油品蒸发的产生及其危害.doc

油品蒸发的产生及其危害大型炼厂、油库及加油站在石油及其产品的收发过程中，不可避免的会带来油品的挥发，造成油气的损耗。损耗中的物质主要是油品中较轻的组分，因而油品蒸发损耗不仅造成数量损失，还造成质量下降；同时散失在大气中的油蒸气不仅造成大气污染，而且更重要的是在局部地区构成了潜在的火灾危险。1、油品数量损失根据现场实测，油品灌装时质量损耗率一般可达1，经济损失严重。2、质量损失原汽油与回收汽油性能比较（当地大气压：102.33kPa）比较项目新鲜汽油用过汽油回收汽油GB/T6536 指标密度（20），kg/m3736.3779.0658.9馏程初馏点，不低于42.576.032.010% 馏出温度，不高于64.0101.038.57020% 馏出温度，不高于73.5115.041.030% 馏出温度，不高于83.0122.044.040% 馏出温度，不高于96.5126.046.050%馏出温度，不高于112.0140.049.012060%馏出温度，不高于123.5148.052.070%馏出温度，不高于141.0156.056.080%馏出温度，不高于160.0166.062.090%馏出温度，不高于179.0180.074.0190干点，不高于201.0205.0199.0205残留量，%不大于1.21.5023、环境污染不同浓度的烃蒸汽对人的损害烃浓度/gm-3危害状况3849短期接触咳嗽，眼、咽喉有刺激症状，长期接触能引起昏眩及死亡2530长期接触有生命危险1020有急性中毒症状9.511.5有明显的粘膜刺激等3.23.9鼻及咽喉有刺激症状，少数人步态不稳0.61.6部分人有头疼、咽喉不适、咳嗽及粘膜刺激症状以文本方式查看主题-中国安全生产论坛(/index.asp)-安全技术资料(/list.asp?boardid=38)-石油库静电危害及预防(/dispbbs.asp?boardid=38&id=10506)-作者：逐月-发布时间：2009-8-18 14:46:00-石油库静电危害及预防石油库是储存、收发、中转石油产品的基地，所储存的汽油、煤油、柴油等油品，大都属于易燃或可燃液体，这些物质所挥发的蒸气与空气混合会形成爆炸性混合气体，如遇有足够的能量点火源，就会引起会爆炸。在石油库发生火灾的原因中，静电是火灾主要因素之一，当带电体与不带电体或静电电位很低的物体接近时，就会发生放电现象，并产生火花，静电放电的火花能量达到或在大于周围可燃物的最小点火能量，而且可燃物在空气中的深度或含量也已在爆炸极限范围内时，就能立即引起燃烧或爆炸。因此，研究静电产生的原因，掌握静电积聚、消散以及预防措施，对石油库安全十分必要的。 一、静电的产生静电是指在一定空间、容器或表面上存在的正负电荷，它与动电荷的区别是静电处于相对静止状态，可以长时间保持,在有适当的放电间隙就会释放。油品在储、运、灌、加的过程中，不可避免地发生搅拌、沉降、过滤、摇晃、冲击、喷射、飞溅以及流动等接触、磨擦、分离的相对运动而产生静电积聚。油品在流动过程中，静电的多少不仅取决于静电的产生，还取决静电的消散。当静电荷的产生速度高于静电荷的消散速度时，便形成同性电荷的积聚。油库的油品属于低电导率物质，汽油电阻率为2.5*1013,煤油、柴油的电阻率为7.3*1014，都比较容易产生和积聚静电。油品产生静电的类型按其状态可分为3种：1、油品与固体之间的静电，如油品在管道中流动、搅拌、固体颗粒在油品中沉降产生的静电；2、油品与气体之间的静电，如油品从管道口或喷嘴喷出、气泡在油品中上升产生的静电；3、油品与不相容液体之间的静电，如水滴在油品中沉降、高压水冲洗储罐产生的静电。按机械运动形式分为6种：1、流动带电。低电导率的轻质油品在管道中流动，油品与管道壁发生磨擦运动，使油品带有静电荷。2、喷射带电。