降低油品儲(chǔ)運(yùn)蒸發(fā)損耗的措施

降低油品儲(chǔ)運(yùn)蒸發(fā)損耗的措施降低油品儲(chǔ)運(yùn)蒸發(fā)損耗的措施 1 油品蒸發(fā)的危害 油品在儲(chǔ)運(yùn)過程中 蒸發(fā)損耗量大約是原油加工量的 0 2 0 34 輕組分的揮 發(fā)既降低了油品質(zhì)量 同時(shí)大量的油蒸氣散布在大氣中 還會(huì)直接污染空氣 給人們的身體健康造成危害 因此 降低油品的蒸發(fā)損耗是節(jié)能與環(huán)保的一個(gè) 重要課題 2 油品蒸發(fā)過程與特點(diǎn) 2 1 小呼吸損耗及其特點(diǎn) 油品靜止儲(chǔ)存在油罐中 因晝夜氣溫變化而造成的蒸發(fā)損耗稱之為小呼吸損耗 油罐小呼吸損耗具有如下特點(diǎn) 1 油罐內(nèi)溫度的變化規(guī)律 油罐內(nèi)氣體空間晝夜溫度變化很大 白天氣體空間受鋼板的熱輻射 其溫度高 于油罐周圍大氣的溫度 據(jù)實(shí)測 氣體空間的溫度在徑向是均勻一致的 而在 縱向則不一致 白天上部高于下部 其差值可達(dá) 20 30 晚上 上下溫差為 5 10 油品表面層 約 0 5m 范圍內(nèi) 受上部氣體空間影響 溫度變化較大 白天油品表面層溫度比油品內(nèi)部溫度高 晚上則相反 油品表面層和內(nèi)部的溫 度差一般不超過 5 表面層晝夜溫度的變化值為其上部的氣體空間晝夜溫度 變化值的 20 40 油品內(nèi)部的溫度基本上是均勻一致的 它在一天之內(nèi)的變 化一般只有 1 3 大氣溫度和油罐內(nèi)氣體空間的溫度均按正弦曲線變化 它 們同時(shí)達(dá)到最大值和最小值 從日出到正午這段時(shí)間內(nèi)升溫最快 傍晚前降溫 最快 白天 油罐氣體空間溫度顯著高于大氣溫度 2 氣體空間中油品蒸氣濃度的分布規(guī)律 氣體空間中油品蒸氣濃度的徑向分布基本均勻 縱向則自上而下地增大 在油 面上 0 7 1m 的范圍內(nèi) 濃度顯著增大 且愈接近油面 濃度愈接近飽和值 這 個(gè)大濃度層稱為擴(kuò)散層 在此大濃度層以上的整個(gè)氣體空間 油品蒸氣濃度較 小 分布也比較均勻 罐內(nèi)油品蒸氣的濃度晝夜之間也發(fā)生變化 白天溫度高 則濃度大 晚上溫度低則濃度小 2 2 大呼吸損耗及其特點(diǎn) 油罐收發(fā)油時(shí) 因罐內(nèi)液面的升降而造成的蒸發(fā)損耗稱之為大呼吸損耗 當(dāng)油 罐收油時(shí) 液面不斷上升 空氣和油品蒸氣的混合氣體隨著液面的不斷上升而 被擠出罐外 造成油品的損耗 當(dāng)油罐發(fā)油時(shí) 液面不斷下降 空氣進(jìn)入油罐 內(nèi) 使氣體空間中油品蒸氣的濃度下降 這又將促使液面進(jìn)一步蒸發(fā) 在發(fā)油 停止后 隨著蒸發(fā)的進(jìn)行 油罐內(nèi)壓力又將回升 不久又將出現(xiàn)向外呼吸現(xiàn)象 稱之為回逆呼出 它也是大呼吸損耗中的一部分 油罐收發(fā)作業(yè)的特點(diǎn)是 收發(fā)量每次都比較大 作業(yè)時(shí)間長 收發(fā)油時(shí)液面平穩(wěn)升降而無明顯的擾動(dòng) 液面上的油品蒸氣大濃度層不易遭到破壞 3 降低油品儲(chǔ)運(yùn)蒸發(fā)損耗的措施 3 1 優(yōu)化操作 降低損耗 操作中盡量將油品集中存儲(chǔ) 并將油罐收油至收油高度上限 不要分散在許多 油罐中 這樣可減少氣體空間的總體積 在溫度發(fā)生變化時(shí)就可以降低小呼吸 損耗 