降低原油罐车装车油气损耗的几种方法

刘清云 赵振刚

摘 要：本文以汽车罐车装运原油为例，指出了油品蒸发损耗带来的严重危害，分析了引起油罐车损耗的原因及影响因素，提出相应的降低原油罐车损耗的措施。

关键词：油罐车；蒸发损耗；密闭装车；油气回收

石油及其产品作为多种碳氢化合物的混合物，其中的轻组分具有很强的挥发性，在储运环节不可避免地会有一部分较轻的液态组分气化，排入大气而造成油品损耗。这不仅造成了经济上的损失，同时损耗的轻质油会对环境造成污染，危害人身健康，且在局部地区构成潜在的火灾危险。

随着国内外对节能、环保及安全问题的日益重视，据有关专家统计：利用所研制的原油罐车人孔密封装置及挥发油气收集系统，在大庆油田西油库开展了罐车装油蒸发损耗量测试现场试验，研究结果表明：原油装车损耗率平均为0.05%左右，与已知成品油的损耗率相当，色谱分析结果显示，挥发油气中20%的油蒸汽主要是C4～C7的烃类，且其正构烷烃的含量高于相应异构体含量。这些数据表明，油品在装车过程中的蒸发损耗的数量确实是相当可观的，这对当前世界范围内存在的能源危机来说，愈加显得问题严重，长期以来，如何更加有效地降低油品蒸发损耗，一直是石油储运专业人员需要研究和解决的一个重要课题。

一、原油装车油气损耗带来的危害

1、油品数量减少

据统计，原油装车损耗率平均为0.05%左右，若以总损耗率为0.05%估算，集输总厂输油分厂东营交接队南区装油点年装运车次达2万余辆，年装油量100万余吨，每吨原油2000元计算，每年损耗的原油为0.05%×100=500吨，损耗的原油价值为0.05%×100×2000=100万元，而实际的油气损耗还远远不止这些，因此在灌装过程中的损耗是不容忽视的。

2、油品质量降低

由于蒸发的都是油料中的最轻组分，因此油品蒸发还会严重影响油品质量，甚至使合格油品变为不合格。例如，汽油因蒸发损失，造成起动性变差，抗爆性下降。当航空汽油的蒸发损失量达到1.2%时，其初馏点升高3℃，蒸气压下降20%，辛烷值减少0.5个单位〔2〕。而对于东营交接队的装油厂家来说原油轻组分蒸发，造成原油炼化过程中成品油质量下降。

3、环境污染影响健康、危害安全

油气蒸发散失到大气中，污染了大气，人体吸入油蒸气，极大的损害了健康。散失于大气中的油蒸气超过一定浓度，会给局部地区构成潜在的火灾危险，造成装车现场安全系数降低。

二、引起原油装车油气损耗的原因

1、装油流速的影响

在国家和行业标准中对原油罐车装车的流速都有明确规定：

标准一：GB50074-2002《石油库设计规范》中的有关规定：装卸车流速不应大于4.5m/s。

标准二：SY/T5225---2005《石油天然气、钻井、开发、储运防火防爆安全生产技术规程》中原油装卸中规定：装卸车流速应控制在4.5m/s以下。

利用以下公式对现场部分装车进行测算，某车开阀门时间为9：35分，关阀门时间10：04分，装油量为57.88t，时间是29分钟，则该车辆装车速度为4.75m/s。用公式1计算速度：

………………….公式1

式中：v—装油流速； G—装油量； d—装油口内径t—装油时间

ρ—所装原油密度（这里按892kg/m3计算）。

由此可得出结论装车速度越快造成的蒸发损耗越多。

2、注油管（喷溅装油装车专用）长度的影响

任何形式的油品蒸发损耗都是在输、储油容器内部传质过程的基础上发生的。这种传质过程包括发生在气、液接触面的相际传质，即油品的蒸发，以及发生在容器气体空间中烃分子的扩散。目前东营交接队装车采用上部喷溅式装油，在装油过程中，油品在车内翻腾飞溅剧烈，油面波动大，装车过程中大量的油气混合气体从装油口逸出，气体量比装车量大得多。混合气体中的油品蒸汽浓度是逐渐增大的，在快装满车时，逸出的混合气体中油品蒸汽浓度将迅速上升，因此注油管深入罐车的高度直接影响装车损耗。注油管越长越减少油面波动，相反注油管越短液面越翻腾，油面波动越大，由此造成的油气损耗越多。