油品从管口或喷嘴高速喷出时，粒子和喷嘴之间存在迅速接触和分离过程，接触时界面处形成双电层，分离时粒子把双电层中的一层电荷带走，另一层电荷留在喷嘴上，结果使微粒和喷嘴上分别带上正电荷和负电荷。3、油品冲击、飞溅带电。轻质油品从顶部孔口注入储罐、油罐车内，油粒下落后对罐壁发生冲击，引起飞溅、气泡和雾滴而带电。4、液体的沉降带电。由于油品含有固体颗粒和水分等杂质，这些颗粒或水滴向下沉降使油品带电。5、人体带电。人体活动时，衣服与衣服、人体与衣服、鞋底与地面的磨擦而使人体带电。6、感应带电。带电体与绝缘导体互相靠近而使绝缘导体带电。二、静电的消散与积聚由于油品本身存在着电阻和对地电容，所以静电荷积聚是必然的。静电荷的积聚与许多因素有关，主要取决于油品本身的导电系数和大气湿度。油品的导电系数越大，静电荷消散越快，越不容易积聚；油品越纯，导电系数就越小，越容易积聚。轻质油品导电系数都很小，因而也较容易造成静电积聚。由于空气中的水分能导走静电，因此大气温度越大，油品静电消散就越快，。三、静电的放电条件静电放电以静电积聚为前提，而被积聚的静电只有同时具备以下条件时才能构成放电作件：积聚起来的电荷能形成具有足以引起火花放电的静电电压；有合适的放电间隙；有电位差，所以预防静电危害要从静电产生的条件着手，消除或减少静电放电条件。四、预防静电危害措施静电危害起因于静电火花，静电危害中最严重的静电放电引起可燃物的起火和爆炸。人们常说，防患于未然，防止产生静电的措施一般都是降低流速和流量，改造起电强烈的工艺环节，采用起电较少的设备材料等，另外提高管线光滑度，也可减少静电产生。目前消防静电最简单又最可靠的办法是用导线把设备接地，这样可以把电荷引人大地，避免静电积累。防止静电危害的原则是要控制静电的产生和要防止静电的积累，控制静电的积累要求设法加速静电的泄漏，使静电不超过安全限度，控制静电的产生主要是控制工艺过程和合理选择工艺过程所用的材料。接地、增湿、加入抗静电剂等均属于加速静电泄漏的方法，目前，石油库主要是通过艺控制和对设备设施有效接地来加速静电泄漏。工艺控制法就是在工艺流程、设备结构、材料选择和操作管理等方面采取措施，以达到限制静电的产生或控制静电的积累，从而达不到危险的程度。（1）限制输送速度降低液体输送中的磨擦速度或液体物料在管道中的流速等工作参数，可限制静电的产生，特别是收发转作业过程中初始阶段，要严格控制流速，初速度不大于1m/s，正常作业流速不大于4.5m/s，以减少静电的产生。另外在收发转作业过程中要防止喷溅式作业，在铁路槽车、陆路油罐车装油过程中，装油鹤管要插入罐车底部，距离底部不应大于20cm，有条件的使用两节鹤管以确保鹤管能触接罐车底部。在进行管线吹扫时，要控制吹扫速度，有条件使用子弹头吹扫，以减少静电产生，并且必须使用氮气。（2）加快静电电荷的逸散在产生静电的任何工艺过程中，总是包含着产生和逸散两个区域。逸散就是指电荷自带电体上泄漏消散。对油罐、管线、过滤器、流量计、鹤管以及管线分支管等处使用导静电接地线，发油软管两头金属丝须与管道做可靠连接，这样能有效的导除静电，油罐防静电装置与防雷装置共用，电阻值要符合规范要求，不大于10欧，但每半年进行检测阻值时，要对接触面进行清理，清除接触面的铁锈杂质，另外对于拱顶油罐的机械呼吸阀盘和浮项油罐浮盘与罐体要做可靠连接，而且在平时呼吸阀维保和油罐清罐时要注意检查。库区管线阀门、法兰连接处使用四孔螺栓的，应按规定作电气跨接，地上敷设的输油管线始端、末端、分支处以及直线段每隔200300m处，应设置防静电接地装置，接地电阻不宜大于30欧，接地线应做可拆装连接。缓冲器它是用来输送液体物料时，利用流速减慢时消散显著特点，使带电液体通过管道中进入储罐之前，先进入缓冲器内缓冲一段时间，这样就可使大部分电荷在这段时间里逸散，从而大大减少了进入储罐的电荷。静置时间，经输油管注入储罐的液体带入一定的静电荷，由于同性相斥，液体内的电荷将向器壁、液面集中并泄入大地，此过程需一定时间，所以石油产品在装船、装车、输入储罐后，应静置一段时间后才能进行提鹤管、拆皮龙、检尺、采样等工作。