降低原油罐車裝車油氣損耗的幾種方法

劉清云 趙振剛

摘 要：本文以汽車罐車裝運(yùn)原油為例，指出了油品蒸發(fā)損耗帶來的嚴(yán)重危害，分析了引起油罐車損耗的原因及影響因素，提出相應(yīng)的降低原油罐車損耗的措施。

關(guān)鍵詞：油罐車；蒸發(fā)損耗；密閉裝車；油氣回收

石油及其產(chǎn)品作為多種碳?xì)浠衔锏幕旌衔?，其中的輕組分具有很強(qiáng)的揮發(fā)性，在儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)不可避免地會(huì)有一部分較輕的液態(tài)組分氣化，排入大氣而造成油品損耗。這不僅造成了經(jīng)濟(jì)上的損失，同時(shí)損耗的輕質(zhì)油會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，危害人身健康，且在局部地區(qū)構(gòu)成潛在的火災(zāi)危險(xiǎn)。

隨著國內(nèi)外對(duì)節(jié)能、環(huán)保及安全問題的日益重視，據(jù)有關(guān)專家統(tǒng)計(jì)：利用所研制的原油罐車人孔密封裝置及揮發(fā)油氣收集系統(tǒng)，在大慶油田西油庫開展了罐車裝油蒸發(fā)損耗量測試現(xiàn)場試驗(yàn)，研究結(jié)果表明：原油裝車損耗率平均為0.05%左右，與已知成品油的損耗率相當(dāng)，色譜分析結(jié)果顯示，揮發(fā)油氣中20%的油蒸汽主要是C4～C7的烴類，且其正構(gòu)烷烴的含量高于相應(yīng)異構(gòu)體含量。這些數(shù)據(jù)表明，油品在裝車過程中的蒸發(fā)損耗的數(shù)量確實(shí)是相當(dāng)可觀的，這對(duì)當(dāng)前世界范圍內(nèi)存在的能源危機(jī)來說，愈加顯得問題嚴(yán)重，長期以來，如何更加有效地降低油品蒸發(fā)損耗，一直是石油儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)人員需要研究和解決的一個(gè)重要課題。

一、原油裝車油氣損耗帶來的危害

1、油品數(shù)量減少

據(jù)統(tǒng)計(jì)，原油裝車損耗率平均為0.05%左右，若以總損耗率為0.05%估算，集輸總廠輸油分廠東營交接隊(duì)南區(qū)裝油點(diǎn)年裝運(yùn)車次達(dá)2萬余輛，年裝油量100萬余噸，每噸原油2000元計(jì)算，每年損耗的原油為0.05%×100=500噸，損耗的原油價(jià)值為0.05%×100×2000=100萬元，而實(shí)際的油氣損耗還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，因此在灌裝過程中的損耗是不容忽視的。

2、油品質(zhì)量降低

由于蒸發(fā)的都是油料中的最輕組分，因此油品蒸發(fā)還會(huì)嚴(yán)重影響油品質(zhì)量，甚至使合格油品變?yōu)椴缓细瘛＠?，汽油因蒸發(fā)損失，造成起動(dòng)性變差，抗爆性下降。當(dāng)航空汽油的蒸發(fā)損失量達(dá)到1.2%時(shí)，其初餾點(diǎn)升高3℃，蒸氣壓下降20%，辛烷值減少0.5個(gè)單位〔2〕。而對(duì)于東營交接隊(duì)的裝油廠家來說原油輕組分蒸發(fā)，造成原油煉化過程中成品油質(zhì)量下降。

3、環(huán)境污染影響健康、危害安全

油氣蒸發(fā)散失到大氣中，污染了大氣，人體吸入油蒸氣，極大的損害了健康。散失于大氣中的油蒸氣超過一定濃度，會(huì)給局部地區(qū)構(gòu)成潛在的火災(zāi)危險(xiǎn)，造成裝車現(xiàn)場安全系數(shù)降低。

二、引起原油裝車油氣損耗的原因

1、裝油流速的影響

在國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)原油罐車裝車的流速都有明確規(guī)定：

標(biāo)準(zhǔn)一：GB50074-2002《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定：裝卸車流速不應(yīng)大于4.5m/s。

標(biāo)準(zhǔn)二：SY/T5225---2005《石油天然氣、鉆井、開發(fā)、儲(chǔ)運(yùn)防火防爆安全生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》中原油裝卸中規(guī)定：裝卸車流速應(yīng)控制在4.5m/s以下。

利用以下公式對(duì)現(xiàn)場部分裝車進(jìn)行測算，某車開閥門時(shí)間為9：35分，關(guān)閥門時(shí)間10：04分，裝油量為57.88t，時(shí)間是29分鐘，則該車輛裝車速度為4.75m/s。用公式1計(jì)算速度：

………………….公式1

式中：v—裝油流速； G—裝油量； d—裝油口內(nèi)徑t—裝油時(shí)間

ρ—所裝原油密度（這里按892kg/m3計(jì)算）。

由此可得出結(jié)論裝車速度越快造成的蒸發(fā)損耗越多。

2、注油管（噴濺裝油裝車專用）長度的影響

任何形式的油品蒸發(fā)損耗都是在輸、儲(chǔ)油容器內(nèi)部傳質(zhì)過程的基礎(chǔ)上發(fā)生的。這種傳質(zhì)過程包括發(fā)生在氣、液接觸面的相際傳質(zhì)，即油品的蒸發(fā)，以及發(fā)生在容器氣體空間中烴分子的擴(kuò)散。目前東營交接隊(duì)裝車采用上部噴濺式裝油，在裝油過程中，油品在車內(nèi)翻騰飛濺劇烈，油面波動(dòng)大，裝車過程中大量的油氣混合氣體從裝油口逸出，氣體量比裝車量大得多?；旌蠚怏w中的油品蒸汽濃度是逐漸增大的，在快裝滿車時(shí)，逸出的混合氣體中油品蒸汽濃度將迅速上升，因此注油管深入罐車的高度直接影響裝車損耗。注油管越長越減少油面波動(dòng)，相反注油管越短液面越翻騰，油面波動(dòng)越大，由此造成的油氣損耗越多。