油罐的量油取樣作業(yè)應(yīng)盡可能在清晨或傍晚進(jìn)行 因?yàn)檫@時(shí)沒有溫度的急劇升 降 且油罐內(nèi)外的溫度和壓力較接近 打開量油孔不會(huì)有嚴(yán)重的呼吸現(xiàn)象 目 前 我公司儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)油罐計(jì)量都采用自動(dòng)化儀表計(jì)量 出廠計(jì)量采用先進(jìn)流量 計(jì)計(jì)量為準(zhǔn) 很大程度減少了油氣蒸發(fā)損耗及檢尺采樣產(chǎn)生的靜電安全隱患 油罐的收發(fā)油作業(yè)時(shí)間長 油罐內(nèi)既有液面的升降 又有氣體空間的溫度變化 即大呼吸與小呼吸共同發(fā)揮作用 如果收油過程正是溫度迅速上升的時(shí)候 一 方面油罐內(nèi)氣體不斷膨脹 液面蒸發(fā)加快 另一方面液面不斷上升 這樣油罐 內(nèi)逸出的氣體體積將顯著大于同時(shí)間的進(jìn)油體積 加大了蒸發(fā)損耗 如果在降 溫時(shí)收油 油罐內(nèi)氣體收縮 蒸氣分子凝結(jié)加快 這樣液面上升時(shí)從油罐內(nèi)排 出的氣體體積將小于進(jìn)油體積 損耗將減少 顯然 傍晚至午夜降溫較快的時(shí) 間收油較為有利 在條件允許的情況下 爭取在發(fā)油不久后就收油 且盡可能加大泵流量 一方 面油罐內(nèi)上部為新鮮空氣 另一方面油品來不及大量蒸發(fā) 使排出油罐外的混 合氣體中油品蒸氣的濃度較低 大呼吸損耗就較小 收油時(shí)應(yīng)盡量一次連續(xù)收 完 不要間斷地分幾次收油 否則 會(huì)因油品的不斷蒸發(fā)而使大呼吸損耗增加 發(fā)油時(shí)盡可能慢一些 讓液面蒸發(fā)的時(shí)間長一些 氣體空間中的油品蒸氣濃度 不致于下降太大 以減少發(fā)油終了后出現(xiàn)的回逆呼出損耗 油品裝車因時(shí)間短 速度快 油溫來不及有明顯的變化 而槽車內(nèi)氣體溫度晝 夜變化很大 白天高于油溫 夜間低于油溫 在裝車過程中 從液面蒸發(fā)出來 的油品分子 不僅以擴(kuò)散方式向上運(yùn)動(dòng) 而且還由于上下溫差形成自然對流 白天車內(nèi)氣溫高于油溫 液面上的蒸氣大濃度層受油溫的影響 它的溫度低于 上部氣體的溫度 因而不能形成對流 晚上裝車時(shí) 液面上的蒸氣大濃度層的 溫度高于上部氣體的溫度 形成向上的對流運(yùn)動(dòng) 車內(nèi)氣體空間中的蒸氣濃度 增大 隨著對流運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行 大濃度層中的許多油品分子進(jìn)入上部氣體空間 液面的蒸發(fā)現(xiàn)象將更劇烈地進(jìn)行 因此 晚上裝車的損耗反而比白天裝車損耗 大 3 2 發(fā)展浮頂和內(nèi)浮頂油罐 改進(jìn)密封裝置 油罐的罐頂漂浮在油罐內(nèi)液面上 隨液面的升降而升降 這樣的罐頂即為浮頂 由于浮頂與液面間基本上無氣體空間存在 即浮頂將液面與空氣隔開 液面的 蒸發(fā)表面不存在了 油品無法蒸發(fā) 故利用浮頂基本上消除了蒸發(fā)損耗 只有 浮頂?shù)墓藜礊楦№敼?