静置时间应符合相关规定，油船装油结应静止10分钟以上，装卸罐车用鹤管应静止2分钟以上、轻质油品在输入油罐结束后应有30分钟以的稳油时间，以便能有效的导除静电。消除杂质，油罐或管道内混有杂质时，有类似粉体起电的作用，静电的产生量将增大，油品采用空气调和也很不安全的，石油产品在生产输送中要避免水、空气及其他杂质与油品之间以及不同油品之间相互混合，禁止对装过高挥发性产品的油罐注入低挥发性油品。要控制人体静电，最有效的措施是让人体与大地相“连接”即“接地”。因此，人要穿上防静电鞋。要保持人体与大地相连消除人体静电，所以在进入生产作业场所前，要穿好防静电工作服和鞋。在进入油罐车发货档口、油罐区、码头作业区、油泵房等易燃易爆危险区域，必须先触摸人体静电释放球，释放人体静电，并且在这些场所应禁止脱衣、脱帽等行为，减少人体静电产生。另外，在油船、油罐车收发作业环节上，必须遵守作业指导书规定，先对油船、油罐车进行可靠接地，特别是油罐车接地点要与罐车横梁连接，这样释放静电比较彻底，绝对禁止静电接地夹在有绝缘垫隔开的接地端，并且做到装油前先接地后接管，装油后先拆管后拆静电接地线，确保产生的静电能及时导走。目前，油库发货场普遍采用老式的发货装置，没有油气回收，油蒸气在发货场积聚较多，易形成爆炸性混合气体，所以在发货场做好防静电工作尤为重要。参考文献：1、唐洪舰 浅谈石油库静电的危害与预防2、石油库设计规范GB50074-2002 2003-03-013、中石化HSE检查标准4、中国石油新闻中心 浅谈静电的产生危害与预防 2007-5-235、宋生奎 石油储运行业须慎防静电危害主要包括：储罐大、小呼吸损失、油品的跑冒滴漏和装车损失。 1、储罐大呼吸损失 大呼吸是指油罐进发油时的呼吸。油罐进油时，由于油面逐渐升高，气体空间逐渐减小，罐内压力增大，当压力超过呼吸阀控制压力时，一定浓度的油蒸气开始从呼吸阀呼出，直到油罐停止收油，所呼出的油蒸气造成油品蒸发的损失。 油罐向外发油时，由于油面不断降低，气体空间逐渐减小，罐内压力减小，当压力小于呼吸阀控制真空度时，油罐开始吸入新鲜空气，由于油面上方空间油气没有达到饱和，促使油品蒸发加速，使其重新达到饱和，罐内压力再次上升，造成部分油蒸气从呼吸阀呼出。影响大呼吸的主要因素有： (1)油品性质。油品密度越小，轻质馏分越多，损耗越大； (2)收发油速度。进油、出油速度越快，损耗越大； (3)油罐耐压等级。油罐耐压性能越好，呼吸损耗越小。当油罐耐压达到5kPa时，则降耗率为25.1%，若耐压提高到26kPa时，则可基本上消除小呼吸损失，并在一定程度上降低大呼吸损失。 (4)与油罐所处的地理位置、大气温度、风向、风力及管理水平有关。 采取的措施：本项目存储的油品为原油，较汽油和柴油挥发性低，各个储罐管道互通相联，同时采用内浮顶罐，因此原油大呼吸损失量较少。 2、储罐小呼吸损失 油罐在没有收发油作业的情况下，随着外界气温、压力在一天内的升降周期变化，罐内气体空间温度、油品蒸发速度、油气浓度和蒸汽压力也随之变化。这种排出石油蒸气和吸入空气的过程造成的油气损失，叫小呼吸损失。小呼吸损失的影响因素主要有以下几点： (1)昼夜温差变化。昼夜温差变化愈大，小呼吸损失愈大。 (2)油罐所处地区日照强度。日照强度愈大，小呼吸损失愈大。 (3)储罐越大，截面积越大，小呼吸损失越大。 (4)大气压。大气压越低，小呼吸损失越大。 (5)油罐装满程度。油罐满装，气体空间容积小，小呼吸损失小。 采取的措施：本项目存储的油品为原油，各个储罐管道互通相联，同时采用内浮顶罐，在夏季定时会有冷却水喷淋，防止小呼吸产生，因此原油小呼吸损失量较少。 3、储罐附件不严密造成损耗 储罐附件不严密造成损耗。 采取的措施：加强油罐附属设备的维修、保持油罐的严密性、改进油罐的操作管理，当作最廉价而又十分有效的减少损耗，防止污染的措施。