油品蒸发损耗原因及降耗措施

耿立平 刘春艳

摘 要：油品的蒸发损耗属于自然损耗，是指油品中一部分较轻的液态组份汽化，逸入大气而产生的不可回收的损失。本文系统分析了油品蒸发损耗的原因、影响因素及危害，并提出了具体的降低蒸发损耗的措施，对于油库工作人员具有重要的实际意义。

关键词：蒸发损耗；影响因素；降耗措施

一、蒸发损耗的原因

蒸发损耗是由于温度的变化而引起的油品损耗。当温度升高时，油品的体积膨胀，通过呼吸阀排出一部分油品蒸汽，而当温度降低后，会吸入一定量的空气，经常性的温度变化会造成油品的小呼吸损耗。针对环境温度变化较大的区域，由于昼夜温差的变化，也会引起油品的小呼吸损耗，必须对油罐实施必要的保温措施，避免油罐内温差过大而引起不必要的损耗。

油罐收油过程中发生的损耗称为收油损耗，发油后由于吸入的空气被饱和而引起的呼出称为回逆呼出。尽管回逆呼出发生在液体静止状态，但由发油作业引起，因而属于动液面损耗的范畴，油品的大呼吸損耗主要是指收油损耗。

二、蒸发损耗的影响因素

油品蒸发损耗总量取决于油品损耗率和对应的时间周期，其中影响油品损耗率的因素有：油品真实蒸汽压，油品储存温度、储罐气相空间、油品输转以及储罐现状等[1]。

2.1 油品真实蒸汽压

油品中各组分的蒸发性能并不相同，其中的轻质成分更易于蒸发。真实蒸汽压是影响油品蒸发的主要因素之一，油品的真实蒸汽压与油品的储存温度有关[1]。

2.2 储罐的温度变化

大气和太阳的热量引起罐内部温度的变化，从而引起罐内气体空间呼吸[1]。在白天，热流流经罐顶和上层罐壁使油气温度上升而造成储罐气相空间体积膨胀，出现“呼气”现象，热量的输入也会使液面温度上升并加速油品蒸发。在夜间，相反的过程会使储罐出现“吸气”现象。另外昼夜温差变化愈大，小呼吸损耗愈大；反之，昼夜温差变化小，损耗也小。

2.3 储罐气相空间

储罐内气相空间的大小是造成油品蒸发损耗的又一主要原因。油罐中油品上方气相空间越大，油气呼吸损耗就越大。对于固定罐，高的气相空间，油品损耗增加[1]。比如，在相同温度和密封条件下，储存同一种汽油，储油量为20%油罐容积时的油品蒸发损失比储油量为95%的油罐容积时大8倍。

2.4 储罐直径

储罐直径影响气体空间体积和液面条件。直径越大，将会减少液面温度升高，由于液相向气相空间的传热量小于与面积增加成正比的量[1]。

2.5 储罐收发油程序

储罐收发油的次数和罐内气相的平均留空高度对油品的储存蒸发总损耗的影响十分明显。较高的气相高度与储罐的呼吸损耗直接相关。储罐的发油与收油的时间安排对油品蒸发损耗也有较大的影响，进行有计划的安排油罐收发油可以减小油品的呼吸损耗。对于安装有罐顶油气集气管网的储罐系统，当向一罐进料，而另一罐出料时可以保持储罐系统中气相空间内油气相对平衡，以降低油品收发油过程中大呼吸损耗量[1]。

2.6 储罐状况及储罐类型

储罐状况是指储罐的开口、罐壁油漆及腐蚀情况等。其是影响油品损耗的另一个因素，因风或热引起油品损耗。储罐的类型对蒸发损耗也有影响，损耗量取决于可利用的气体空间和设备的耐压限度[1]。

三、蒸发损耗的危害

3.1 浪费能源

石油是重要的战略物资，也是国家的重要能源。大量的油品浪费严重影响了我国的经济建设和国防建设。油品的蒸发损耗造成巨大的经济损失，若以总损耗率3%估算，全世界每年散失于大气中的油品约有1×108t，经济损失相当严重[2][3]。

3.2 降低油品质量

由于蒸发的都是油品中较轻的组份，而油品中的重组份蒸发量极少，因此油品蒸发会严重影响油品质量，甚至使合格油品不合格。例如，汽油因蒸发损耗，造成启动性变差，抗爆性下降，发动机工作效率降低。当航空汽油的蒸发损失量达到1.2%时，其初馏点升高3℃，蒸汽压下降20%，辛烷值减少0.5个单位，不合格的航空材料将对飞机飞行产生严重安全影响[2][4]。

