北京市油品蒸发损耗研究论文

造成石油成品油损耗的原因很多。归纳起来，主要有以下几方面： 一、蒸发损失 蒸发性强是石油成品油的主要性能之一，尤其是轻质油品，如汽油、煤油、轻柴油（特别是汽油）等。这几种成品油的密度较小，在受热时，其液体表面的自由分子很容易克服液体引力，变成蒸气分子离开液面而扩散到空间，造成液体油品的蒸发损失，这就是蒸发损牦。蒸发损耗不仅造成油品数量上的减少，同时还会引起质量的下降。散失到大气中的油蒸气，一方面污染了环境，另一方面形成了潜在的火灾危险。蒸发损耗大小与成品油密度、蒸发面积、液面压力、大气温度和油品温度等因素有直接关系。因此，反映在不同油品、不同地区、不同季节、不同储存条件下的油品蒸发损失也就不同。但是，蒸发损耗贯穿于石油经营的全部流转过程及每个操作环节。因此，可以认定，蒸发是造成成品油损耗的主要原因，必须引起足够重视。 蒸发损耗在成品油经营过程中表现为： 1、储存保管过程 （1）散装 a、小呼吸损耗：非动转储存油罐，白天受热，罐内温度升高油品蒸发速度加快，蒸气压也随之增高，当气体压力增加至油罐呼吸阀控制压力极限时，就要呼出气体；相反，夜间气温降低，油和油蒸气体积收缩，气体压力降低，当压力降低到呼吸阀的真空阀的负压极限时，罐内又要吸进空气，加速油品蒸气。对非动转罐，由于罐内气体空间温度的昼夜变化，造成油罐呼出油品蒸气和吸入空气的过程叫小呼吸损耗。据某地实际测定，一个技术条件良好的1000m3地上金属油罐，装满汽油储存一年，由于小呼吸形成的自然蒸发损失量达117吨。小呼吸蒸发损耗量与油罐存油量、空容量、油罐允许承受气压力以及温度的变化有着密切关系。温差大，蒸发损失就大，温差小，蒸发损失就少；空容量大，蒸发损失就大，空容量小，蒸发损失就小。 b、大呼吸损耗：当向油罐注入油品，由于罐内液体体积增加，油罐内油气体积受到压缩致使罐内压力增加，当压力增至呼吸阀控制压力极限时，油罐开始呼气；相反，由油罐输出油品时，罐内液体体积减少，使罐内压力降低，当压力降至呼吸阀负压极限时，则吸入空气。这种由于油罐输转油品致使油罐损耗出油蒸气和吸入空气的过程，叫做大呼吸损耗。如果由甲罐向乙罐输转油品，会同时造成甲、乙两个油罐的产生大呼吸损耗。甲罐输出油品，罐内空容量增大，超过负压极限，吸入空气；乙罐增加存量，油液体积增大，超过正压极限，呼出油蒸气，造成蒸发损耗。 c、空罐装油蒸发损耗：新投产或经过大修后的油罐，进油后，油品就开始了蒸发损耗，由于油罐空容量很大，蒸发损耗量就大。 d、清罐损耗：根据清罐安全技术规定，清罐前必须排除罐内全部石油蒸气，因之造成损耗。在同样的储存条件下，蒸发损耗的大小还受到下列因素影响： 蒸发面积；罐壁表面涂漆的颜色（银灰色油罐的蒸发损耗量最小，而黑色油罐则最大）；油罐不严密、漏气（如果油罐顶部出现裂缝、孔洞，就会形成罐内外气体的对流，使罐内油蒸气外逸，增加蒸发损耗量）。 （2）整装 a、由于桶盖未上紧或垫圈老化失效，使桶内油蒸气外逸，造成损耗。 b、桶装成品油罐装作业时，油品与大气接触，油蒸气挥发造成损耗。 2、运输过程 （1）由于车、船在运行中振荡、颠簸，加速了装载容器内成品油的蒸发。特别是当运输容器密封程度不良，装载量超过安全高度，不仅造成蒸发损耗，甚至造成油品外溢，增大运输损耗量。 （2）向车、船灌装成品油，或从车、船上卸收成品油时，在车、船成品油的进口处造成油品蒸发损耗。 3、灌装桶装成品油过程 不论是灌桶接卸散装车、船，或向用户桶内发售成品油，都能产生成品油蒸气挥发，造成灌装损耗。 