对阻火器、液封油、机械呼吸阀瓣、消防泡沫玻璃室、量油孔，每年彻底检查两次，做到气密性符合要求。尽可能使油罐装满到允许程度，充满程度越低，损失越大。 4、油品装车损失 油品装车损失主要指油品向汽车槽车装油过程产生的损失。防止装车损失的方法，是采用浸没式装车、密闭装车和设置油气回收设施。一般飞溅式装车比浸没式装车损耗高二倍以上。5、排放量计算 5.1 呼吸排放 呼吸排放是由于温度和大气压力的变化引起蒸气的膨胀和收缩而产生的蒸气排出，它出现在罐内液面无任何变化的情况，是非人为干扰的自然排放方式。 固定顶罐的呼吸排放可用下式估算其污染物的排放量： LB=0.191M（P/（100910-P）0.68D1.73H0.51T0.45FPCKC (1) 式中：LB固定顶罐的呼吸排放量（Kg/a）； M储罐内蒸气的分子量； P在大量液体状态下，真实的蒸气压力（Pa）； D罐的直径（m）； H平均蒸气空间高度（m）； T一天之内的平均温度差（）； FP涂层因子（无量纲），根据油漆状况取值在11.5之间； C用于小直径罐的调节因子（无量纲）;直径在09m之间的罐体，C=1-0.0123(D-9)2 ; 罐径大于9m的C=1； KC产品因子（石油原油KC取0.65，其他的有机液体取1.0） 5.2工作排放 工作排放是由于人为的装料与卸料而产生的损失。因装料的结果，罐内压力超过释放压力时，蒸气从罐内压出；而卸料损失发生于液面排出，空气被抽入罐体内，因空气变成有机蒸气饱和的气体而膨胀，因而超过蒸气空间容纳的能力。 可由下式估算固定顶罐的工作排放 LW=4.18810-7MPKNKC 式中：LW固定顶罐的工作损失（Kg/m3投入量） KN周转因子（无量纲），取值按年周转次数（K）确定。 K36,KN=1 36K220, K220,KN=0.26 石油储罐油气蒸发损耗的成因、危害及对策作者：闫啸来源：中国安全科学学报发布时间：2006-11-21 15:12:10减小字体 增大字体 轻轻一点，立刻拥有一本安全工具书！收藏本篇文章，方便以后查看【摘要】油气蒸发威胁安全，蒸发的油蒸气易引发爆炸，从而导致油罐爆炸着火。油蒸气是气相烃类，属有毒物品，漂浮地面易致人窒息。油蒸气还易形成光化学烟雾的二次污染物。由于油蒸气的蒸发损耗，全世界每年散失于大气中的油气约为1108 吨，折合人民币2400亿元。因其所蒸发的都是油料中的最轻组分且油气蒸发还严重影响成品油质量。笔者分析了油气蒸发损耗的危害、产生原因及各种影响因素，并提出了降低油气蒸发损耗的对策。【关键词】减少油气蒸发损耗对策 Cause of Formation of the Loss Due to Oil Vaporization from Oil Tank,Its Hazardous Effects and CountermeasuresYan Xiao(Dept., of Safety Inspection, National Bureau of Oil-Gas Pipeline)AbstractVaporizaqtion of the oil gases threatens safety. The vaporized oil gases are easy to induce explosion, and so to induce fire in the tank area. The gases are gascous hydrocarbons. They are toxic when floating on the ground to cause suffocation. They are also easy to form smog. Worldwidely,about 1108T/yr,oil gases are vaporized and dispecrsed into the atmosphere, cost