降低石油装卸损耗的研究

【摘要】石油产品在装卸过程中，由于其轻组分具有较强的挥发性，在储运过程中通过大呼吸和小呼吸等作用会产生大量的油气挥发，造成严重的油品浪费，同时使油品的品质降低，造成严重的大气污染，对现场工人的健康产生不利影响并且存在严重的消防安全隐患。本文从油气回收技术工艺入手，结合目前各种常用油气回收方法的技术工艺特点，从理论研究的基础上，对几种原油装车蒸发损耗的影响因素和原油罐车装油蒸发损耗进行深入的实测分析，通过分析总结出几个主要的油气吸收剂，较系统、全面地进行了油气回收相关方面总结。

【关键词】原油 装卸损耗 蒸发损耗 油气回收

石油产品中的轻质组分由于具有较强的挥发性在储运过程中会产生大量的油气挥发。数据表明我国每年由于装卸造成的油气挥发量十分惊人，是大气污染的重要污染源。石油产品的挥发不仅造成了油品的降低，还污染了环境，对现场的消防工作也提出了严峻的考验。

1 油气损耗机理

石油产品在装卸储运过程中由于外界气温和储运罐内压力的变化会造成石油产品的挥发。任何形式的油品蒸汽挥发损耗都是在储运容器内部传质过程的基础上发生。这种传质包括气液接触面的油品蒸发和储运容器中石油中的轻质组分分子的扩散效应。通过这两种形式储运容器中原油的空气逐步变成油气混合气体。当外界温度压力发生变化时，混合气体便从容器排入外界环境。

2 油气回收技术

2.1 吸收法

吸收法回收油气技术是将混合气与适当的液体接触，利用有机物的相似相溶性将混合气中的烃类组分溶解于处理液中，将烃类组分与空气分离。常用的处理液有汽油、煤油系溶剂、轻柴油、冷乙二醇溶液、特质的有机溶剂。2.2 吸附法

吸附法分离油气混合气在技术上是比较成熟的。一般常用的吸附剂是活性炭，多采用真空或真空加热的方法来脱吸附以达到循环利用的目的。活性炭或者活性炭纤维具有较好的油气吸附性能但是由于其本身再生需要复杂的工艺和时间，使用成本高，而且吸附性能随使用次数的增加而下降，废料有自燃危险所以在石油生产、销售过程中很难推广使用。近年来，变压吸附分离技术发展较快。

2.3 冷凝法

冷凝法分离油气混合气是利用混合气不同组分凝固点的不同来达到分离油气和空气目的方法。混合气经过预冷，使气体温度降至4℃左右，将混合气中的水汽凝结为水，然后预冷后的混合气进入一级冷却器使其温度降至零下40℃，再进入二级冷却器进一步冷却至零下73℃，至此混合气中的大部分烃类组分凝结成液体回收。但是混合器中尚有部分难以冷凝的有机化合物，如果直接排放将会是一种很大的浪费，通过三级液氮冷却可以使二次冷凝后的气体降至零下184℃，可以充分的回收有机化合物。冷凝回收的油水混合物通过分离器分离，油品回收，污水排入污水处理系统。

2.4 膜分离

膜分离法是讲传统的物理回收方法和选择渗透性膜技术结合的技术。其工艺流程如图所示，混合气体经过压缩后（0.39～0.686MPa），通过热交换后进入吸收塔此时的混合气温度在5～20℃，油气在吸收塔内与成品汽油接触，大约有百分之七十的烃类气体在该阶段回收。尾气通过选择渗透性膜将其中的烃类组分与空气分离，烃类组分通过压缩机压缩后与装卸过程中挥发出的油气一起再次重复处理，空气直接排入大气。

通过以上油气回收装的分析我们发现以上所采用的方法虽然回收效果都比较不错但是，这些装置主要集中使用在油库和一些大型的中站使用，而加油站，中转现场却没有相应的油气回收装置。这些地方大多采用开放式灌注，一加油站为例单次加油所造成的油气损耗并不多，但是如果把这一年内所有的损耗累加起来，这个损失就不算小了。为此，在现有技术条件下，真对加油站，中转现场的相关情况，我们应当以最大限度回收油气资源位目标，更经济有效的回收这些挥发出来的油气资源，我们对一些加油站进行了调查，大多加油站是私营性质的，对石油天然气挥发造成的危害比较淡漠，没有良好的节能减排意识，并且没有建立完善的油气回收系统。为此我们认为在这些地方应当以经济实用为主，不能一味的强调回收效率，尽可能的利用现有成熟技术。

3 吸收剂与吸附剂的选取

油气的吸附剂的选择时，应当使用较高的吸附效果的吸附剂。吸附剂有固相的活性炭，硅胶和一些机械强度高的吸附剂。在吸附剂的选取时还应当注意成本，可获得性，最常用的还是活性炭。

在不同温度下活性炭有不同的吸附汽油蒸气动力特性曲线，由活性炭动力特性曲线和各活性炭吸附率随温度的变化规律可得：

（1）活性炭的饱和吸附量与活性炭的物性及吸附质相关，并随吸附操作温度增大而降低。

（2）活性炭在吸附油气时速度比较快，35min左右就接近饱和。

（3）在20℃时活性炭的吸附率可达24.5%。LNG组分较轻，吸附速度也快，比油气蒸汽吸附的慢。

（4）经过多次吸附的活性炭，性能变差，使得活性炭的寿命降低。

目前在活性炭的解析工艺中真空解析法具有较好的效果：

（1） 随着不断解吸，温度也不断下降。在较高真空度的解吸过程时，不会出现置换过程，因此温度在不断降低。

（2） 解吸时间不应太长，保持在1小时左右，解吸的时间还与活性炭结构、吸附量有关。

（3） 要想解吸很彻底，必须提高真空度。

（4） 由于工业常规用的真空系统的操作真空度限制，且高真空系统成本比较高，在真空解吸的过程中，在解析的中后期应当吹入少量的热空气，这样解析就比较彻底。此时还应注意4点：

（1）热空气加入量不宜过多；

（2）热空气的温度不能过高；

（3）热氨气是最好的吹扫气体；

（4）当热空气进入高的真空吸附塔时，这样可使尾气的排放浓度降低到很小，但吸附热效应不是很明显。

4 结论

（1）油气回收技术有吸收法、吸附法、冷凝法、膜分离法。活性炭可用来吸附油气。

（2）高温高压下回收油气时，投资高、效益低，不适用，最好使用常温常压下回收油气。

（3）活性炭具有效率高、吸附快的特点。在吸收较低浓度的油气时，选用新鲜的活性炭效果更好。

参考文献

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