二、零星洒漏损耗 灌装车、船时，当装满或卸空后，自车、船内取出鹤管（或胶管），管内残留油洒漏于地面所造成的损耗；倒装作业时，发生的零星抛洒损耗；连续进行灌桶作业，桶口或灌油嘴的滴洒损失。 三、储、输油容器设备的粘附、浸润损失 粘度大的润滑油和润滑脂类成品油，对包装容器的附着力较强，如再受到低温影响，造成损耗是难以避免的。 第二节油品损耗分类与法定损耗率 石油成品油在整个经营储运过程中，每经过一个流转环节都会造成损耗。但流转环节的多少和损耗量的大小，则与油品储、运、销部门的管理水平有直接关系。为了加强企业的经营管理，有效地控制油品损耗，国家对油品经营储运损耗采用了“定额管理”的方法，对各个经营环节的损耗制定了法定损耗率。 第三节降低油品损耗措施 油品在储运与经营过程中，由于自然蒸发损耗和跑、冒、滴、漏造成的损失数量是惊人的。油品损耗不仅直接影响到企业的经济效益，而且还会对环境造成污染。 一、油品蒸发损耗 蒸发损耗是油品损耗中最大一种，挥发性与温度和压力有关，温度越高，蒸发越快，油品损耗越大；压力越高，蒸发慢，损耗越小。油品的蒸发损耗与油品的性质、密度、储存条件（液面面积、油面压力、油品温度、罐体空间大小和大气温度）、作业环境、地区位置及生产经营管理等因素有关。油品的蒸发损耗造成了惊人的能源浪费和对大气的污染，既破坏了生态环境，也损害了人体健康。 （一）蒸发损耗的类型 油品的蒸发损耗大体上可分为：自然通风损耗、“小呼吸”损耗、“大呼吸”损耗三种。 油品灌装中也会有大量油气挥发出来造成损耗，因此，灌装损耗也可做为蒸发损耗的一种。 1、自然通风损耗 自然通风损耗是由于罐顶有孔眼或在两个孔眼间存在着高差情况下，因混合气密度比空气密度大，致使罐内混合气从低处孔眼排入大气，外界空气从高处孔眼流入罐内，这种由于孔眼位差和气体密度的不同，引起气体自然对流所造成的损耗叫自然通风损耗。 自然通风损耗多发生在罐顶、罐身腐蚀穿孔或焊缝有砂眼，消防系统泡沫室玻璃损坏，呼吸阀阀盘未盖严，液压阀未装油或油封不足，量油孔、透光孔未盖好等情况下。 由于自然通风损耗原因既有设备问题，也有管理问题，因此只要加强管理，及时维修好设备，自然通风损耗是可以避免的。 2、小呼吸”损耗 罐内油品在没有收发作业静止储存情况下，随着外界气温、压力在一天内的升降周期变化，罐内气体空间温度、油品蒸发速度、油气深度和蒸气压力也随之变化，这种排出油蒸气和吸入空气的过程造成的油品损失叫“小呼吸”损耗，通常也叫油罐静止储存损耗。造成油罐“小呼吸”损耗的主要原因是大气温度变化。当气温从黎明起随着太阳照射增加而升高，罐内油品温度也随之变化，引起蒸发速度加快，蒸发压力提高，当压力超过呼吸阀正压额定值时，罐内油气混合气通过呼吸阀排入大气，这就是油罐的“呼气”过程。而当日照逐渐减弱时，罐内油品温度也随之降低，蒸发速度逐渐减慢，罐内压力也随之降低。当罐内压力低于呼吸阀规定的负压额定值时，外界空气通过开启的真空阀被吸入罐内，这就是油罐的“吸气”过程。因此，油罐的“呼气”和“吸气”过程，每天都在有规律地周期变化着。一般来说，每天的“呼气”持续时间比“吸气”的持续时间要长。影响“小呼吸”损耗的因素很多，主要有以下几点： （1）与昼夜温差变化大小有关。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）与油罐所在地的日照时间有关。日照越长，“小呼吸”损耗越多；反之则损耗越少。 （3）与储罐敞口面积有关。通常储罐越大，敞口时总面积越大，蒸发面积也越大，“小呼吸”损耗也越大；反之，储罐小，蒸发面积小，“小呼吸”损耗也小。 （4）与大气有关。大气压越低，“小呼吸”损耗越大；反之则损耗减少。 （5）与油罐装满程度有关。油罐装满气体空间容积小，“小呼吸”损耗就少；空间容积大，损耗也大。 除此以外，“小呼吸”损耗也和油品性质（如沸点、蒸气压、组分含量等）及油品管理水平等因素有关。因此利用公式计算“小呼吸”损耗有很大局限性，通常还是以计量实测数据作为油罐静止储存损耗量较为准确。 3、“大呼吸”损耗 油罐在进行收发作业（包括卸油、输转、发油等）时，由于油面的升降变化引起油罐内气体空间变化，进而带来气体压力的升降变化，使混合油气排出或外界空气吸入，这个过程所造成的损耗叫油罐“大呼吸”损耗，有时也叫油罐动态损耗。 当油罐收油时，罐内油面上升气体空间体积缩小，油气被压缩，压力逐渐升高，当罐内混合气压力超过呼吸阀额定正压值时，呼吸阀盘自动开启，混合油气排除罐外。而当油罐发油时，罐内油面逐渐降低，气体空间随之增大，油气压力减小，油气浓度降低，油品不断蒸发以保持一定平衡。当罐内气体空间压力低于呼吸阀额定负压值时，真空阀盘自动打开，外界空气被吸入罐内。如果油品是在两个油罐间输转（倒罐或向高架罐输油），则发油罐液面不断下降，罐空增加，负压值不断增大直至吸入空气，而收油罐液面不断上升，罐空减少，压力增大直至油气排出。因此，在油品输转时，“大呼吸”损耗在两个罐间是同时发生的，通常也可用输转损耗来表示。 影响“大呼吸”损耗的因素也很多，最主要的有以下几点： （1）与油品性质有关，油品密度小，轻质馏分越多，损耗越大；蒸气压越高，损耗越小；沸点越低，损耗越大。 （2）与收发油速度快慢有关。进油、出油速度越快，损耗越大；反之，进油、出油速度越慢，损耗越小。 （3）与罐内压力等级有关。常压敞口罐“大呼吸”最大。 （4）与油罐周转次数有关，油罐收发越频繁，则“大呼吸”损耗越大。 除此以外，“大呼吸”损耗还和油罐所处地理位置、大气温度、风向、风力、湿度及油品管理水平等诸多因素有关。因此，利用公式计算油罐“大呼吸”损耗也有很大局限性。在 生产管理和科研实验中，多以计量实测数据为准。 4、灌装损耗 油品由罐区经栈桥（或油码头）装油鹤管（胶管或输油臂）装入罐车（或油船），经装油管嘴灌入油桶，由于流速高，压力大，油品发生冲击、喷溅、搅动，都会有大量油气逸出而损耗，这种损耗也属蒸发损耗一种。按作业性质分，通常分为装车（船）损耗和灌桶损耗。 影响油品灌装损耗的因素主要有油品性质、油温、装油压力大小、装油流速、装油方式及气候条件。一般来说，轻质油灌装损耗大，重质油损耗小；油温高，压力大，流速快油品损耗大；高位喷溅灌装损耗大，低位液下灌装损耗小。 二、降低油品损耗措施 油品易蒸发是石油及其产品的主要特征，从装、储容器等设备排出的混合气体是油品损耗的非常重要部分。其损耗多少通常则取决于混合气中蒸气浓度!、排出的气体体积"，以及油气的密度! 降低油品损耗措施归纳起来包括以下几个方面： 1、加强设备维护保养，严格执行操作规程 加强设备维护保养，认真执行技术操作规程，是减少油品损耗的重要保证。这要从以下几方面着手： （1）所有油罐、机泵、管道、阀门、鹤管、卸油臂快速接头等连接部位，运转部位和静密封点部位都应连接牢固，做到严密、不渗、不漏、不跑气。 （2）油罐上所有附件都应灵活好用严密不漏。量油孔、人孔用后及时盖严。呼吸阀定压合理，做到定期检查、清洗和校验。液压安全阀密封油高度合适，不足添油，脏了及时更换。 （3）所有盛装油品的容器，包括油罐、油船、铁路罐车、油罐汽车、油桶等，设备技术状态应当完好，没有渗漏。