降低油品储运蒸发损耗的措施.doc

降低油品储运蒸发损耗的措施1油品蒸发的危害油品在储运过程中，蒸发损耗量大约是原油加工量的0.2%0.34%。轻组分的挥发既降低了油品质量，同时大量的油蒸气散布在大气中，还会直接污染空气，给人们的身体健康造成危害。因此，降低油品的蒸发损耗是节能与环保的一个重要课题。2油品蒸发过程与特点2.1小呼吸损耗及其特点油品静止储存在油罐中，因昼夜气温变化而造成的蒸发损耗称之为小呼吸损耗。油罐小呼吸损耗具有如下特点。(1)油罐内温度的变化规律油罐内气体空间昼夜温度变化很大。白天气体空间受钢板的热辐射，其温度高于油罐周围大气的温度。据实测，气体空间的温度在径向是均匀一致的，而在纵向则不一致。白天上部高于下部，其差值可达2030；晚上，上下温差为510。油品表面层（约0.5m范围内）受上部气体空间影响，温度变化较大，白天油品表面层温度比油品内部温度高，晚上则相反。油品表面层和内部的温度差一般不超过5。表面层昼夜温度的变化值为其上部的气体空间昼夜温度变化值的20%40%。油品内部的温度基本上是均匀一致的，它在一天之内的变化一般只有13。大气温度和油罐内气体空间的温度均按正弦曲线变化，它们同时达到最大值和最小值。从日出到正午这段时间内升温最快，傍晚前降温最快。白天，油罐气体空间温度显著高于大气温度。(2)气体空间中油品蒸气浓度的分布规律气体空间中油品蒸气浓度的径向分布基本均匀，纵向则自上而下地增大。在油面上0.71m的范围内，浓度显著增大，且愈接近油面，浓度愈接近饱和值，这个大浓度层称为扩散层。在此大浓度层以上的整个气体空间，油品蒸气浓度较小，分布也比较均匀。罐内油品蒸气的浓度昼夜之间也发生变化，白天温度高则浓度大，晚上温度低则浓度小。2.2大呼吸损耗及其特点油罐收发油时，因罐内液面的升降而造成的蒸发损耗称之为大呼吸损耗。当油罐收油时，液面不断上升，空气和油品蒸气的混合气体随着液面的不断上升而被挤出罐外，造成油品的损耗。当油罐发油时，液面不断下降，空气进入油罐内，使气体空间中油品蒸气的浓度下降，这又将促使液面进一步蒸发。在发油停止后，随着蒸发的进行，油罐内压力又将回升，不久又将出现向外呼吸现象（称之为回逆呼出），它也是大呼吸损耗中的一部分。油罐收发作业的特点是：收发量每次都比较大，作业时间长。收发油时液面平稳升降而无明显的扰动，液面上的油品蒸气大浓度层不易遭到破坏。3降低油品储运蒸发损耗的措施3.1优化操作，降低损耗操作中尽量将油品集中存储，并将油罐收油至收油高度上限，不要分散在许多油罐中，这样可减少气体空间的总体积。在温度发生变化时就可以降低小呼吸损耗。油罐的量油取样作业应尽可能在清晨或傍晚进行。因为这时没有温度的急剧升降，且油罐内外的温度和压力较接近，打开量油孔不会有严重的呼吸现象。目前，我公司储运罐区油罐计量都采用自动化仪表计量，出厂计量采用先进流量计计量为准，很大程度减少了油气蒸发损耗及检尺采样产生的静电安全隐患。油罐的收发油作业时间长，油罐内既有液面的升降，又有气体空间的温度变化，即大呼吸与小呼吸共同发挥作用。如果收油过程正是温度迅速上升的时候，一方面油罐内气体不断膨胀，液面蒸发加快，另一方面液面不断上升。这样油罐内逸出的气体体积将显著大于同时间的进油体积，加大了蒸发损耗。如果在降温时收油，油罐内气体收缩，蒸气分子凝结加快，这样液面上升时从油罐内排出的气体体积将小于进油体积，损耗将减少。显然，傍晚至午夜降温较快的时间收油较为有利。