它用于原油及高揮發(fā)性油品的儲(chǔ)存 在普通立式固定頂 油罐內(nèi)增加一個(gè)浮頂后即為內(nèi)浮頂油罐 它兼有固定頂和浮頂油罐的優(yōu)點(diǎn) 既 能降低蒸發(fā)損耗 又可防止雨雪沙塵等侵人 適用于質(zhì)量要求嚴(yán)格的揮發(fā)性油 品的儲(chǔ)存 不僅新建油罐可以采用 已建成的普通立式油罐也可加設(shè)浮頂而改 建成內(nèi)浮頂油罐 近年來國內(nèi)新建的原油和輕質(zhì)油罐全部為浮頂或內(nèi)浮頂油罐 若干石油化工企 業(yè)將原來儲(chǔ)存輕油的固定頂油罐也改造為內(nèi)浮頂油罐 內(nèi)浮頂罐和拱頂罐蒸發(fā) 損失標(biāo)定對比見表 1 表 1 蒸發(fā)損失標(biāo)定對比表 工廠位 置 油罐類型儲(chǔ)存介質(zhì) 油氣平均 濃度 g cm3 進(jìn)油量 t 進(jìn)油體積 m3 油損失量 kg 次 油損失率 小呼吸損 失量 t a 大呼吸損 失量 t a 總損失量 t a 總損失降低 率 內(nèi)浮頂罐石腦油 3 6635074369160 000461 1640 81 96497 5 北方地 區(qū)拱頂罐石腦油 215 334344512 3977 70 028129 148 978 內(nèi)浮頂罐汽油 153275 3454969 920 00213 843 457 2998 5 南方地 區(qū)拱頂罐汽油 1254 43297 445358083 80 276 9404 2481 1 由此可見 儲(chǔ)存輕質(zhì)油品的油罐利用浮頂可十分顯著地降低油品蒸發(fā)損耗 各種類型的浮頂油罐其結(jié)構(gòu)大致相同 只是浮頂與罐壁間的密封裝置存在著差 異 而浮頂油罐的防損耗能力關(guān)鍵在于密封裝置的效果 由于罐壁上下幾何尺 寸難免有差異 為了使浮頂上下浮動(dòng)自由 不被罐壁卡住 在浮頂與罐壁之間 留有 200 300mm 的環(huán)狀間隙 為了防止這一環(huán)狀間隙的液面產(chǎn)生蒸發(fā)損耗 在 沿浮頂?shù)耐庵茉O(shè)計(jì)了各種形式的密封裝置 密封裝置有 3 種形式 即機(jī)械密封 彈性密封和管式密封 機(jī)械密封由于密封 構(gòu)件下面存在一定的油氣空間 又不能嚴(yán)密封閉環(huán)狀間隙 故有一定的蒸發(fā)損 耗 另外其結(jié)構(gòu)復(fù)雜 易損壞 目前已很少采用 彈性密封由于其外形可變 從而解決了因大型浮頂油罐罐壁的徑向幾何尺寸差異較大而密封不好的難題 由于考慮了耐油問題 可使密封材料部分浸沒在液面以下 從而消除了密封裝 置下面的環(huán)狀油氣空間 減少了油品的蒸發(fā)損耗 根據(jù)有關(guān)測定資料結(jié)果表明 機(jī)械密封的浮頂油罐浮頂上的油氣濃度為 75 7mg l 改為彈性密封后浮頂上 的油氣濃度為 7 5mg l 受彈性材料的彈性限度等因素的影響 彈性密封裝置 仍然有一部分油氣通過密封與罐壁之間微小的間隙外溢至浮頂上 錦州石化公 司新建 4 臺五萬立方米原油罐采用了二次密封裝置 封住從密封與罐壁之間溢 出的油氣 進(jìn)一步降低了油品的蒸發(fā)損耗 根據(jù)對 5000m3 的汽油浮頂罐密封改 造前后蒸發(fā)損失比較得出 彈性密封加二次密封比機(jī)械密封的蒸發(fā)損耗一年要 減少 9887kg 可見 改進(jìn)密封能顯著降低蒸發(fā)損耗 由于彈性材料一旦老化 就失去彈性而變形 為了解決這個(gè)問題 一些大型浮 頂油罐采用管式密封裝置 即用耐油尼龍橡膠制成與浮頂和油罐壁之間的環(huán)狀 間隙尺寸相同的環(huán)狀圓筒 管內(nèi)根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁貤l件及罐裝油品性質(zhì)選用輕柴油 或水作填充液 當(dāng)浮頂浮動(dòng)時(shí) 擠壓環(huán)狀圓管 管內(nèi)液體被擠壓至浮頂與油罐 壁間隙較大的一側(cè) 填充其增大了的間隙 避免了密封材料壓縮變形的缺點(diǎn) 密封效果理想 內(nèi)浮頂油罐的密封裝置采用耐油橡膠制成 其工作原理同外浮頂油罐 3 3 采用氮封 煉廠儲(chǔ)罐大都建造在室外 為使這些油品或產(chǎn)品不與空氣中的氧氣接觸 減少 油品損耗 常采用罐頂充氮?dú)夥?