3、環(huán)境溫度的影響

在其他條件（如油品種類、裝車速度、軟管深入車內(nèi)的位置、罐車類型等）相同的情況下，白天裝車的損耗量反而比晚上裝車的損耗量小，大約在20%-30%左右。因?yàn)楣捃噧?nèi)油品的溫度晝夜變化很小，在裝車過程中，雖受外界溫度的影響，但由于裝車速度快，溫度無明顯變化，但是罐車中氣體溫度晝夜變化很大，白天它高于油溫，夜間它低于油溫，在裝車過程中，從油面蒸發(fā)出來的油品分子，不僅以擴(kuò)散方式上上運(yùn)動(dòng)，而且由于上下溫差形成自然對(duì)流。白天車內(nèi)氣溫高于油溫，油面上的蒸汽大濃度層受油面的影響，它的溫度低于上部氣體溫度，因而不能形成向上的對(duì)流；而晚上裝車就出現(xiàn)相反的情況，因受油面溫度的影響，油面上的蒸汽大濃度層的溫度高于上部氣體溫度，形成向上的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，其結(jié)果使車內(nèi)氣體空間中蒸汽濃度增大，隨著對(duì)流運(yùn)動(dòng)的加劇，大濃度層的許多油品分子進(jìn)入上部氣體空間，油品蒸發(fā)現(xiàn)象有劇烈的進(jìn)行。這就是晚上裝車損耗大于白天裝車損耗的原因。

4、其他形式的損耗

由于各種類的油罐車車況參差比齊，拉油司機(jī)的素質(zhì)不盡相同，導(dǎo)致進(jìn)庫前未認(rèn)真檢查車輛的泄油閥、以及各個(gè)零部件，導(dǎo)致裝油過程中原油泄漏，或者由于種種原因出現(xiàn)冒罐、跑油或是裝油閥滲漏等情況。同樣造成原油不同程度的損耗。

總結(jié)：影響裝車損耗的主要因素是注油管高度、裝油速度及環(huán)境溫度。

三、降低原油裝車油氣損耗的措施

由于油氣密度由油品內(nèi)在組成而定，無法改變，因此只要設(shè)法使油氣濃度和排出的氣體體積盡量減少，則損耗就一定會(huì)降低。

在生產(chǎn)實(shí)踐中，降低油品損耗的措施歸納如下：

1、建立健全規(guī)章制度。加強(qiáng)原油裝車現(xiàn)場管理，降低損耗必須從提高油品經(jīng)營管理水平入手，建立一套行之有效的、符合現(xiàn)代科學(xué)管理要求的規(guī)章制度，則是做好油品儲(chǔ)運(yùn)管理工作的基礎(chǔ)。

2、采用一卡通自動(dòng)裝車系統(tǒng)與液下密閉裝車技術(shù)，以及裝車鶴管應(yīng)伸至罐車底部進(jìn)行裝車來降低裝車損耗。

3、加大裝油鶴管，降低裝油速度，縮短油罐車在油庫內(nèi)的停留時(shí)間，實(shí)現(xiàn)損耗最小化。 裝油過程中，假設(shè)鶴管口的橫截面積不變，原油裝車時(shí)間跟罐液位平方根的差值成正比。通過更換大口徑鶴管以及采用高液位自壓裝車從而降低裝車速度，降低損耗。

3、由于環(huán)境溫度的變化對(duì)蒸發(fā)損耗的影響，降低溫差變化幅度對(duì)減少蒸發(fā)損耗具有決定性意義。盡量采用白天裝車，避免夜間裝車，既有利于降低損耗又方便人員操作。

4、加強(qiáng)職工的責(zé)任心，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，同時(shí)加強(qiáng)拉油司機(jī)的入庫教育、以及加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)等，杜絕跑、冒、滴、漏現(xiàn)象。是減少油品裝車損耗的重要保證。

5、收集和回收油蒸氣。為防止油氣散失于大氣中，將各鶴管口用管道接通，并與一集氣罐相連，構(gòu)成一密閉的集氣系統(tǒng)。集氣罐的儲(chǔ)氣容積可根據(jù)系統(tǒng)的壓力狀況自動(dòng)調(diào)節(jié)，收到降低損耗的效果。

結(jié)束語：通過以上分析表明，只要了解引起油品裝車損耗的原因，采取切實(shí)、可行、有效的措施，同時(shí)加強(qiáng)油品儲(chǔ)運(yùn)經(jīng)營的科學(xué)管理，油品裝車損耗就一定會(huì)降下來。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郭光臣，油庫設(shè)計(jì)與管理，石油大學(xué)出版社，1991.

[2]GB50074-2002，《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》，2002.

[3]SY/T5225---2005，《石油天然氣、鉆井、開發(fā)、儲(chǔ)運(yùn)防火防爆安全生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》，2005.