浅谈石油储运过程中的油气挥发

浅谈石油储运过程中的油气挥发

随着石油工业的快速发展，油气储存量逐年增加。同时，由于油气储存引起的油气蒸发不仅导致了油气蒸发的损失，而且造成了一些环境问题。因此,在当今油品收发作业日益频繁、能源供应日益紧张以及安全环保要求日益严格的情况下,油气挥发是急需解决的难题之一。1挥发油排放据统计,我国油气挥发损耗量为600×104t/a,其中80%以上来自储运中的挥发排放,仅成品油损失量就占161×104t/a,折合人民币约45亿元。而成品油在储运过程中挥发到大气中的油气主要是闪点小于45℃的易挥发性油品,如汽油、溶剂油、煤油等,这些油气的挥发,主要来自成品油储运过程中以下两个方面。1.1容器罐车等容器卸出会造成油气挥发油成品油输运过程是散发油气的重要环节。当成品油从油厂装入油轮、油罐车等容器时,会产生剧烈的扰动,造成大量的油气挥发。而当成品油从油轮、油罐车等容器卸出后,又会造成大量的油气挥发。这样,成品油从炼油厂到加油站,最后到用户,经过几次轮番输运,大量的油气会挥发到大气中,如果成品油在各级油库之间转运,灌装次数会更多,灌装过程大多是敞口作业,产生更多的油气都将直接排入大气。据有关部门试验测算,成品油输运过程中油气损耗率为.%,仅此一项,国家一年就要损失10亿元左右,而且这些油气直接排入大气,对环境的污染是无法估量的。1.2小呼吸损耗,油液两相损耗成品油在储存过程中的油气挥发主要来自储油罐的大呼吸损耗和小呼吸损耗。大呼吸损耗是指当油罐在收油时,油液位不断上升,罐内气体受到压缩而使压力升高,使得呼吸阀打开,混合气体随着液面的不断升高而排出罐外,造成损耗;当油罐在发油时,由于液位不断下降,使气体空间的容积不断增大,压力减小,当压力下降到呼吸阀的控制值时,呼吸阀打开,油罐吸入空气,使得气体空间的油品蒸气浓度下降,促使油面进一步蒸发,在结束发油后,罐内压力又逐渐上升,直至向罐外呼出气体,造成成品油损耗。小呼吸损耗是指由于昼夜温差变化,使得罐内的油气压力发生变化,当温度下降时,罐内气相压力降低,吸进罐外空气;当温度上升时,罐内气相压力升高,油气就会排到大气中去。根据有关部门多次实测,汽油大呼吸损耗约为0.8～1.4kg(t·次);汽油小呼吸损耗率约为0.70%～0.79%。由此可见,用固定顶油罐储存轻质油品损失是十分严重的。目前,减少成品油储存过程中油气损失的最好方法,是用浮顶油罐或内浮顶油罐。由于浮顶油罐和内浮顶油罐在液体上设有浮项,可大大减少油气空间的体积,抑制油气挥发,同时浮顶能够随着液位的升降而变化,降低了呼吸的损耗。2降低油气储存过程中暴露于油气的措施2.1常用的密封装置浮顶油罐的浮盘是随着罐内液面高度的变化而上下移动的,浮盘周围与罐壁间设有密封装置,油气通过密封装置和罐壁间的缝隙进入大气,密封装置的密封效果决定了油气的挥发量。因此,提高储油罐的密封性是降低油气挥发量的关键。储罐的密封装置通常为一次密封和二次密封组成的双重密封。一次密封从结构上可以分为以下3种类型。(1)充液管式密封。它属于不带有油气空间的安装方式,是一种非常理想的液面弹性密封。它通过在合成橡胶密封管内充入一定数量的液体,使其漂浮在油品液面上,实现密封。由于充液管内流体可以在360°圆周方向自由流动,随机填补环形缝隙,能够适应因储油罐变形而产生的环形间隙变化,最大限度地减少油气挥发量,因此,充液管式密封是密封效果最好的一次密封装置。(2)泡沫密封。这是目前普遍采用的密封方式,有带油气空间和不带油气空间两种安装方式,其密封效果低于充液管式密封。它通过在合成橡胶带中放置弹性泡沫体,以填补储油罐缝隙来降低油气挥发量。采用不带油气空间安装方式的密封效果优于带油气空间安装方式。(3)机械密封。这是通过一组称为“滑靴”的金属密封与罐壁保持接触来阻隔油气挥发的。由于金属密封环与罐壁间存在缝隙,油气易挥发,所以,机械密封已逐渐被前二种密封所取代。二次密封是依靠弹簧板的反弹力压紧罐壁,利用包覆在弹簧板上的软塑料品进行密封。加设二次密封可以进一步降低油品静止储存时的挥发损耗。2.2大幅度降低油气解决成品油灌装过程中的油气挥发,最根本的手段是采取油气回收措施,回收排放出的烃类气体,采用油气回收措施就是在成品油灌装集中的地点,设置油气回收系统,将灌装过程中产生的油气回收,通过装置恢复成液态,重新送入储罐。这样不仅可以大幅度降低油气排放量,而且具有明显的经济效益和环境效益。在油气回收方面,美国做得最好,不仅炼油厂和油库均采取了油气回收措施,而且所有加油站都建立了密闭卸油和加油系统,该系统可以将加油时从汽车油箱里排出的油气回收到地下储油罐,将向地下油罐卸油时排出的油气回收到油罐车里,使加油站基本无油气排放。目前,世界上的油气回收技术有三种,吸附法油气回收技术、吸收法油气回收技术和冷凝法油气回收技术,以这三种技术为核心又派生出了许多种油气回收技术,例如,吸收加吸附法、吸收加冷凝法、吸附加冷凝法等,并且已经大规模地投入工业化应用。2.3未采取油气回收措施造成的油气排放量关于烃类气体排放量,许多发达国家均制订了限制的相关法规。在美国,联邦法律规定,工业企业排放的气体中非甲烷烃类的含量不得超过35g/m3,而石化行业一般采用质量削减率大于85%的规定。所谓质量削减率,即采取油气回收措施后,减少的排放到大气中的油气量占未采取油气回收措施而造成的油气排放量的比率,其计算公式可以用下式来表示:式中R1———未采取油气回收措施而造成的油气排放量;R0———采取油气回收措施后的油气排放量。我国的《大气污染物综合排放标准》(GB16297—1996)规定,排放气体中非甲烷烃类气体的含量不得大于120mg/m3。这一规定远高于其它国家的规定,要达到这一标准难度非常大。我国目前还没有适用于石化行业的标准,国家应制定相关的法律法规来保护环境。3疾病疾病的种类成品油储运过程中的油气挥发不仅造成了资源的浪费,而且对大气造成严重的环境污染。烃类气体对人体的神经系统有损害,长期吸入含有烃类的气体,可以导致多种疾病。现在世界各国已意识到油气的散发对于环境的危害,纷纷制定法律,采取措施来限制