浅谈加油站油气蒸发及控制措施

时间:2022-07-27 12:40:05

浅谈加油站油气蒸发及控制措施

摘 要:在加油站装油、卸油等过程中,全国加油站每年约有1.45×108m3油气直接排放进入大气中,带来了严重的安全隐患、环境污染和能源浪费。本文从加油站排放油气产生的原因分析着手,对油气产生机理进行分析,并提出了相应的控制措施。

关键词:加油站;油气蒸发;控制措施

中图分类号:TU249.6 文献标识码:A

石油是重要能源之一,是国家的重要的战略物资。加油站供应的油品从炼厂油库用油罐车发送到加油站,再用加油机零售给用户,仅此过程就至少存在3次装油损耗,3次卸油损耗,其综合损耗率在0.4%以上。据测算,仅在加油环节全国加油站每年约有1.45×108m3油气排放到大气中[。因此,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 加油站油气蒸发的影响

随着油料中轻馏分的损失,汽油性能发生了质变,辛烷含量下降,胶质增加,当发动机采用该油品时,就会导致发动机的工作效率降低,严重的时候还可能会导致抗爆性变坏。

加油站油气蒸发出来的有毒气体,其气体密度比空气大,会直接影响地面人的生命安全,对人体神经系统、消化系统、呼吸系统和血液循环系统等均有不良影响。据调查,因从事油料工作、长期接触油蒸气的人员易出现皮肤干燥、红疹及体乏无力等症状。油气中的主要成分是含烃气体,它们排入空气中会严重污染附近环境;而这些含烃气体具有易燃易爆等性质,其和空气混合后成为易燃易爆气体,沉积于加油站附近不通风且低洼地带,达到一定浓度后,遇到明火极易发生燃烧爆炸,这给加油站带来严重的安全隐患。

由于储运不当,导致油品的蒸发的损耗,最直接的影响就是造成经济上的损失,据不完全调查,油气损耗约占总损耗率的3%,如果按照这个比率计算,全世界每年白白流失的油品近1亿吨,经济损失相当严重。

2 加油站油气损耗的原因

油气蒸发损耗属于一种自然损耗。引发油品蒸发损害的内因是油品馏分越轻,其蒸汽压就越大,蒸发越严重,蒸发损耗也越大。通常情况下,油品的损耗类别一般分为储存损耗、输转损耗、装车损耗、卸车损耗以及运输损耗。而加油站油品损耗主要是由于油气蒸发造成的损耗,即加油站油气蒸发主要发生在油罐车向加油站地下储油罐卸油、加油机向汽车(摩托车)油箱加油和地下储油罐“小呼吸”等环节。

2.1 油罐车卸车损耗

即油罐车向加油站储油罐卸油时,发生的油气蒸发损耗。通常情况下,一辆满载的油罐车卸车时间较长,一般在0.3h~0.7h左右,有的由于其他原因甚至更长,而在卸油时的油气流量最多可达800L/min。因此,每次油罐车卸车时油气损耗数量相当大。

2.2 加油机向汽车油箱加油时损耗

加油站的加油机对外加油时,产生油气蒸发损耗。如果把每支加油枪作为一个油气排放点源,则加油站的加油作业具有油气排放点多、排放频繁、一次量少、累计量大、总作业量小、相对损耗大、间歇排放、污染影响范围大等特点。据测算,在加油机加油时,油气流量最大可达到40L/min左右,而一个加油站每年数万吨油品通过加油枪加油,全年的油气蒸发损耗同样非常巨大。

2.3 地下储油罐的呼吸损耗[3]

石油、成品油有容易蒸发的性质,其中汽油、溶剂油蒸发性最强。油品储存在储油罐内,在油罐未进行收发油作业时,油面处于静止状态。由于分子热运动就会从液体中产生蒸汽分子,这些气体分子逐渐扩散到液体表面,在液体表面形成了蒸气层,即油品蒸汽充满油罐气体空间。而油罐内油气扩散到空气一般有两种途径,一种叫做“大呼吸”,另一种叫做“小呼吸”。“大呼吸”一般发生在油品灌入或者放出油液体时,随着液体的流入或者流出,导致了气相的转化,一部分油蒸气气相和液相变化被排放到空气中。“小呼吸” 主要是指由于环境温度变化、昼夜温差、油气浓度变化而引起的损耗,,即当温度升高时,储罐内的气体空间和油面温度也上升,气体空间的混合气体体积膨胀而且油品家具蒸发,从而使混合气体的压力增加。当罐内压力增加到呼吸阀的控制压力时,油气蒸气就排放到空气;当温度降低时,就有新鲜空气进入油罐容器,促使其再一步蒸发,达到饱和后又会随着温度变化溢出。“小呼吸”相对于“大呼吸”来说其产生影响要小一些。

