石油儲運中的蒸發(fā)損耗的成因與對策

王洪洋

摘 要：石油作為一種重要的化學燃料，廣泛應用于交通運輸、化工生產(chǎn)、金屬冶煉等行業(yè)。但由于石油及其提煉產(chǎn)品具有非常高的揮發(fā)性，在開采、提煉和運輸過程中都存在著不同程度的損耗。本文通過對石油蒸發(fā)的原因展開論述，列舉石油蒸發(fā)損耗所造成的危害，并提出了減少石油儲運過程中蒸發(fā)損耗的相關建議，希望對我國石油運輸行業(yè)起到一定的借鑒性作用。

關鍵詞：石油儲運 蒸發(fā)損耗 改進對策

石油及其提煉產(chǎn)品，同人們的生活息息相關，是最重要的化學燃料之一，也是一種不可再生資源。隨著我國經(jīng)濟水平的快速發(fā)展，對石油的需求量也逐漸加大。由于石油中多為烴類化合物，具有非常高的揮發(fā)性，在運輸、提煉和灌裝過程中易造成產(chǎn)品的蒸發(fā)損耗，致使資源的大量浪費。2000年中國石化行業(yè)共加工原油1.9468xl08t，生產(chǎn)汽油、溶劑油、化工輕油合計5.9925x107t，中國石化集團公司加工原油1.1734x108t，生產(chǎn)汽油、溶劑油、化工輕油合計3.6221x107 t。每次裝卸的蒸發(fā)損耗按0.15%計算，石化行業(yè)僅出廠裝車蒸發(fā)損耗就高達9.0x104t；中國石化集團公司出廠裝車蒸發(fā)損耗5.4x104t（對管輸、船運成品油而言，裝車蒸發(fā)損耗發(fā)生在油庫）。因此，如何減少石油及其提煉產(chǎn)品的蒸發(fā)損耗，是目前需要亟待解決的問題。

一、油品蒸發(fā)損耗造成的危害

1.危險系數(shù)增加

油品蒸發(fā)損耗，為周圍環(huán)境埋下嚴重的安全隱患。石油及其提煉產(chǎn)品屬于易燃易爆品，同樣，油品蒸發(fā)所形成的油氣同樣具有這個特征，遇到明火便會發(fā)生爆炸，給周圍環(huán)境造成極大危害。

2.有限資源的浪費

石油屬于不可再生資源，幾百萬年甚至更久的時間才能通過有機物的分解生成，因此，石油儲量是有限的。油品蒸發(fā)后，很難再進行回收，因此，油品蒸發(fā)損耗造成了有限資源的極大浪費。

3.嚴重污染環(huán)境

由于石油的主要成分是烴等化合物，當油品蒸發(fā)后，便會同空氣中的氮氧化合物在紫外線照射的條件下產(chǎn)生化學反應，生成臭氧，一種生成城市光學煙霧的主要元兇，對生物健康危害嚴重；同時，油品所揮發(fā)出來的氣體對能夠直接對人體的皮膚和呼吸道造成危害，使長期接觸者患有皮膚和內臟器官的疾病。

4.導致油品質量下降

當汽油蒸發(fā)損失達1%時，10%蒸發(fā)溫度上升2.78℃，辛烷值降低1個單位，使汽油發(fā)動機工作性能變壞，加速汽油氧化，增加汽油膠質。

二、油品蒸發(fā)損耗的常見原因

1.灌裝階段

汽油灌裝過程是造成油品蒸發(fā)的主要環(huán)節(jié)。油品經(jīng)高壓作用，通過管道高速注入存儲工具中時，油品會在罐內劇烈攪動，形成大量油品氣體，通過排氣管擴散入空氣之中。而油品在抵達用戶手中時，至少會經(jīng)過四次灌裝，造成了大量的資源浪費。

2.存儲階段

存儲階段的油品蒸發(fā)原因，主要有以下幾點：

2.1密封性差

油品儲運工具的密封性能不好，將會造成油品大量蒸發(fā)，造成極大的浪費。往往造成這類問題的原因主要是油品儲運工具使用時間過長，且長時間沒有得到檢修和維護，造成了油品泄露和大量蒸發(fā)的結果。