about RMB 240 billion. Since the vaporized fractions are the lightest ones, the quality of the product oil will be damaged also. The cause of formation of the loss due to oil vaporization, its hazardous effects and various influential factors are analyzed, and countermeasures for reducing this loss are put forward.Key words：ReductionOil gasVaporization lossCountermeasure1引言随着科学技术在石油工业中的应用，石油勘探、开发过程中的安全生产问题正在逐步得以解决。但是，在石油储运过程中，由于工艺技术、设备和管理等方面的原因，石油的一部分较轻的组分逸入大气，造成损失，此现象称为油气的蒸发损耗。油气蒸发损耗是缓慢而持续进行的，而且这种损耗形式表现得非常隐蔽。加之管理部门对油气的损耗没有明确要求和指标约束，损耗量的大小常常被计量误差所掩盖。因而未引起部分主管人员的重视。但是，调查资料表明，油气蒸发损耗的累计数量是十分惊人的。根据1995年国际石油会议报道：在美国，油气蒸发损耗数量约占原油产量的3%；1975年前苏联石油化学工业部所属企业的调查表明，油气蒸发损耗数量约占原油产量的2.47%。1980年，我国对11个石油企业的测试结果表明，油气蒸发损耗数量约占原油产量的2%。这些数据表明，油气蒸发损耗的数量确实相当可观。若以总耗率为3%估算，全世界每年散失于大气中的油气约为1108 吨，几乎相当于我国一年的原油产量。2油气蒸发带来的危害2.1油气蒸发威胁安全油蒸气与空气混合，可形成爆炸混合物，且易在低洼、不通风的地方积聚。当油气混合物中，油蒸气含量达到爆炸极限浓度时，容易引发爆炸。1976年7月28日，一座30000m3的油罐遭雷击被烧毁，油库守备战士亲眼目睹了雷电击毁油罐的经过。由于油蒸气通过呼吸阀呼出后积聚在呼吸阀周围，呼吸阀又高出罐顶，因此，首先是滚动的雷电火球在油罐呼吸处放电起火。大火烧起后，几十辆消防车赶赴现场救火都无济于事，眼看大火把油罐烧毁。2.2油蒸气污染大气油蒸气是气相烃类，属有毒物品，因其密度大于空气而漂浮于地面之上，易致窒息。另外，油蒸气还容易形成更大危害的光化学烟雾的二次污染物氮氧化物。这种情况，随着环境保护要求的提高，所引起对大气的污染越来越受到人们的重视。2.3浪费宝贵的能源由于油蒸气的蒸发损耗，全世界每年散失于大气中的油气约为1108吨，按市场牌价2400元/吨计算，折合人民币2400亿元，经济损失相当严重。2.4降低了油料质量蒸发的都是油料中的最轻组分油气蒸发还会严重影响成品油质量，甚至使合格油料变成不合格。如汽油蒸发损失，造成起动性能变差，抗爆性下降。此外，还将加速汽油氧化，增加胶质，降低辛烷值，而辛烷值的降低会使燃料在发动机中燃烧时抗爆性能变差。3油气蒸发损耗的成因引起油气蒸发损耗的原因主要有：油温变化；油罐顶壁同液面间体积大小；油罐罐顶不严密；油罐大小呼吸等。 3.1温度变化油气储存过程中，当温度升高时，罐内油气体积膨胀，部分油气蒸发出罐外，当温度降低时，罐内油气减少，罐外部分空气进入罐内。另外，储存温度愈高，油气蒸发愈严重。3.2油罐上方空间的影响油罐中装油量越少，相对蒸发损失越大。实验表明，在相同温度和密封条件下，储存同一种汽油，装油量为油罐容积20%时的蒸发损失比装油量为油罐容积95%时大8倍。3.3油罐严密程度 如果，罐顶不严密，有孔眼，且孔眼不在同一高度，则罐内外气体因比重不同将发生对流，形成自然通风。