在条件允许的情况下，争取在发油不久后就收油，且尽可能加大泵流量，一方面油罐内上部为新鲜空气，另一方面油品来不及大量蒸发，使排出油罐外的混合气体中油品蒸气的浓度较低，大呼吸损耗就较小。收油时应尽量一次连续收完，不要间断地分几次收油。否则，会因油品的不断蒸发而使大呼吸损耗增加。发油时尽可能慢一些，让液面蒸发的时间长一些，气体空间中的油品蒸气浓度不致于下降太大，以减少发油终了后出现的回逆呼出损耗。油品装车因时间短、速度快，油温来不及有明显的变化。而槽车内气体温度昼夜变化很大，白天高于油温，夜间低于油温。在装车过程中，从液面蒸发出来的油品分子，不仅以扩散方式向上运动，而且还由于上下温差形成自然对流。白天车内气温高于油温，液面上的蒸气大浓度层受油温的影响，它的温度低于上部气体的温度，因而不能形成对流。晚上装车时，液面上的蒸气大浓度层的温度高于上部气体的温度，形成向上的对流运动，车内气体空间中的蒸气浓度增大。随着对流运动的进行，大浓度层中的许多油品分子进入上部气体空间，液面的蒸发现象将更剧烈地进行。因此，晚上装车的损耗反而比白天装车损耗大。3.2发展浮顶和内浮顶油罐，改进密封装置油罐的罐顶漂浮在油罐内液面上，随液面的升降而升降，这样的罐顶即为浮顶。由于浮顶与液面间基本上无气体空间存在，即浮顶将液面与空气隔开，液面的蒸发表面不存在了，油品无法蒸发。故利用浮顶基本上消除了蒸发损耗。只有浮顶的罐即为浮顶罐，它用于原油及高挥发性油品的储存。在普通立式固定顶油罐内增加一个浮顶后即为内浮顶油罐。它兼有固定顶和浮顶油罐的优点，既能降低蒸发损耗，又可防止雨雪沙尘等侵人，适用于质量要求严格的挥发性油品的储存。不仅新建油罐可以采用，已建成的普通立式油罐也可加设浮顶而改建成内浮顶油罐。近年来国内新建的原油和轻质油罐全部为浮顶或内浮顶油罐，若干石油化工企业将原来储存轻油的固定顶油罐也改造为内浮顶油罐。内浮顶罐和拱顶罐蒸发损失标定对比见表1。表1蒸发损失标定对比表工厂位置油罐类型储存介质油气平均浓度g/cm3进油量t进油体积m3油损失量kg/次油损失率%小呼吸损失量t/a大呼吸损失量t/a总损失量t/a总损失降低率%北方地区内浮顶罐石脑油3.6635074369160.000461.1640.81.96497.5拱顶罐石脑油215.334344512.3977.70.028129.148.978南方地区内浮顶罐汽油153275.3454969.920.00213.843.457.2998.5拱顶罐汽油1254.43297.445358083.80.276.9404.2481.1由此可见，储存轻质油品的油罐利用浮顶可十分显著地降低油品蒸发损耗。各种类型的浮顶油罐其结构大致相同，只是浮顶与罐壁间的密封装置存在着差异，而浮顶油罐的防损耗能力关键在于密封装置的效果。由于罐壁上下几何尺寸难免有差异，为了使浮顶上下浮动自由，不被罐壁卡住，在浮顶与罐壁之间留有200300mm的环状间隙。为了防止这一环状间隙的液面产生蒸发损耗，在沿浮顶的外周设计了各种形式的密封装置。密封装置有3种形式，即机械密封、弹性密封和管式密封。机械密封由于密封构件下面存在一定的油气空间，又不能严密封闭环状间隙，故有一定的蒸发损耗；另外其结构复杂，易损坏，目前已很少采用。弹性密封由于其外形可变，从而解决了因大型浮顶油罐罐壁的径向几何尺寸差异较大而密封不好的难题；由于考虑了耐油问题，可使密封材料部分浸没在液面以下，从而消除了密封装置下面的环状油气空间，减少了油品的蒸发损耗。