2.2溫差影響

溫差也是造成油品蒸發(fā)的主要原因，當外界溫度降低時，儲存罐內的油氣就會通過排氣管道流入空氣中；但外界溫度升高時，空氣就會受到壓力影響通過排氣管進入罐內，這就是我們通常所說的小呼吸現(xiàn)象。

3.灌口油氣損耗

當油品進行裝卸時，罐口開封是很難避免的事情，而這一流程也造成了一定的油品的蒸發(fā)損耗。

三、減少油品蒸發(fā)損耗的措施

油品蒸發(fā)損耗所造成的資源浪費和環(huán)境污染十分嚴重，也給我國造成了極大的經(jīng)濟損失。在找出油品蒸發(fā)損耗的原因后，結合我國發(fā)展現(xiàn)狀，提出以下幾點相關改良措施。

1.油品存儲階段的相關保護措施

1.1加強儲油設備的檢查和維修工作

儲油設備的檢查及維修工作，對于減少油品蒸發(fā)損耗具有非常重要的作用。工作人員應該定期按時檢查儲油設備的密封性，確保儲油設備的安全存儲性能，減少油品能外界環(huán)境的接觸機會。

1.2浮頂罐儲運工具的使用

固定頂罐對油品運輸過程中所造成的油品蒸發(fā)損耗現(xiàn)象非常嚴重，而浮頂罐則可以很好的解決這個問題。浮頂罐一般分為內浮頂罐和外浮頂罐，浮頂罐的浮頂與油面之間基本不存在氣體空間，這一結構優(yōu)勢使得存儲油品的蒸發(fā)損耗大大降低，基本消除油罐的大小呼吸損耗問題。

1.3改良油罐結構，降低油品蒸發(fā)損耗

油品在儲運過程中的蒸發(fā)損耗，很大一部分原因來源于溫度因素，因此，改良油罐結構，減少溫度因素的影響，是降低油品蒸發(fā)損耗的重要方法。

1.3.1改進儲油罐結構，避免用固定頂罐儲存易揮發(fā)油品，而采用內、外浮頂罐儲存，并經(jīng)常檢查，確保浮頂密封和附件良好。浮頂罐的蒸發(fā)損耗可比固定頂罐降低85%左右。

1.3.2盡量集中存儲油品，減少油氣空間，避免頻繁倒油。

1.3.3改進裝卸油、加油設備，實現(xiàn)密閉裝卸車、密閉加油。由于定量灌裝技術比較成熟，裝卸車、加油改用密閉鶴管和密閉加油槍容易實現(xiàn)密閉灌裝，但其油氣只能返回到罐內或就地高空排放，可使現(xiàn)場環(huán)境有顯著改善，但降低蒸發(fā)損耗的效果不理想。

1.3.4對儲油罐（固定頂罐）和裝卸、加油過程進行油氣回收。

在這幾種方式中，前2項各煉油廠和油庫、加油站已基本實現(xiàn)，因此油品在儲運過程中的蒸發(fā)損耗主要體現(xiàn)在裝卸和加油過程中，即油品出廠裝車第一次排放油氣、油品人庫卸車時第二次排放油氣、油品出庫向汽車槽車裝車時第三次排放油氣、汽車槽車向加油站儲油罐卸車時第四次排放油氣、加油機給汽車油箱加油時第五次排放油氣。密閉裝卸車、密閉加油必須和油氣回收結合起來才能取得較好效果，油氣回收成為減少油品蒸發(fā)損耗的關鍵。

2.油氣回收技術

對油氣的回收，是解決油品蒸發(fā)損耗的最好方法，隨著科學技術水平的不斷提高，油氣回收技術也得到了不斷的完善，到目前為止，油氣回收技術已經(jīng)趨向成熟。目前，世界上所采用的油氣回收處理方法有吸收法、冷凝法和膜分離法。

2.1吸收法，就是將油氣通過吸收塔底部大導入，同逆流的吸收劑進行充分接觸和吸收，而剩余空氣則通過排氣口排入大氣中。吸收法是比較常用的油氣回收技術，吸收法的作用效果主要取決于吸收劑。

