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【摘要】蒸发损耗是集输系统的重要问题之一。依据王窑集中处理站的实际情况,分析了产生蒸发损耗的原理,从大罐抽气、运行方案、收发作业时间等方面提出了降低蒸发损耗的方法。从设备检查与维护、建立健全制度、改进管理、优化运行等方面提出改进方案。
【关键词】油品损耗 蒸发损耗 原因 对策
1 影响蒸发损耗的因素与对策
1.1 蒸发损耗的定义
液体石油产品由于蒸发而造成的损失称之为蒸发损耗。
原油蒸发损耗挥发出轻组分,不仅使油品数量减少,油品质量降低、造成严重的经济损失,而且污染环境,还易引发火灾事故,因此,降低原油蒸发损耗具有重要意义。
1.2 呼吸损耗的类型及其计算公式
1.2.1小呼吸损耗
“小呼吸”损耗,也称为静态损耗。
拱顶油罐在静态储油时,罐内气体空间充满了油气和空气的混合气体。日出后,随着大气温度上升和太阳辐射增强,罐内混合气体温度和油面温度上升,油品蒸发加剧,更多的油气进入到混合气体中,使混合气体油气浓度上升,温度升高还使混合气体体积膨胀,这两种因素都使罐内气体空间压力上升,当罐内压力超过呼吸阀的控制正压力,油气混合气体便呼出罐外。下午,随着大气温度的降低和太阳辐射的减弱,罐内温度也随之下降,混合气体体积收缩,压力降低,当气体空间压力低于呼吸阀控制负压力,吸入空气,稀释罐内混合气体,促使油品加速蒸发,新蒸发的油气又将随次日的呼气逸出罐外。
这种在油罐静态储油时,由于昼夜温度变化引起油罐呼吸油气而造成的油品损耗就称为“小呼吸”损耗。显然,“小呼吸”损耗的大小与昼夜温度变化、油罐压力控制值、罐内气体空间大小及油品本身性质(例如轻组分含量、饱和蒸汽压)有密切的关系。
1.2.2“大呼吸”损耗
“大呼吸”损耗,也称为动态损耗。
对于拱顶油罐,进油时,油面上升,罐内气体空间的混合气体受到不断压缩,压力上升,当压力达到油罐呼吸阀控制正压力时,罐内混合气体呼出罐外。油罐发油时,油面不断下降,气体空间压力也随之降低,当气体空间的压力降至呼吸阀控制负压时,真空阀重新打开,油罐吸入空气,而冲淡气体空间的油气浓度,加速油品的蒸发。
在发油结束后,由于罐内气体空间的混合气体仍处于未饱和状态,蒸发速度大于凝结速度,罐内压力又逐渐上升,直至混合气体达到饱和为止。这种因油罐收发作业、罐内油面变化引起呼吸而造成的蒸发损耗称为“ 大呼吸”损耗。
影响拱顶罐“大呼吸”损耗的因素主要有:
(1)油品性质;
(2)收发油速度;
(3)罐内压力等级;
(4)油罐周转次数;
(5)还与储罐所处的地理位置、大气温度、风向等其他因素有关。
浮顶油罐在浮船未落地时,气体空间为0,因油气进出油罐造成的损耗可以忽略。浮顶罐呼吸损耗主要是发油时,部分油品粘附在罐壁上,蒸发而成为损耗。
1.2.3自然通风损耗
自然通风损耗。这种损耗主要是储油罐密封不严而产生的油品蒸发损耗。
1.3 影响蒸发损耗的因素
1.3.1环境温度
油罐中原油温度随环境温度变化而变化。温度越高,蒸发速度就越快,气体空间油气浓度越大,大、小呼吸损耗都变大。在同等条件下,夏季油品蒸发速度是冬季的2~3倍[1],因而夏季的大、小呼吸损耗都大于冬季。