根据有关测定资料结果表明：机械密封的浮顶油罐浮顶上的油气浓度为75.7mg/L，改为弹性密封后浮顶上的油气浓度为7.5mg/L，受弹性材料的弹性限度等因素的影响，弹性密封装置仍然有一部分油气通过密封与罐壁之间微小的间隙外溢至浮顶上。锦州石化公司新建4台五万立方米原油罐采用了二次密封装置，封住从密封与罐壁之间溢出的油气，进一步降低了油品的蒸发损耗。根据对5000m3的汽油浮顶罐密封改造前后蒸发损失比较得出：弹性密封加二次密封比机械密封的蒸发损耗一年要减少9887kg。可见，改进密封能显著降低蒸发损耗。由于弹性材料一旦老化，就失去弹性而变形，为了解决这个问题，一些大型浮顶油罐采用管式密封装置，即用耐油尼龙橡胶制成与浮顶和油罐壁之间的环状间隙尺寸相同的环状圆筒，管内根据当地气温条件及罐装油品性质选用轻柴油或水作填充液。当浮顶浮动时，挤压环状圆管，管内液体被挤压至浮顶与油罐壁间隙较大的一侧，填充其增大了的间隙，避免了密封材料压缩变形的缺点，密封效果理想。内浮顶油罐的密封装置采用耐油橡胶制成，其工作原理同外浮顶油罐。3.3采用氮封炼厂储罐大都建造在室外，为使这些油品或产品不与空气中的氧气接触，减少油品损耗，常采用罐顶充氮气法，使之与外界隔绝。当储罐液面下降压力降低时，向罐内补充氮气，当储罐液面上升压力增加时，停止补充氮气，同时被压缩的氮气从呼吸阀适量排出，从而始终保持罐内的氮气压力微量正压（压力一般在4001000Pa之间）。只有这样才能做到既隔绝空气，又保证储罐不变形。我公司新建6台芳烃内浮顶罐采用氮封设计，投用使用后效果较好，油罐氮封不但防止因产品蒸发而带来损失，避免有毒，可燃气体的泄漏，而且防止产品变质、防止易爆混合气体的形成。src=/UploadFiles/20140000/201412/Tech/201412514358.jpg/3.4其它措施(1)采用密封装车，设置油气回收装置。灌装汽油时使罐车处于密封状态并保持一定压力，逸出的含油气体用柴油吸收，实践表明回收率可达80%90%。(2)防止油罐顶自然通风。油罐破损、采光孔打开、通气孔不在一个高度等造成孔眼不在一个高度，因气体密度不同将发生流动，新鲜空气从上部孔眼进油罐，油罐内混合气体从下部孔眼逸出。它不仅使油品蒸气大量逸出油罐外，而且还加速液面蒸发，由此造成的损耗是很严重的。在油罐的开孔和维修方面必须引起高度重视，杜绝油罐顶自然通风。(3)水喷淋冷却。在夏季高温期，对储存柴油等轻质油的拱顶油罐采取水喷淋冷却，一个储量为80%的柴油罐，经淋水试验，夏季可减少损耗近90%。但是消耗了大量的水，还会加速罐体的腐蚀，对油罐基础产生影响。4结论通过以上对降低油罐的蒸发损耗方法分析后，可以得到以下结论：(1)浮顶油罐在降低油品损耗上有其它方法不可比拟的优点。即使对于蒸发损耗小的油品，在油罐寿命周期内内浮顶在经济上也是合算的。(2)优化工艺操作，尽量拱顶油罐将油收至安全上限，减少油气空间。(3)加强罐区设备管理，严格执行操作规程。目前我公司罐区管理中，为防止油罐抽瘪事故发生，将拱顶罐顶透光孔垫起，冬季将检尺口打开的措施增加了油品损耗，是不可取的。(4)提高油品管道输送量，减少火车、汽车运量，减少输转损耗。(5)异丙醇、120#溶剂油、6#抽提油等小品种易挥发油品应可能在夜间收油，目前我车间也正是执行这种收油形式。(6)尽量利用西山罐区高差实现自压装车，不但减少大呼吸损耗，而且还能节约电能及机泵维修成本。(7)芳烃、含H2S油品、加氢原料罐最好采用氮封，不但减少油品损耗，防止空气污染，而