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石油储罐油气蒸发损耗的成因危害及对策昆山

时间：2022年08月13日

石油储罐油气蒸发损耗的成因、危害及对策

石油储罐油气蒸发损耗的成因、危害及对策 2011： 1　引　言　　随着科学技术在石油工业中的应用，石油勘探、开发过程中的安全生产问题正在逐步得以解决。但是，在石油储运过程中，由于工艺技术、设备和管理等方面的原因，石油的一部分较轻的组分逸入大气，造成损失，此现象称为油气的蒸发损耗。　　油气蒸发损耗是缓慢而持续进行的，而且这种损耗形式表现得非常隐蔽。加之管理部门对油气的损耗没有明确要求和指标约束，损耗量的大小常常被计量误差所掩盖。因而未引起部分主管人员的重视。但是，调查资料表明，油气蒸发损耗的累计数量是十分惊人的。　　根据1995年国际石油会议报道：在美国，油气蒸发损耗数量约占原油产量的3%；1975年前苏联石油化学工业部所属企业的调查表明，油气蒸发损耗数量约占原油产量的2.47%。1980年，我国对11个石油企业的测试结果表明，油气蒸发损耗数量约占原油产量的2%。这些数据表明，油气蒸发损耗的数量确实相当可观。若以总耗率为3%估算，全世界每年散失于大气中的油气约为1×108 吨，几乎相当于我国一年的原油产量。　　2　油气蒸发带来的危害　　2.1　油气蒸发威胁安全　　油蒸气与空气混合，可形成爆炸混合物，且易在低洼、不通风的地方积聚。当油气混合物中，油蒸气含量达到爆炸极限浓度时，容易引发爆炸。1976年7月28日，一座30000m3的油罐遭雷击被烧毁，油库守备战士亲眼目睹了雷电击毁油罐的经过。由于油蒸气通过呼吸阀呼出后积聚在呼吸阀周围，呼吸阀又高出罐顶，因此，首先是滚动的雷电火球在油罐呼吸处放电起火。大火烧起后，几十辆消防车赶赴现场救火都无济于事，眼看大火把油罐烧毁。　　2.2　油蒸气污染大气　　油蒸气是气相烃类，属有毒物品，因其密度大于空气而漂浮于地面之上，易致窒息。另外，油蒸气还容易形成更大危害的光化学烟雾的二次污染物——氮氧化物。这种情况，随着环境保护要求的提高，所引起对大气的污染越来越受到人们的重视。　　2.3　浪费宝贵的能源　　由于油蒸气的蒸发损耗，全世界每年散失于大气中的油气约为1×108吨，按市场牌价2400元/吨计算，折合人民币2400亿元，经济损失相当严重。　　2.4　降低了油料质量　　蒸发的都是油料中的最轻组分油气蒸发还会严重影响成品油质量，甚至使合格油料变成不合格。如汽油蒸发损失，造成起动性能变差，抗爆性下降。此外，还将加速汽油氧化，增加胶质，降低辛烷值，而辛烷值的降低会使燃料在发动机中燃烧时抗爆性能变差。　　3　油气蒸发损耗的成因　　引起油气蒸发损耗的原因主要有：油温变化；油罐顶壁同液面间体积大小；油罐罐顶不严密；油罐大小呼吸等。　　3.1　温度变化　　油气储存过程中，当温度升高时，罐内油气体积膨胀，部分油气蒸发出罐外，当温度降低时，罐内油气减少，罐外部分空气进入罐内。另外，储存温度愈高，油气蒸发愈严重。　　3.2　油罐上方空间的影响　　油罐中装油量越少，相对蒸发损失越大。实验表明，在相同温度和密封条件下，储存同一种汽油，装油量为油罐容积20%时的蒸发损失比装油量为油罐容积95%时大8倍。　　3.3　油罐严密程度　　如果，罐顶不严密，有孔眼，且孔眼不在同一高度，则罐内外气体因比重不同将发生对流，形成自然通风。造成油罐自然通风损耗的原因有：油罐破损；冬天因防冻结取下呼吸阀阀盘；液压阀未装油封或油封被吹掉；采光孔或量油孔被打开而未及时关上等造成的蒸发损耗严重，不仅使油蒸气大量逸出罐外，而且会加速液面蒸发。据推算，一个容量为5000m3 的油罐，因自然通风，一个月损耗汽油53吨，或损耗原油28吨。笔者在一些油气储运单位进行安全检查时发现，不少单位对油罐及其附件缺乏严格管理，液压安全阀缺油封，量油孔、透光孔常开的现象时有发生，造成油气蒸发损耗惊人。　　3.4　油罐大呼吸　　大呼吸是指油罐进发油时的呼吸。油罐进油时，由于油面逐渐升高，气体空间逐渐减小，罐内压力增大，当压力超过呼吸阀控制压力时，一定浓度的油蒸气开始从呼吸阀呼出，直到油罐停止收油，所呼出的油蒸气造成油品蒸发的损失。　　油罐向外发油时，由于油面不断降低，气体空间逐渐减小，罐内压力减小，当压力小于呼吸阀控制真空度时，油罐开始吸入新鲜空气，由于油面上方空间油气没有达到饱和，促使油品蒸发加速，使其重新达到饱和，罐内压力再次上升，造成部分油蒸气从呼吸阀呼出。影响大呼吸的主要因素有：　　1)　油品性质。油品密度越小，轻质馏分越多，损耗越大；　　2)　收发油速度。进油、出油速度越快，损耗越大；　　3)　油罐耐压等级。油罐耐压性能越好，呼吸损耗越小。当油罐耐压达到5kPa时，则降耗率为25.1%，若耐压提高到26kPa时，则可基本上消除小呼吸损失，并在一定程度上降低大呼吸损失。　　4)　与油罐所处的地理位置、大气温度、风向、风力及管理水平有关。　　3.5　小呼吸损失　　油罐在没有收发油作业的情况下，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、油气浓度和蒸汽压力也随之变化。这种排出石油蒸气和吸入空气的过程造成的油气损失，叫小呼吸损失。有资料表明：一座10000m3的地上金属油罐储存汽油一年，小呼吸损失可达117吨，损耗率为1.7%。小呼吸损失的影响因素主要有以下几点：　　1)　昼夜温差变化。昼夜温差变化愈大，小呼吸损失愈大。　　2)　油罐所处地区日照强度。日照强度愈大，小呼吸损失愈大。　　3)　储罐越大，截面积越大，小呼吸损失越大。　　4)　大气压。大气压越低，小呼吸损失越大。　　5)　油罐装满程度。油罐满装，气体空间容积小，小呼吸损失小。