3.3 造成严重的环境污染

油蒸汽是气相烃类，属于有毒物质。油品的蒸发损耗使得空气中的含烃浓度增大，严重影响了环境[2]。

3.4 严重影响作业人员的身体健康

据调查，油蒸汽对人体神经系统、消化系统、呼吸系统及血液循环系统等均有不良影响。长期从事油品相关行业的人员易出现皮肤干燥、红疹、疲乏无力等症状[2]。

3.5 对油库安全构成威胁

油蒸汽和空气混合，容易形成爆炸性混合物，而且容易在低洼及不易通风处积聚。当油气混合物达到爆炸浓度极限范围时，遇火就会发生爆炸，给人们的生命财产造成极大的威胁[2]。

四、降低蒸发损耗的措施

降低储罐蒸发损耗的措施包括改变油品蒸发损耗的条件和采取有效的油气回收技术。

4.1减小温差

①正确选用油罐涂料颜色

油罐的涂料对降低蒸发损耗和保护储罐都有很重要的作用。选用反射漆能降低罐壁温度，减少热量输入。涂料最好是浅色，这样的颜色可以反射光线，特别是使用反射热效益大的红外线涂料，效果更好。而且由于油罐多数为室外露天放置，由于长期日晒雨淋，较容易被破坏，因此涂料需定期重刷，才能保证防腐和反射性能保持良好[1][5]。

研究表明白漆对降低罐壁温度的效果最好，铅灰次之，涂料颜色对油品损耗的影响见表4-1。白漆是减少蒸发损耗既简单又有效的方法。据统计，在油罐罐体上喷涂白漆可降低蒸发损耗率20%[1]。

②喷淋水冷却

在罐顶安装环形冷却喷淋水管，并设置自动温控装置。当温度达到一定高的时候，对罐顶不断进行均匀的喷淋水冷却。水由灌顶经罐壁流下，使冷却水带走钢罐所吸入的太阳辐射热，以降低油罐气体空间温度，达到冷却油罐的目的。

喷淋水冷却的优点是操作简便：缺点是耗水量大，而且容易造成油罐防腐层的破坏[5]。进行喷淋操作时，要掌握好喷淋的开始和结束时间，一般情况日出后就要开始喷淋，这样可以赶在油罐呼气之前；喷淋不可过早结束，一般在晚6点之后，因为罐内气体空间压力和温度仍有可能回升，而再出现呼气；喷淋应不间断进行，否则会造成气体空间温度迅速升高，不但起不到降耗作用，甚至有可能增加损耗[6]。

③安装隔热板

在罐顶和罐壁增设隔热板，使储罐热输入和热损失减少，使得储罐内温度恒定，从而降低了油品呼吸损耗，隔热板对油品蒸发损耗的影响见表4-2。当反射隔热板安装在罐顶或悬吊在罐壁的外侧时，隔热板与油罐之间形成空气夹层，降低气体空间的温度变化，从而可降低损耗率约为50%。

4.2减少储罐内油气空间

①选择合适的储罐

油气空间越大，储罐大呼吸和小呼吸排气量增加。外浮顶罐和内浮顶罐采用浮顶与油面直接接触，基本不存在气体空间，大大减小了油罐的大小呼吸损耗。浮顶罐与固定罐相比，油品蒸发损耗减少85%以上，还提高了储罐的防火防爆能力。固定罐采用直接漂浮在液面上的挠性覆盖层能减少固定罐的蒸发损失，能降低固定罐蒸发损失50%～80%[1]。

目前，使用效果较好的是采用浮顶和内浮顶油罐。这两类油罐的罐顶或浮盘浮在液面上，随油面升降，极大地减少了蒸发自由表面和气体空间体积，因而具有非常好的降低蒸发损耗效果[5]。

②微球覆盖

在油罐内利用塑料微球，如酚醛树脂或尿素树脂等制成的空心微球，在油面上形成覆盖层，使液面随时保持密封，达到降耗的目的[2]。微球应具有良好的流动性，稳定的化学性能，使用寿命长、投资少，使用方便等特点[7]。

③加入少量化学物质

在罐内加入少量化学物质如氟化氢表面活性物质，使油品表面张力改变，形成液膜形态，减少蒸发损耗[2]。

4.3优化操作、强化管理

加强油罐区收发油和储存管理可以采取以下措施[5]：

（1）及时调进油品，保持所有油罐都在较高装满程度下存储油品，以减少气体空间体积。如果及时调进有困难时，分散于几个油罐的同类油品应集中存储，尽量减少液位存储。因为此时呼气量大于高液位，对降低蒸发损耗不利。