3、环境温度的影响

在其他条件（如油品种类、装车速度、软管深入车内的位置、罐车类型等）相同的情况下，白天装车的损耗量反而比晚上装车的损耗量小，大约在20%-30%左右。因为罐车内油品的温度昼夜变化很小，在装车过程中，虽受外界温度的影响，但由于装车速度快，温度无明显变化，但是罐车中气体温度昼夜变化很大，白天它高于油温，夜间它低于油温，在装车过程中，从油面蒸发出来的油品分子，不仅以扩散方式上上运动，而且由于上下温差形成自然对流。白天车内气温高于油温，油面上的蒸汽大浓度层受油面的影响，它的温度低于上部气体温度，因而不能形成向上的对流；而晚上装车就出现相反的情况，因受油面温度的影响，油面上的蒸汽大浓度层的温度高于上部气体温度，形成向上的对流运动，其结果使车内气体空间中蒸汽浓度增大，随着对流运动的加剧，大浓度层的许多油品分子进入上部气体空间，油品蒸发现象有剧烈的进行。这就是晚上装车损耗大于白天装车损耗的原因。

4、其他形式的损耗

由于各种类的油罐车车况参差比齐，拉油司机的素质不尽相同，导致进库前未认真检查车辆的泄油阀、以及各个零部件，导致装油过程中原油泄漏，或者由于种种原因出现冒罐、跑油或是装油阀渗漏等情况。同样造成原油不同程度的损耗。

总结：影响装车损耗的主要因素是注油管高度、装油速度及环境温度。

三、降低原油装车油气损耗的措施

由于油气密度由油品内在组成而定，无法改变，因此只要设法使油气浓度和排出的气体体积尽量减少，则损耗就一定会降低。

在生产实践中，降低油品损耗的措施归纳如下：

1、建立健全规章制度。加强原油装车现场管理，降低损耗必须从提高油品经营管理水平入手，建立一套行之有效的、符合现代科学管理要求的规章制度，则是做好油品储运管理工作的基础。

2、采用一卡通自动装车系统与液下密闭装车技术，以及装车鹤管应伸至罐车底部进行装车来降低装车损耗。

3、加大装油鹤管，降低装油速度，缩短油罐车在油库内的停留时间，实现损耗最小化。 装油过程中，假设鹤管口的横截面积不变，原油装车时间跟罐液位平方根的差值成正比。通过更换大口径鹤管以及采用高液位自压装车从而降低装车速度，降低损耗。

3、由于环境温度的变化对蒸发损耗的影响，降低温差变化幅度对减少蒸发损耗具有决定性意义。尽量采用白天装车，避免夜间装车，既有利于降低损耗又方便人员操作。

4、加强职工的责任心，严格执行操作规程，同时加强拉油司机的入库教育、以及加强设备维护保养等，杜绝跑、冒、滴、漏现象。是减少油品装车损耗的重要保证。

5、收集和回收油蒸氣。为防止油气散失于大气中，将各鹤管口用管道接通，并与一集气罐相连，构成一密闭的集气系统。集气罐的储气容积可根据系统的压力状况自动调节，收到降低损耗的效果。

结束语：通过以上分析表明，只要了解引起油品装车损耗的原因，采取切实、可行、有效的措施，同时加强油品储运经营的科学管理，油品装车损耗就一定会降下来。

参考文献：

[1] 郭光臣，油库设计与管理，石油大学出版社，1991.

[2]GB50074-2002，《石油库设计规范》，2002.

[3]SY/T5225---2005，《石油天然气、钻井、开发、储运防火防爆安全生产技术规程》，2005.