造成油罐自然通风损耗的原因有：油罐破损；冬天因防冻结取下呼吸阀阀盘；液压阀未装油封或油封被吹掉；采光孔或量油孔被打开而未及时关上等造成的蒸发损耗严重，不仅使油蒸气大量逸出罐外，而且会加速液面蒸发。据推算，一个容量为5000m3 的油罐，因自然通风，一个月损耗汽油53吨，或损耗原油28吨。笔者在一些油气储运单位进行安全检查时发现，不少单位对油罐及其附件缺乏严格管理，液压安全阀缺油封，量油孔、透光孔常开的现象时有发生，造成油气蒸发损耗惊人。3.4油罐大呼吸大呼吸是指油罐进发油时的呼吸。油罐进油时，由于油面逐渐升高，气体空间逐渐减小，罐内压力增大，当压力超过呼吸阀控制压力时，一定浓度的油蒸气开始从呼吸阀呼出，直到油罐停止收油，所呼出的油蒸气造成油品蒸发的损失。油罐向外发油时，由于油面不断降低，气体空间逐渐减小，罐内压力减小，当压力小于呼吸阀控制真空度时，油罐开始吸入新鲜空气，由于油面上方空间油气没有达到饱和，促使油品蒸发加速，使其重新达到饱和，罐内压力再次上升，造成部分油蒸气从呼吸阀呼出。影响大呼吸的主要因素有：1)油品性质。油品密度越小，轻质馏分越多，损耗越大；2)收发油速度。进油、出油速度越快，损耗越大；3)油罐耐压等级。油罐耐压性能越好，呼吸损耗越小。当油罐耐压达到5kPa时，则降耗率为25.1%，若耐压提高到26kPa时，则可基本上消除小呼吸损失，并在一定程度上降低大呼吸损失。4)与油罐所处的地理位置、大气温度、风向、风力及管理水平有关。3.5小呼吸损失油罐在没有收发油作业的情况下，随着外界气温、压力在一天内的升降周期变化，罐内气体空间温度、油品蒸发速度、油气浓度和蒸汽压力也随之变化。这种排出石油蒸气和吸入空气的过程造成的油气损失，叫小呼吸损失。有资料表明：一座10000m3的地上金属油罐储存汽油一年，小呼吸损失可达117吨，损耗率为1.7%。小呼吸损失的影响因素主要有以下几点：1)昼夜温差变化。昼夜温差变化愈大，小呼吸损失愈大。2)油罐所处地区日照强度。日照强度愈大，小呼吸损失愈大。3)储罐越大，截面积越大，小呼吸损失越大。4)大气压。大气压越低，小呼吸损失越大。5)油罐装满程度。油罐满装，气体空间容积小，小呼吸损失小。4减少蒸发损耗的对策4.1严格设备和工艺管理加强设备维护保养，严格执行操作规程，是减少油气损耗的重要保证。重点保障油罐的严密情况，特别是机械呼吸阀、液压安全阀。如果，采用人工检尺计量，应尽可能在储油罐内外压差最小的清晨或傍晚量油。采用密闭装车技术，减少装车损耗。4.2选用反射效应大的油罐涂料油罐外表涂料对罐内温度影响很大。据对同样大小容积的银灰色、绿色、天蓝色、黑色的4个50m3的卧式油罐同时测定罐内温度，结果分别为11、14.7、20.3、30；又同样在上述四种不同颜色的卧式油罐中装满汽油储存一年后，其蒸发损失分别为460Kg、550Kg、590Kg、680Kg。银灰色油罐蒸发损耗率为1.3%,而黑色油罐的蒸发损耗率为1.9%以上。4.3淋水降温阳光辐射的80%，是通过罐顶导入罐体，经测定，罐顶淋水降温可降耗20%，但淋水不能时淋时停，否则罐内温度会忽高忽低，小呼吸次数增加，非但不能降耗，反而会加大损耗。4.4增加隔热层如果安装反射隔热板，采用非金属油罐及覆土油罐等措施。据测，2000 m3的油罐增加隔热层可降耗50%。4.5加强收发油和储存管理加强收发油和储存管理，尽量保持高液位储存，减小气体空间和蒸发面积。另外减少油品输转，适时收发油，控制收发油速度等。如将1000m3的汽油，储存于设计能力为1200m3的油罐内，蒸发表面积为89m2, 每月蒸发损失为574 Kg；假设分别储存于设计能力为400 m3的三个油罐内，蒸发表面积为135m2, 每月损失872 Kg；蒸发损失为前一种情况的1.52倍。4.6采用压力储罐目前，广泛采用的是具有加强结构的立式圆柱形拱顶罐，其承压能力，大容积罐可提高到10kPa到20kPa，小容积罐可提高到30kPa到40kPa。4.7安装挡板在呼