发现问题应及时倒装处理。 （4）接卸油品，必须卸净、刮净、倒净，尽量避免容器内油品粘附或残存油过多。 （5）油品灌装要做到不超高、不超量、不超压、不跑油、不溢罐。 （6）遵章守纪，防止并杜绝一切人为责任事故发生。 2、控制操作工艺 改善管理、控制操作工艺及安装呼吸阀挡板是减少油品蒸发损耗的重要环节。 （1）合理安排油罐使用率。油罐尽量装满，以减少空间体积，尽量减少倒罐（输转）次数也可大大减少油罐呼吸损耗。 （2）合理安排收发油时间。油罐应尽量在降温时收油，在不影响罐车出库的前提下，可安排在傍晚到午夜降温较快的时间收油；尽可能安排在收油完毕的油罐先进油，这样可减少大呼吸损耗；收油时应尽量加大泵的流量，使油品来不及大量蒸发而减少损耗；发油则相反，在发油结束时应慢些，以免发油终了后出现回逆呼吸现象。 （3）控制装车油温和流速也能起到降低油气挥发减少损耗作用。因为油温高，易挥发，流速快，压力高，油品喷溅，搅动就大，造成损耗也大。 （4）油罐安装呼吸阀挡板，使油罐内部空间油气分层，呼出的气体主要是上层浓度较低的油气，从而减少了蒸发损耗。 3、减少热辐射 减少热辐射的方式，目前主要采用银灰色或白色防腐涂料及淋水降油温，以降低罐内温差变化。 （1）油罐表面涂刷强反光银色漆料，不仅具有防腐作用，还可减少油罐接受阳光热量，降低罐内油温，从而减少油罐“小呼吸”蒸发损耗。 （2）轻质油罐淋水降温，降低“小呼吸”损耗十分明显。因为地面油罐，阳光辐射热是通过罐顶传给油品的，夏天从罐顶给轻油罐淋水，冷水沿罐壁流下，使罐顶和罐壁全被流动冷水幕膜所覆盖，热量被带走，罐内气体空间温度就会降低，罐内油品昼夜温差变化也会大为缩小，油罐“小呼吸”损耗因而得以降低。 油罐喷淋虽然能取得较好的降耗效果但需增加一定投资，且耗水量较大另外罐体油漆易受破坏，油罐腐蚀也会加剧，如果下排卸不畅，罐基础也会受影响。为避免淋水带来的不利因素和水的浪费，应当考虑采用循环水设施，以重复利用。 淋水降温效果虽好，但不能时断时续，否则罐内气体空间温差变化更大，不仅不能降耗，反而会增大“小呼吸”损耗。另外，还要掌握好给水时间，通常做法是日出后即开始淋水。 （3）在罐顶"加装’厚隔热层或反射隔热板，可降低油品蒸 发损耗。 （4）建筑地下水封洞库、覆土油库，设法保持罐内恒温，都可避免油罐“小呼吸”损耗，同时对“大呼吸”损耗也会有一定降低。 4、采用液下密闭装车新技术，降低装车损耗 油品装车时，鹤管伸入车内深浅与油品挥发损耗关系很大。伸入车内越浅，油料对液面冲击大，油气蒸发快，损耗最大。近年来，鹤管液下密闭定量装车新技术已在石化销售企业得到普遍应用，大鹤管液下密闭定量装车技术已鉴定成功。 5、建造或改建浮顶油罐，消除液面上气体空间 浮顶油罐的液面全部为浮顶所覆盖，没有气体空间，油品温差变化小。因此，油品大小呼吸损耗能大幅度减少。有关资料表明，内浮顶油罐和拱顶油罐相比，可减少油品蒸发损耗，而且拱顶罐改建内浮顶罐，投资回收期短，大多在一年内即可回收全部投资。国外储存汽油大多采用浮顶油罐，国内则推广使用内浮顶油罐，目前我国新建汽油罐、煤油罐较多地采用了装配式铝合金内浮顶油罐。 6、采用集气法，建造集气罐和回气管路 为防止油气挥发进入大气，把储存同类油品的油气罐体空间，从罐顶用管线连通，并和集气罐相连。当油罐有收、发作业时，各罐油气可以相互交换，集气罐可根据系统的压力自行调整其容积，为油罐排气、吸气起到调节平衡作用。因此，这种油罐就不会吸入空气，排出油气，从而起到防止油品蒸发损耗的目的。