（2）尽量减少中间转运环节，在条件允许的情况下，最好取消中间油罐、放空罐等中间容器。

（3）选择最合适的时间收发油品。尽量在每日上午温升时发油，每日温降时收油；且尽量缩短收发油的时间。

（4）适当掌握收发油速度。发油时宜慢、收油时宜快，尽量一次注满油罐。

（5）定期检查油罐的密封状况，特别是机械呼吸阀、液压安全阀、消防泡沫室、量油口及计量装置等。

（6）采用人工检尺计量时，应尽可能在罐内外压差最小的时候，例如在清晨或傍晚的吸气结束后进行。

4.4提高油罐承压能力

提高油罐承压能力对减少油品蒸发损耗的作用非常明显，当油罐的压力控制到5684Pa时，小呼吸损耗为大气罐的52%，当提高到14700Pa以上时，可以基本消除小呼吸损耗。要提高油罐承压能力，一般需从改进油罐的结构入手。采用球形罐可达到较高的承压能力，但造价较高。通常采用的拱顶油罐，可用金属锚栓加固罐壁下部，锚栓的下端固定在埋入土中的钢筋混凝土板上。

4.5增加附属设施

①设置呼吸阀挡板

在油罐呼吸阀接合下方设置呼吸阀挡板是一种投资少、易安装的简易降耗方法。当油罐液位较高时，吸入的空气流有可能直接冲击液面上部的大浓度层从而削弱大浓度层对油品蒸发的抑制作用，加速油品蒸发。装设呼吸阀挡板可改变吸入空气在气体空间顶部沿径向分散，然后平衡地向下推移。这样不仅可以减少发油的回逆呼出，而且可以降低下次呼气的油气浓度[5]。根据实际测定，装设呼吸阀挡板的油罐比不装设呼吸阀挡板的油罐可使油品蒸发损耗降低20%～30%。

②设置罐区罐顶气连通管网

油品罐区一般由两个以上的储罐组成，当一个罐在进料、排气时，另一个罐可能在出料、吸气；建立罐顶气连通管网，可以在两个罐之间形成“呼与吸”的关系，减少整个罐区的大呼吸排气。

③建造集气罐，收集油蒸汽

操作中尽量把油品集中储存，不要分散在许多罐中，这样可减少气体空间的总体积。同时，把同一种油品的多个油罐的气相空间管线连接起来，并与一个集气罐相连。使一个油罐收油时所排出的气体被同时向外发油的另外油罐所接收，并可根据集气系统的压力来自动调整集气罐，可收到降低损耗的效果。

4.6采用油气回收技术

传统的油气回收技术主要有冷凝法、吸收法、吸附法。冷凝法是采用两级或三级机械制冷深度冷凝，将大部分油气冷凝回收；吸收法是采用各种适宜的溶剂吸收油气；吸附法应用各种适宜的固体吸附剂（如活性炭）吸附油气，吸附剂再生利用。三种技术各有其优点和不足之处，又产生了各种改进工艺和组合工艺。排放油气经过回收处理后达标排放，排放浓度<25g/m3。

结论

综上所述，确定储罐蒸发损耗的原因并采取切实可行的措施，及时解决油品储存过程中存在的问题，加强油品储存的管理，可降低油品的蒸发损耗。对于油库工作者而言，可采取减小温差、减少储罐内油气空间、优化管理操作、提高储罐承压能力、增设附属设施、采用油气回收技術等措施降低油品储存的蒸发损耗，从而提高油品储运的经济效益，保证油品的安全储运，提高油田生产的效率。

参考文献：

[1] 李阳，古道金，张徐莉.储油罐蒸发损耗成因及对策探讨[J].当代化工，2011，40（05）：486-487，489.

[2] 王敏.油料蒸发损耗的危害及预防措施[J].商品储运与养护，2001（04）：39-40.

[3] 董红智，孙滨，兰海云，李托亚.油品蒸发损耗在储运过程的危害及措施[J].中国新技术新产品，2010（04）：150.

[4] 季金林.降低油品储运蒸发损耗的措施[J].石油商技，1999（03）：32-34.

[5] 李黎.关于降低油品损耗方法的探讨[J].江西能源，2002（02）：25-26.

[6] 牟方庆.油品储运蒸发损耗的原因及防治措施研究[J].科技创新导报，2016，13（06）：63-64.

[7] 王勇，由方书，韩万龙.关于降低储罐内油品蒸发损耗的研究[J].中国勘察设计，2011（10）：63-65.

作者简介：

耿立平（1980.1-），专科，工程师，主要从事油库的管理工作。