淺談油品蒸發(fā)損耗的成因與防范

任亞秋

摘 要： 從油品組成、油品溫度、油罐的大小呼吸、油氣空間、油罐的收發(fā)油頻次、儲罐狀況幾方面詳細(xì)分析了油品蒸發(fā)損耗的主要原因，并提出了行之有效的降耗措施。

關(guān)鍵詞： 油罐；蒸發(fā)損耗；措施

油品蒸發(fā)是一個客觀存在的自發(fā)過程，但因此導(dǎo)致的油品數(shù)量減少及油品質(zhì)量下降卻是相當(dāng)嚴(yán)重的。據(jù)統(tǒng)計，油品蒸發(fā)損耗量大約占原油加工量的0.2%-0.34%。油品蒸發(fā)不僅造成油氣資源浪費，降低企業(yè)經(jīng)濟效益，而且會帶來環(huán)境污染，甚至于危害環(huán)境安全，因此，控制油品蒸發(fā)損耗一直是專業(yè)技術(shù)人員重視和關(guān)注的課題。

一、油品蒸發(fā)的主要原因

1.油品的餾分組成

油品組成越輕，蒸發(fā)損耗越大，因而對油品質(zhì)量的影響越大。譬如汽油容易蒸發(fā)造成損耗，而柴油蒸發(fā)損失較小，潤滑油的蒸發(fā)損失極小，可忽略不計。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)介紹，以航空汽油為例，隨著輕組分的蒸發(fā)，當(dāng)蒸發(fā)損耗達(dá)到1.2%時，初餾點升高3℃，蒸汽壓下降20%，辛烷值降低0.5個單位。①

2.油品溫度

油品儲存溫度越高，其蒸發(fā)速度越快，損耗越大。相同儲存量的同一介質(zhì)，其在夏季的蒸發(fā)損耗要大于冬季。

3.油罐的大小呼吸

油罐的大呼吸又叫發(fā)油損耗，是在油罐的收發(fā)油作業(yè)時引起的。當(dāng)油罐收油時，油罐的液面上升，則上方的油氣空間被壓縮，導(dǎo)致壓力上升，當(dāng)超過呼吸閥壓力控制極限時，呼吸閥自動開啟，混合氣體排出罐外；而發(fā)油時，隨著油面不斷下降，氣體空間壓力也不斷下降，當(dāng)壓力下降至呼吸閥的負(fù)壓控制極限時，呼吸閥打開，外界空氣進(jìn)入油罐，稀釋了油氣的濃度，從而加快油品的蒸發(fā)。這種由于收發(fā)油品致使油罐排除油蒸汽和吸入空氣所導(dǎo)致的損失為大呼吸損耗。

油罐的小呼吸又叫靜止儲存損耗，主要因晝夜溫差變化引起油罐溫差變化而使油品蒸發(fā)損耗。油罐中靜止儲存的油品，白天受太陽熱輻射使油溫升高，引起上部空間油氣膨脹進(jìn)而油面蒸發(fā)加劇，罐內(nèi)壓力隨之上升，當(dāng)達(dá)到呼吸閥的允許值時，油蒸汽就逸出罐外，造成損耗。反之，夜晚，外界氣溫下降，致使油罐溫度下降，罐內(nèi)油蒸汽體積收縮，油氣凝結(jié)，罐內(nèi)壓力下降，當(dāng)壓力降至呼吸閥允許的真空度時，空氣進(jìn)入罐內(nèi)，降低了氣體空間的油氣濃度，因此加快油品蒸發(fā)直至達(dá)到飽和，這樣反復(fù)循環(huán)，就形成了油罐的小呼吸損耗。依據(jù)文獻(xiàn)3介紹，一臺5000m3的拱頂汽油罐，一晝夜小呼吸損耗可達(dá)350kg。

4.油氣空間

油氣空間大小也是引起蒸發(fā)損耗的主要原因，油罐上方的油氣空間越大，蒸發(fā)損耗越大。有關(guān)研究表明：對于固定罐來說，在相同溫度和密封條件下儲存同一種汽油，儲量為油罐容積的20%的蒸發(fā)損耗比儲量為95%時足足大8倍?？梢姡鸵何粌Υ嬉自斐珊艽蟮馁Y源浪費。

5.油罐的收發(fā)油頻次與程序

油罐收發(fā)油的時間對油品蒸發(fā)損耗影響也較大，有計劃地安排收發(fā)油的時間可以減少呼吸損耗。例如，油罐的發(fā)油操作可安排在溫度升高油罐要排氣時進(jìn)行，目的是用發(fā)油來減少罐內(nèi)升高的壓力，減少油品的蒸發(fā)量；相反，在溫度降低油罐要吸氣時安排收油，同樣可減少油品的蒸發(fā)量。

6.油罐的狀況

油罐及其附件狀況不良，例如泡沫發(fā)生器玻璃破損，量油口密封不嚴(yán)或人為的常開，采光孔漏氣，浮盤密封泄漏老化漏氣等等都可使油品蒸發(fā)直接逸出罐外，造成損耗。

二、降低油品蒸發(fā)損耗的措施

1.選用反射效應(yīng)大的油罐涂料

利用涂料隔熱是油罐減少太陽輻射熱的重要措施，常用的涂料有銀粉、涼涼膠等，而新型的高效太陽能熱反射涂料也廣泛應(yīng)用于石化行業(yè)，其隔熱原理概括為“高反射”、“高外散”、“高熱阻”，具體表現(xiàn)為涂料表面對太陽短波輻射具有很高的反射能力，從而可大幅度降低罐表面吸熱，同時其也具有較高的長波熱輻射能力，從而可增加表面散熱，另外涂料層還可形成隔熱屏障，阻擋太陽輻射熱進(jìn)入油罐內(nèi)部空間。使用高效太陽能反射涂料，可能夠大大提高太陽熱輻射反射，從而有效地降低太陽熱的吸收和油罐溫度，減少油罐蒸發(fā)損耗，其隔熱效果明顯好于銀粉漆。②

