高小龙 神华包头煤化工分公司 014010
简述油品蒸发损耗及降低损耗措施
高小龙 神华包头煤化工分公司 014010
石油化工生产过程中,由于生产工艺、操作工的技能以及生产设备的限制,就会造成一部分的液态烃类组份发生气化而进入大气,形成了油品的蒸发损耗。本文重点针对油品储存过程中的油品蒸发损耗现象、蒸发损耗发生的原因以及危害等方面进行了阐述,并提出了降低损耗的相关措施。
油品;损耗;原因;措施
石油化工企业总的能耗主要由装置加工损耗和储运系统损耗两部分组成。储运系统损耗包括油品蒸发损耗、装车损耗、储运放空损耗、清罐损耗、跑冒滴漏以及其他各种损耗,其中油品蒸发损耗占储运系统总损耗的70%以上。油品蒸发不仅污染环境,易引起火灾事故,危害公共安全,而且使油品质量降低,油品数量减少,造成严重的经济损失。随着整个石化工业的发展和企业本身的发展,更应该向管理、科技要效益,提出健康、安全、环保一体化,尤其在不断强调精细化管理,强调节能降耗的今天,更加客观的认识到蒸发损耗的危害性及采取积极措施降低油品蒸发损耗具有重要意义。
油品蒸发损耗是一种选择性很强的损耗形式,损耗的物质主要是油品中较轻的组分,馏组份越轻,那么沸点越低,蒸汽压越大,蒸发就越严重。因此油品蒸发损耗不仅造成数量损失,还将造成质量下降。在实际储运过程中,油品的蒸发损耗主要有以下6种类型:油罐的自然通风损耗;静止油罐的“小呼吸”损耗;收发油罐的“大呼吸”损耗;空容器装油时产生的损耗;清罐损失;切水及跑冒损失。
1.2.1 储罐温度上升
油罐内的温度分布状况,任一时刻的平均温度极其昼夜间的变化,对油罐的蒸发损耗以及油罐相联系的装车(船)损耗有着重要的影响。当油罐的直径、罐内气体空间高度、罐的涂漆系数、油品系数、油品本体温度下的真实蒸汽压等值一定的条件下,根据API经验公式可以看出,温度的变化直接影响着油罐的小呼吸损耗。
1.2.2 装车方式
目前,油品外运输转主要依靠铁路和公路两种方式。由于条件所限,很多厂家依然采用高位喷溅装车,而试验证明轻质油品的高位喷溅装车造成的损失率达2. 5%,是浸没式装车损耗的3~5倍。
1.2.3 储罐直径
温度、油品系数等因素一定,罐体容积相同时,储罐直径越大,则气体空间的体积越大,随着储罐自由表面的增大,油品的蒸发表面积增加,导致油品蒸发损耗高。可以看出,储罐直径也是影响损耗的原因之一。
1.2.4 储罐类型
储罐的类型是影响油品蒸发损耗的重要因素。国内外的试验和实测均证明,与拱顶罐相比,采用内浮顶或外浮顶罐储存蒸汽压较高的轻质油品,可以降低损耗85%~95%,这是由储罐的结构形式所决定的。
1.2.5 储罐的“小呼吸”损耗
储罐的“小呼吸”损耗是指油罐静止储油时,由于罐内气体空间温度和油气浓度的昼夜变化而引起的损耗。“小呼吸”损耗的呼气过程多发生在每天日出后的1~2h至正午前后,吸气过程多发生在每天日落前后的一段时间内,由于吸入空气后油品加速蒸发。影响因素主要有:昼夜温差变化;所处地区日照系数;储罐容积大小;储罐装满程度;油品物性。
1.2.6 储罐的“大呼吸”损耗
储罐的“大呼吸”损耗是指油罐在收发油品时,由于油气空间容积的辩护,导致油气呼出或外界空气吸入而造成的损耗。影响因素主要有:油品性质;收发油速度;罐内压力等级;油罐周转次数;还与储罐所处的地理位置、大气温度、风向等其他因素有关。
(1)及时调进油品保持所有有关都在较高的装满程度下储存油品,以减少有关气体空间体积。对于炼油厂油库来说或,就是充分实现油罐的专罐专用,储油罐满存,减少油品散存。把分散于几个油罐的同类油品集中储存,尽量减少中液位储存。
(2)减少库内输转。尤其是炼厂的油品调和倒罐要尽可能做到有计划、周密安排,减少库内输转次数,减少损耗。实践证明,倒装1t汽油,仅大呼吸损耗就达1.5~2.0kg。倒装时还会增加油品与空气接触,加速氧化。