使之與外界隔絕 當(dāng)儲(chǔ)罐液面下降壓力降低 時(shí) 向罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)?當(dāng)儲(chǔ)罐液面上升壓力增加時(shí) 停止補(bǔ)充氮?dú)?同時(shí)被壓 縮的氮?dú)鈴暮粑y適量排出 從而始終保持罐內(nèi)的氮?dú)鈮毫ξ⒘空龎?壓力一 般在 400 1000pa 之間 只有這樣才能做到既隔絕空氣 又保證儲(chǔ)罐不變形 我公司新建 6 臺芳烴內(nèi)浮頂罐采用氮封設(shè)計(jì) 投用使用后效果較好 油罐氮封 不但防止因產(chǎn)品蒸發(fā)而帶來損失 避免有毒 可燃?xì)怏w的泄漏 而且防止產(chǎn)品 變質(zhì) 防止易爆混合氣體的形成 3 4 其它措施 1 采用密封裝車 設(shè)置油氣回收裝置 灌裝汽油時(shí)使罐車處于密封狀態(tài)并保 持一定壓力 逸出的含油氣體用柴油吸收 實(shí)踐表明回收率可達(dá) 80 90 2 防止油罐頂自然通風(fēng) 油罐破損 采光孔打開 通氣孔不在一個(gè)高度等造 成孔眼不在一個(gè)高度 因氣體密度不同將發(fā)生流動(dòng) 新鮮空氣從上部孔眼進(jìn)油 罐 油罐內(nèi)混合氣體從下部孔眼逸出 它不僅使油品蒸氣大量逸出油罐外 而 且還加速液面蒸發(fā) 由此造成的損耗是很嚴(yán)重的 在油罐的開孔和維修方面必 須引起高度重視 杜絕油罐頂自然通風(fēng) 3 水噴淋冷卻 在夏季高溫期 對儲(chǔ)存柴油等輕質(zhì)油的拱頂油罐采取水噴淋 冷卻 一個(gè)儲(chǔ)量為 80 的柴油罐 經(jīng)淋水試驗(yàn) 夏季可減少損耗近 90 但是消 耗了大量的水 還會(huì)加速罐體的腐蝕 對油罐基礎(chǔ)產(chǎn)生影響 4 結(jié)論 通過以上對降低油罐的蒸發(fā)損耗方法分析后 可以得到以下結(jié)論 1 浮頂油罐在降低油品損耗上有其它方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn) 即使對于蒸發(fā)損 耗小的油品 在油罐壽命周期內(nèi)內(nèi)浮頂在經(jīng)濟(jì)上也是合算的 2 優(yōu)化工藝操作 盡量拱頂油罐將油收至安全上限 減少油氣空間 3 加強(qiáng)罐區(qū)設(shè)備管理 嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程 目前我公司罐區(qū)管理中 為防止 油罐抽癟事故發(fā)生 將拱頂罐頂透光孔墊起 冬季將檢尺口打開的措施增加了 油品損耗 是不可取的 4 提高油品管道輸送量 減少火車 汽車運(yùn)量 減少輸轉(zhuǎn)損耗 5 異丙醇 120 溶劑油 6 抽提油等小品種易揮發(fā)油品應(yīng)可能在夜間收油 目前我車間也正是執(zhí)行這種收油形式 6 盡量利用西山罐區(qū)高差實(shí)現(xiàn)自壓裝車 不但減少大呼吸損耗 而且還能節(jié) 約電能及機(jī)泵維修成本 7 芳烴 含 h2s 油品 加氫原料罐最好采用氮封 不但減少油