影响地下储油罐的呼吸损耗的主要因素,主要有:

(1)温度。油品储存温度越高,油料蒸发现象就越严重,因此夏季油品的蒸发损耗是一年中最严重的。例如,在我国南方地区一个容积为10 000时的地上拱顶罐,在夏季储存汽油时,每天汽油的蒸发损失可达500~1000kg。

(2)油罐的密封程度。油罐的密封程度对油品蒸发损耗也有较大影响。如一座5000m3拱顶罐,因孔盖不严密引起自然通风,一个月内可损失汽油53t。对于浮顶(或内浮顶)罐采用不同的密封装置.其降低蒸发损耗的效果也是明显不同的。

(3)油罐内气体空间。油罐内气体空间越大,蒸发损失越大。例如,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。

3 加油站控制油气的措施

目前,国内外在降低及防止油料蒸发上主要从两方面采取措施:一是限制油料蒸发的条件;二是使蒸发出来的油蒸气不扩散到大气中,并在一定条件下使其凝结成液体。而在加油站里,油气损耗主要集中在两个主要散发口:加油时汽车(摩托车)油箱口和油罐车向埋地储油罐卸油时储油罐的出气口。因此,我们要重点对这两个两个主要散发口进行控制。

3.1 防止汽车油箱油气散发

在向汽车油箱加油时,防止油气从油箱中排到大气的方法是,用加油枪将油箱口完全密封(或者相对密封),加油机油泵经抽油管与储油罐相连,油箱设置一个出口(或者油枪自带回气孔)通过油枪回气管与储油罐的气体空间相通。这样,整个汽车加油系统就形成了一个密闭回路,油品从储油罐经过罐底阀抽油管、加油机和加油枪,加入汽车油箱中,邮箱中产生的油气被加入的油品挤出经油枪贿赂管又回到穿油罐气体空间中。整个加油过程都是在密闭环境下进行,最大限度减少油气排入到大气中。

3.2 防止油罐车向加油站储油罐卸油时油气散发

油罐车向加油站埋地储油罐补充油品时,若不加以控制也会有大量的油气排入到大气中。同样,在油罐车与埋地储油罐之间设计建造一个密闭的气体回路,即在打开油罐车卸油阀和埋地储油罐进油阀后,油罐车内的油品在重力的作用下经储油罐进油管道留到储油罐中,储油罐中气体空间随着油品进入罐内的增多而逐渐缩小,油气通过储油罐气管经储油罐回气阀、油罐车回气阀(有的称为止回阀)返回到油罐车气体空间中,储油罐回气管一端设于储油罐顶部,另一端经储油罐回气阀、止回阀通过油罐车罐顶。

3.3 防止“小呼吸”油气散发损耗

油罐车卸油和汽车加油都是在密闭条件下进行,因而可以很好地防止油气蒸发进到大气中。而根据储油罐发生“小呼吸”油气损耗的原因分析,使用高压油罐,提高油罐呼吸阀控制的正负压力,降低油罐的呼吸损耗的措施可以有效降低“小呼吸”带来的油气损耗。利用高压油罐的耐压强度,安装一安全泄压阀,当压力变化值在设定范围内时,泄压阀关闭,整个系统处于闭合状态,基本上无油气排放。在紧急情况下泄压阀打开泄压,从而保证整个系统的安全。

结语

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,分析油品油气蒸发造成的影响,研究加油站油气蒸发损耗的原因以及采取切实、有效的控制措施具有十分重要意义。

参考文献

[1]沈 嘉,郝洁明,王丽涛.中国加油站VOC排放污染现状及控制[J].环境科学,2006. 27(8).

[2]何广湘,杨春育,佟泽民,徐春民.油品蒸发损耗及油气回收技术[J].现代化工,2001.21(1)21-25.

[3]郭光臣,张志廉等.炼油厂油品储运[M].中国石化出版社.1999.

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