昼夜温差越大,白天呼出的气体量越多,降温后吸入的气体量也越多,且晚上为使罐内混合气体浓度达到饱和所蒸发的油品也越多,小呼吸损耗就越大。
传入的热量还会导致气体空间的强制对流,从而促进液体表面蒸发和油蒸气的扩散。
1.3.2油气空间
油气空间的大小主要影响油品的小呼吸损耗。油罐中的油气空间受环境温度变化影响较大,油气空间越大,当夜晚温度降低时,吸入的新鲜空气越多,为小呼吸孕育了充分条件;白天气温升高时,呼出的油气就越多,造成油品的蒸发损耗就越大。
油罐液位较高小呼吸损耗比低液位时要小。
1.3.3作业时间
现场观测发现,白天随着大气温度不断上升,钢板吸收辐射热,罐内气体温度也上升,大气温度一般在14:00~15:00达到最高,之后下降,在凌晨5:00~7:00达到一天的最低值。油罐气体温度最值时间与大气温度基本相同。
如果在环境温度上升时发油,吸入的新鲜空气量小于发油量。在环境温度降低时收油,油气排放量小于进油量。发油不久后进油,罐内气体空间尚未达到饱和状态,排出的油蒸气浓度较低。两种方法都可以降低大呼吸损耗。
1.3.4罐顶和罐壁的颜色和保温层
罐顶和罐壁外涂料应选用能反射光线,特别是能反射热效应大的红光及红外线.并且反射性能稳定的涂料,以白色或铝灰色最好。
我站拱顶罐的罐壁保温层外装有铝灰色钢板,罐顶无保温层,采用灰色防腐涂料,不利于降低蒸发损耗,建议加装保温层或涂成白色。
1.4 降低蒸发损耗的对策
1.4.1回收油品蒸气
我站利用抽气压缩机形成-0.02~0Mpa的微负压,抽取沉降罐的油气,有效减少挥发至罐外的油气量。
1.4.2合理调度,周密安排,确定最佳运行方案
(1)按照“存满发空,满罐储存,呼吸最小”的原则组织罐的运行
①尽量满罐储存,避免底罐储存,减小油气空间,降低小呼吸损耗。
②进油作业时.来油尽可能地先进油位较高的储油罐并装满,然后密闭储存;发油时.先发油位较低油罐的油料。
③转油、产进、外输尽量用同一座油罐,并尽量使用浮顶罐。这样能够最大程度地减少大呼吸损耗。
④尽量减少原油在两个罐之间周转(包括转油、压油等)的环节。
(2)把握油罐作业时间
①油罐早发晚收,以减少大呼吸损耗。
对于我站,浮顶罐的大呼吸损耗与作业时间的早晚无关,主要考虑拱顶罐。当从拱顶罐转浮顶罐时,尽量安排在升温时;当从浮顶罐转拱顶罐时,尽量安排在降温时。
②在安排罐进油时,应优先安排刚排空的储罐。这是由于空罐小呼吸损耗大,不宜长时间放置。
1.4.3安装呼吸阀挡板
气化逸出油面的分子将在液体的表面上形成饱和蒸气层,蒸气浓度随与油面距离的增大而减少,这是由于蒸气分子扩散而造成的。蒸气分子从饱和层逸出到低浓度空间,使油品继续气化。
外界气体通过呼吸阀进入罐内,若不受阻碍,会造成气体空间对流,冲击饱和蒸汽层,可以在呼吸阀底部安装挡板,减小对饱和蒸气层的扰动。
1.4.4优先使用浮顶罐
1.4.5在拱顶罐罐顶加装保温层或将罐顶改涂成白色
1.4.6定期检查油罐及附件状况
(1)定期检查油罐呼吸阀,使正负控制压力适度;
(2)定期检查浮顶罐二次密封完好、浮盘密封圈良好有效;
(3)定期检查量油孔盖关闭情况、罐顶完好状况。
参考文献