2.使用浮頂罐減少儲罐內(nèi)油氣空間

目前使用的拱頂罐，其拱頂部分的體積約占罐容積的十分之一，即使?jié)M罐儲存，罐頂油氣空間仍存在，其蒸發(fā)帶來的損耗也是巨大的，而浮頂罐的浮盤緊貼著油面，油面上方的氣體空間幾乎很小，因此可以大幅降低或基本避免油品的蒸發(fā)損耗。浮頂罐可分為外浮頂罐和內(nèi)浮頂罐，外浮頂罐常用于儲存原油。內(nèi)浮頂罐常用于儲存揮發(fā)性較強的介質(zhì)（如汽油、航空煤油等）和對儲運條件要求苛刻的介質(zhì)。與拱頂罐相比，用浮頂罐儲存油品，油品的蒸發(fā)損耗可減少85%以上。

3.安裝油氣回收系統(tǒng)

油氣回收系統(tǒng)是為了防止油氣散入大氣中，將儲存同類油品油罐的氣體空間用管道連接，并增加一個集氣罐，構(gòu)成了一個密閉的集氣系統(tǒng)。這樣可大量減少大小呼吸。

4.采用氮氣密封技術(shù)

氮氣密封技術(shù)就是用氮氣補充罐的氣體空間，由于氮氣比油蒸汽輕，所以氮氣浮在油蒸汽上面，當(dāng)呼氣時，呼出罐外的是氮氣而不是油蒸汽，當(dāng)罐內(nèi)壓力降低時，氮氣自動進(jìn)罐補充氣體空間，另外，氮氣的熱膨脹系數(shù)小，熱傳導(dǎo)性低，升溫慢，減緩了溫差變化導(dǎo)致的油品溫度變化，從而有效地降低了油品的蒸發(fā)損耗。需要注意的是氮氣密封系統(tǒng)應(yīng)安裝在罐頂，備壓管路盡可能短。③如氮封技術(shù)應(yīng)用在帶有呼吸閥的罐上時，氮氣供氣管的接管位置應(yīng)遠(yuǎn)離該閥接口，并由罐頂部插入儲罐內(nèi)約200mm，這樣氮氣進(jìn)罐后不直接排出，達(dá)到氮封的目的。采用氮封技術(shù)，投用后效果較好，氮封不僅降低了油品蒸發(fā)損耗，而且起到了防止油品氧化變質(zhì)的作用。

5.安裝呼吸閥擋板

呼吸閥擋板安裝在阻火器的下方，為伸入罐內(nèi)的一直徑為210mm-510mm的圓形折疊式擋板，主要作用為：當(dāng)儲罐內(nèi)液位快速下降，大量空氣被吸入罐內(nèi)時，使遇到擋板受阻礙的空氣流不能直接沖擊油品表面，從而減少油品的繼續(xù)蒸發(fā)。同時，由于擋板的折流，使氣流由垂直方向改為水平方向，這時吸入的新鮮空氣首先與罐內(nèi)頂部油氣濃度較低的氣體混合，使其濃度進(jìn)一步降低。當(dāng)油罐停止發(fā)油而改為收油時，呼出的即是頂部含油氣濃度較低的混合氣體，從而降低損耗的目的。

有資料表明，安裝呼吸閥擋板的油罐，可減少油品蒸發(fā)損耗20-30%。②

6.規(guī)范工藝操作

首先應(yīng)監(jiān)測好輕質(zhì)油罐溫度及裝置來油溫度，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)及時匯報，聯(lián)系裝置調(diào)整油品出裝置溫度。其次油罐盡量滿罐儲存，減少油氣空間，降低油品小呼吸損耗，同時盡量減少油品倒動，降低油品大呼吸損耗。油罐檢修處理要考慮高溫因素，盡量縮短浮盤落底時間，保證處理的連續(xù)性。

7.加強油罐及附件的維護(hù)保養(yǎng)

應(yīng)制定油罐的定期檢查保養(yǎng)制度，確保計量口、呼吸閥、液壓安全閥、泡沫發(fā)生器、浮盤密封及其它附件完好，使其正常發(fā)揮作用。避免油罐因密封不嚴(yán)引起油品蒸發(fā)損耗。

結(jié)語

綜上所述，油品蒸發(fā)損耗存在諸多原因，操作人員和技術(shù)人員應(yīng)及時掌握蒸發(fā)損耗的主要原因，采用行之有效的措施，并合理優(yōu)化操作技術(shù)，嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)規(guī)程和相關(guān)管理制度，可最大限度地降低損耗，提高企業(yè)經(jīng)濟效益?！?/p>

參考文獻(xiàn)

[1]熊奇，關(guān)于油品蒸發(fā)損耗的探討[J]，中外能源，2013，18（4）：89-92.

[2]童仲軒，石化儲罐應(yīng)用高效太陽熱反射涂料的研究[J]，江西石油化工，2004，16（3）：1-7.

[3]孫志剛，氮氣密封技術(shù)在石腦油儲罐的應(yīng)用[J]，石化技術(shù)，2012，19（3）：36-39.