2.2冷凝法是利用冷凝氣的露點溫度，使油氣蒸汽在低溫下發(fā)生冷凝現(xiàn)象，而剩余空氣則可以通過通風口被排出，從而達到分離的目的。這種方法的優(yōu)點是回收效果好，質量可靠；缺點是投資高，費用高。

2.3膜分離技術是目前最為先進的油氣回收技術，它的基本原理是利用高分子膜對油氣的優(yōu)先透過性的特點，使油氣通過高分子膜從空氣中過濾出來，達到油氣分離的效果。

目前，油氣回收技術在世界范圍內取得了良好的回收成效，因此，加大對油氣回收技術的研發(fā)和利用，對于降低油品蒸發(fā)損耗具有非常重要的意義。

3.其他措施

除此之外，從輸油管道方面入手也能夠起到很好的減少油品損耗。將輸油管道拼接處進行一體化焊接，淘汰原有拼接技術，這樣可以大大降低原油的滯留，減少原油蒸發(fā)損耗現(xiàn)象的發(fā)生。

四、油氣回收的效益

儲運系統(tǒng)油氣回收方案分為4個部分，即加油站改造、槽車改造和煉油廠、油庫改造，其中煉油廠、油庫改造方案基本一樣。油氣回收裝置的效益取決于回收汽油的數(shù)量及其能量消耗。油氣回收方案流程如下：

1.加油機的加油槍給汽車油箱加油時，將揮發(fā)的油氣回收到儲油罐中；

2.汽車槽車向儲油罐卸油的同時，油氣返回汽車槽車內，構成自循環(huán)平衡系統(tǒng)；

3.汽車槽車返回油庫裝油時，排放的油氣返回儲油罐（固定頂罐）內，或經(jīng)回收裝置回收后送回儲油罐；

4.油品在油庫卸油（汽車、火車、船）時排放的油氣返回到儲油罐（固定頂罐）內，或經(jīng)回收裝置處理后送回儲油罐；

5.煉油廠裝油（汽車、火車、船）時排放的油氣經(jīng)回收裝置處理后送回儲油罐。

油品蒸發(fā)損耗與油品品種、溫度、裝卸方式、排放油氣的濃度有關。雖然裝油速度均勻，但從槽車口排出的含烴氣體流量并不均勻，裝油過程中揮發(fā)出的油氣量為裝油量的1.3～1.6倍，排出的混合氣中烴含量為20～40%。如長嶺煉油廠測定發(fā)現(xiàn)，在不同季節(jié)裝車時，槽車口排出的混合氣體中的烴含量的平均值為28%，火車槽車裝車過程中回收的汽油占總量0.136%。上海楊樹浦油庫軍工路分庫火車、汽車槽車裝車過程中排出的混合氣烴含量為10～50%，平均回收汽油占總量0.345%。洛陽石化總廠回收汽油占總量0.1306%。歐洲“CONCAWE”石油組織試驗數(shù)據(jù)表明，在無油氣回收的加油站，從卸油、儲存到給汽車油箱加油過程中的油氣總損耗率為0.345%，也即是前面流通環(huán)節(jié)的第四次和第五次排放的損耗率，平均計算每次損耗為0.173%。因此可以認為每次裝卸的蒸發(fā)損耗不低于0.15%。

五、總結

隨著國際能源的日益緊缺，以及國家對節(jié)能、安全及環(huán)保工作的日益重視，降低石油及其產(chǎn)品的蒸發(fā)損耗，已成為我國能源保護工作中急需研究和解決的問題。石油是不可再生的自然資源，從安全、環(huán)保和節(jié)能3方面出發(fā)，必須有效減少石油儲運中的蒸發(fā)損耗。因此各個煉油廠和油庫、加油站應立即著手在油品儲運過程中采取切實可行的措施減少蒸發(fā)損耗，避免強制實施油氣回收時影響生產(chǎn)經(jīng)營。加強儲運環(huán)節(jié)的監(jiān)管和技術研發(fā)力度，積極采取合理可行的回收技術，是解決油品蒸發(fā)損耗的最佳方式，提高我國的能源利用率，減少污染，為我國經(jīng)濟及環(huán)境建設提供有力保障。

參考文獻

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