[1] 赵来顺.油品损耗的原因与对策[J].石油库与加油站,第8卷,第6期,1999,12
[4] 张灯贵,王英波,鲍时付,王新增 .原油库的油品损耗及其控制[J].油气储运,2005,24(3)46-48
【关键词】油品损耗 蒸发损耗 原因 对策
1 影响蒸发损耗的因素与对策
1.1 蒸发损耗的定义
液体石油产品由于蒸发而造成的损失称之为蒸发损耗。
原油蒸发损耗挥发出轻组分,不仅使油品数量减少,油品质量降低、造成严重的经济损失,而且污染环境,还易引发火灾事故,因此,降低原油蒸发损耗具有重要意义。
1.2 呼吸损耗的类型及其计算公式
1.2.1小呼吸损耗
“小呼吸”损耗,也称为静态损耗。
拱顶油罐在静态储油时,罐内气体空间充满了油气和空气的混合气体。日出后,随着大气温度上升和太阳辐射增强,罐内混合气体温度和油面温度上升,油品蒸发加剧,更多的油气进入到混合气体中,使混合气体油气浓度上升,温度升高还使混合气体体积膨胀,这两种因素都使罐内气体空间压力上升,当罐内压力超过呼吸阀的控制正压力,油气混合气体便呼出罐外。下午,随着大气温度的降低和太阳辐射的减弱,罐内温度也随之下降,混合气体体积收缩,压力降低,当气体空间压力低于呼吸阀控制负压力,吸入空气,稀释罐内混合气体,促使油品加速蒸发,新蒸发的油气又将随次日的呼气逸出罐外。
这种在油罐静态储油时,由于昼夜温度变化引起油罐呼吸油气而造成的油品损耗就称为“小呼吸”损耗。显然,“小呼吸”损耗的大小与昼夜温度变化、油罐压力控制值、罐内气体空间大小及油品本身性质(例如轻组分含量、饱和蒸汽压)有密切的关系。
1.2.2“大呼吸”损耗
“大呼吸”损耗,也称为动态损耗。
对于拱顶油罐,进油时,油面上升,罐内气体空间的混合气体受到不断压缩,压力上升,当压力达到油罐呼吸阀控制正压力时,罐内混合气体呼出罐外。油罐发油时,油面不断下降,气体空间压力也随之降低,当气体空间的压力降至呼吸阀控制负压时,真空阀重新打开,油罐吸入空气,而冲淡气体空间的油气浓度,加速油品的蒸发。
在发油结束后,由于罐内气体空间的混合气体仍处于未饱和状态,蒸发速度大于凝结速度,罐内压力又逐渐上升,直至混合气体达到饱和为止。这种因油罐收发作业、罐内油面变化引起呼吸而造成的蒸发损耗称为“ 大呼吸”损耗。
影响拱顶罐“大呼吸”损耗的因素主要有:
(1)油品性质;
(2)收发油速度;
(3)罐内压力等级;
(4)油罐周转次数;
(5)还与储罐所处的地理位置、大气温度、风向等其他因素有关。
浮顶油罐在浮船未落地时,气体空间为0,因油气进出油罐造成的损耗可以忽略。浮顶罐呼吸损耗主要是发油时,部分油品粘附在罐壁上,蒸发而成为损耗。
1.2.3自然通风损耗
自然通风损耗。这种损耗主要是储油罐密封不严而产生的油品蒸发损耗。
1.3 影响蒸发损耗的因素
1.3.1环境温度
油罐中原油温度随环境温度变化而变化。温度越高,蒸发速度就越快,气体空间油气浓度越大,大、小呼吸损耗都变大。在同等条件下,夏季油品蒸发速度是冬季的2~3倍[1],因而夏季的大、小呼吸损耗都大于冬季。
昼夜温差越大,白天呼出的气体量越多,降温后吸入的气体量也越多,且晚上为使罐内混合气体浓度达到饱和所蒸发的油品也越多,小呼吸损耗就越大。