(3)适时收发。为降低油罐大、小呼吸损耗,尽量在每日上午温升阶段发油,每日温降阶段进油;尽量缩短发油到进油的时间间隔,最好发油后不久就立即进油。
(4)恰当掌握收发油速度。油罐发油宜慢,以减少回逆呼出;收油宜快,以减少附加蒸发,能一次进满的油罐尽量不要分几次进油。
(5)检尺完毕之后,量油口应按规定盖上,以减少油品的散失,对轻质油品尤其重要。
针对以上这些方面,为了做到油罐的充分利用,应在正常情况下做到收油至安全高,油品调度进行实时监控和督促;为了减少附加蒸发,在操作规程上对收油速度进行具体规定(油罐收油在浮顶未浮起时,油品进罐流速不大于1m/s,浮顶浮起后,流速不大于4.5m/ s,这样既减少收油初始因流速过大对罐体的冲击,形成静电;同时也降低了不必要的附加蒸发损耗);严格规定检尺完毕之后必须按规定盖上量油口,使每个人都养成良好的习惯,也从一定程度上可以降低油品损耗。
加强设备保养,严格执行操作规程,加强工艺管理,改进操作技术。定期检查储罐的密封状况,特别是机械呼吸阀、液压安全阀、消防泡沫室、量油口,采用密闭装车降低装车损耗。
目前使用效果好,并得到普遍推广的是浮顶油罐。这种罐的罐顶(或浮盘)浮在油面上,随油面升降。可以极大地减少蒸发自由表面和气体空间体积,收到非常好的降低蒸发损耗的效果。实践证明:密封储存对于润滑油较为适宜,特别是高级润滑油和特种油品,应当采用密封储存,以减少与空气接触和防止污染物侵入。对于蒸发性较大的汽油、溶剂油等,要采用内浮顶油罐储存,以降低蒸发损耗和延缓氧化。
(1)淋水冷却。淋水降温对降低油品小呼吸蒸发损耗的效果是非常明显的。淋水降温是一项行之有效、简便易行的降耗措施,但淋水降温需增设一定的设备,每天要消耗大量的水;而且淋水会使罐体油汽遭到破坏,加速罐体钢板腐蚀,影响罐的基础,故需要加以综合考虑。
表1
(2)正确选用油罐涂料。油罐涂料不仅起到防腐作用,还能影响油罐对太阳辐射的吸收能力。实验证明:白色涂料对降低油品损耗最有利;铝粉次之,灰色涂料再次之,黑色涂料最差。油罐涂漆应定期重刷,以保护罐体不被腐蚀,并保持良好的反射阳光性能。
(3)安装反射隔热板。反射隔热板是由隔热材料制成,可以做成多种形式。简单介绍一种反射隔热板,其是由两层内外都涂了白色涂料的石棉水泥波纹板组装而成,当反射隔热板被安装在罐顶或悬吊在管壁外侧时,在两层石棉水泥板之间形成第一空气夹层,在石棉水泥板与油罐之间形成第二空气夹层。由于反射隔热板的隔热效果,从而降低了气体空间的温度及其变化幅度,起到降低蒸发损耗的效果。油罐隔热层的效果见表1。
由表1可以看出,装有隔热板对于降低油罐的蒸发损耗意义十分重大。但隔热板的造价较高,需综合考虑。
为防止油气散失于大气中,可将储存同类油品油罐的气体空间用管线接通,并与一集气罐相连,构成一个密闭的集气系统。采用集气系统,在每个油罐附近的气体连通管上都应安装防火器,以防某个油罐发生火灾时危及所有被连通的油罐。
利用油气回收控制含烃混合气的排放浓度及降低油品蒸发损耗理论上效果很明显,但由于设备庞大,结构复杂,操作不便等原因,尚无一种推广使用的方法和装置。
适当提高油罐承压能力不仅能完全消除“小呼吸”损耗,而且能在一定程度上降低“大呼吸”损耗。目前广泛使用的拱顶罐,承受内压能力为2KPa,如果加以改造,其承压能力则可大大提高,大容积罐可提高到10~20KPa,小容积
[1]郭光臣.油库设计与管理[M].北京:石油大学出版社.1994:205.
[2]肖素琴.油品计量[M].北京.中国石化出版社.2001:166-168.
油品蒸发损耗的严重性和危害性,不仅直接关系到企业的经济效益,还会直接影响人类赖以生存的自然环境。因此加强损耗管理,减少损耗数量,是每个企业必须抓紧的工作。
10.3969/j.issn.1001-8972.2010.16.016
高小龙(1982—),陕西凤翔人;大学本科,助理工程师,主要从事油气储运技术管理研究与工作。罐可提高到30~40KPa。