素有关。

四、降低油品蒸发损失的措施

油品蒸发损耗多少,取决于油蒸气的浓度、排出气体的体积及油气的密度。油品蒸发的损失量与前三者之间的关系可用以下计算公式来表示:G=CVP

G 表示油品的蒸发损耗量;C 表示混合物中油蒸气的密度;

V 表示排出的气体体积;P表示油气的密度;

以上的计算公式中由于油气的密度由油品内在组成而定,无法改变,因此只能设法使油气浓度和排出的气体体积尽量减少,则损耗就会降低。

在生产实践中,降低油品蒸发损耗的措施主要有以下几个途径,归纳如下:

(1)加强对储油设备的维护保养,严格执行油品储运操作规程,是减少油品损耗的重要保证,重点要定期或不定期地检查油罐的密封情况,特别是机械呼吸阀和液压安全阀。如计量方式为人工检尺计量,应尽可能在储罐内外压差最小的清晨和傍晚吸气结束后量油,因为此时打开检尺孔盖,吸气量最小,呼出气体的油气浓度最小,同时检尺时间尽量缩短,检尺完毕后确保盖好检尺孔盖。

(2)降低油罐内温差及其变化幅度对减小油品小呼吸损耗具有决定性意义,通常应采用如选用强反光的防腐材料涂刷油罐表面。淋小冷却,安装反射隔离板,采用非金属油罐(传热性能低于金属油罐)等措施。

(3)提高油罐的承压能力,一般从油罐的结构入手,改进油罐的结构设计,以便在提高油罐承受压力的同时,尽量减少钢材耗量,目前广泛采用的是具有加强结构的立式园柱形拱顶罐,据有关数据表明,其承受能力大容积罐可提高10-20KPa,小容积罐可提高30-40 Kpa。另外可以采用球形罐,滴状油罐等特殊形状的油状以提高其承受压力的能力。

(4)消除或减少油面上层的气体空间,这不仅可以减小小呼吸损失,还能从基本上消除大呼吸损耗,目前采用最为广泛的是浮顶油罐,这种油罐的罐顶(或浮船)浮在油面上,随液位的变化而升降,从而可以极大地减少蒸发自由表面积和气体空间体积,降低油品的蒸发损耗,但由于浮船和油品直接接触,所以腐蚀比较严重,所以当前研究动向即采用其它覆盖在油品表面来降耗,其目的是寻找一种比重小,流动性好,化学性能安全,不存在腐蚀,使用寿命长的物质,使其覆盖在油品上,隔绝油品和空气的接触,消除蒸发自由表面从而减小小呼吸损耗。

(5)收集和回收油蒸气,为防止油气散发在大气中,将储存同类油品油罐的气体空间用管道连接,并与一集中罐相连,构成一密闭的集气系统,集气罐的储气容积可根据系统的压力状况自动调节,收到降低损耗的效果,随着环境保护要求的提高,利用油气回收法控制含烃混合气的排放浓度及降低油品蒸发损耗的措施,得到国内外有关人士的普遍重视。但由于设备庞大,结构复杂,操作不稳等原因,目前尚未普遍推广。

(6)油罐安装呼吸阀挡板,这样可使油罐内部空间油气分层,呼出的气体主要是上层浓度较低的油气,从而减少了蒸发损失。有资料表明,安装呼吸阀挡板的油罐,油品蒸发损耗可减少20%-30%。

(7)强化工艺管理。通过改进操作技术,来减少油品蒸发损耗,如尽量高液位储存,减少中液位储存,以减少气体空间体积,降低呼吸损耗,减少油品输转,适时收发,控制好收发油速等。

通过以上分析表明,只要了解了引起油品蒸发损耗的原因,采取切实、可行、有效的措施,我厂每年可少损耗200吨左右的油品,给企业带来客观的经济效益。

作者简介:王艳霞(1967- ),女,陕西榆林人,现任陕西延长石油集团有限责任公司榆林炼油厂工程师。