传入的热量还会导致气体空间的强制对流,从而促进液体表面蒸发和油蒸气的扩散。
1.3.2油气空间
油气空间的大小主要影响油品的小呼吸损耗。油罐中的油气空间受环境温度变化影响较大,油气空间越大,当夜晚温度降低时,吸入的新鲜空气越多,为小呼吸孕育了充分条件;白天气温升高时,呼出的油气就越多,造成油品的蒸发损耗就越大。
油罐液位较高小呼吸损耗比低液位时要小。
1.3.3作业时间
现场观测发现,白天随着大气温度不断上升,钢板吸收辐射热,罐内气体温度也上升,大气温度一般在14:00~15:00达到最高,之后下降,在凌晨5:00~7:00达到一天的最低值。油罐气体温度最值时间与大气温度基本相同。
如果在环境温度上升时发油,吸入的新鲜空气量小于发油量。在环境温度降低时收油,油气排放量小于进油量。发油不久后进油,罐内气体空间尚未达到饱和状态,排出的油蒸气浓度较低。两种方法都可以降低大呼吸损耗。
1.3.4罐顶和罐壁的颜色和保温层
罐顶和罐壁外涂料应选用能反射光线,特别是能反射热效应大的红光及红外线.并且反射性能稳定的涂料,以白色或铝灰色最好。
我站拱顶罐的罐壁保温层外装有铝灰色钢板,罐顶无保温层,采用灰色防腐涂料,不利于降低蒸发损耗,建议加装保温层或涂成白色。
1.4 降低蒸发损耗的对策
1.4.1回收油品蒸气
我站利用抽气压缩机形成-0.02~0Mpa的微负压,抽取沉降罐的油气,有效减少挥发至罐外的油气量。
1.4.2合理调度,周密安排,确定最佳运行方案
(1)按照“存满发空,满罐储存,呼吸最小”的原则组织罐的运行
①尽量满罐储存,避免底罐储存,减小油气空间,降低小呼吸损耗。
②进油作业时.来油尽可能地先进油位较高的储油罐并装满,然后密闭储存;发油时.先发油位较低油罐的油料。
③转油、产进、外输尽量用同一座油罐,并尽量使用浮顶罐。这样能够最大程度地减少大呼吸损耗。
④尽量减少原油在两个罐之间周转(包括转油、压油等)的环节。
(2)把握油罐作业时间
①油罐早发晚收,以减少大呼吸损耗。
对于我站,浮顶罐的大呼吸损耗与作业时间的早晚无关,主要考虑拱顶罐。当从拱顶罐转浮顶罐时,尽量安排在升温时;当从浮顶罐转拱顶罐时,尽量安排在降温时。
②在安排罐进油时,应优先安排刚排空的储罐。这是由于空罐小呼吸损耗大,不宜长时间放置。
1.4.3安装呼吸阀挡板
气化逸出油面的分子将在液体的表面上形成饱和蒸气层,蒸气浓度随与油面距离的增大而减少,这是由于蒸气分子扩散而造成的。蒸气分子从饱和层逸出到低浓度空间,使油品继续气化。
外界气体通过呼吸阀进入罐内,若不受阻碍,会造成气体空间对流,冲击饱和蒸汽层,可以在呼吸阀底部安装挡板,减小对饱和蒸气层的扰动。
1.4.4优先使用浮顶罐
1.4.5在拱顶罐罐顶加装保温层或将罐顶改涂成白色
1.4.6定期检查油罐及附件状况
(1)定期检查油罐呼吸阀,使正负控制压力适度;
(2)定期检查浮顶罐二次密封完好、浮盘密封圈良好有效;
(3)定期检查量油孔盖关闭情况、罐顶完好状况。
参考文献
[1] 赵来顺.油品损耗的原因与对策[J].石油库与加油站,第8卷,第6期,1999,12
[4] 张灯贵,王英波,鲍时付,王新增 .原油库的油品损耗及其控制[J].油气储运,2005,24(3)46-48