董紅智 孫 濱 蘭海云 李托亞
(中國石油呼和浩特石化公司,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070)
隨著石油工業(yè)的發(fā)展,石油及其產(chǎn)品的儲運量逐年增加,與此同時,由石油及其產(chǎn)品的儲運而產(chǎn)生的溢油、漏油、以及油氣、廢水、廢料的排放,越來越嚴重的污染著環(huán)境。油品的蒸發(fā)損耗屬于自然損耗,調(diào)查資料表明,油品蒸發(fā)損耗的累計數(shù)量是十分驚人的。
根據(jù)2005年第七屆國際石油會議資料[1],在美國油品從井場經(jīng)煉制加工到成品銷售的全部過程中,油品損耗的數(shù)量約占原油產(chǎn)量的3%。1995年前蘇聯(lián)石油化學工業(yè)部所屬企業(yè)的調(diào)查表明,煉廠中的油品損耗量約占原油加工量的2.47%,其中純損耗的70%是發(fā)生于原油罐、調(diào)和罐和成品油罐的蒸發(fā)損耗。。若以總損耗率為3%估算,全世界每年散失于大氣中的油品約有1×108t,幾乎相當于我國一年的原油產(chǎn)量。這對當前世界范圍內(nèi)存在的能源危機來說,愈加顯得問題。
任何形式的油品蒸發(fā)損耗都是在輸、儲油容器內(nèi)部傳質(zhì)過程的基礎(chǔ)上發(fā)生的。這種傳質(zhì)過程包括發(fā)生在氣、液接觸面的相際傳質(zhì),即油品的蒸發(fā),以及發(fā)生在容器氣體空間中烴分子的擴散。通過上述傳質(zhì)過程,容器氣體空間原有的空氣逐漸變?yōu)橼呌诰鶆蚍植嫉臒N蒸氣和空氣的混合氣體,當外界條件變化引起狀態(tài)參數(shù)改變時,混合氣體從容器排入大氣,就造成了油品的蒸發(fā)損耗。
油品儲存過程中的蒸發(fā)損耗主要來自儲罐的大呼吸損耗和小呼吸損耗。大呼吸損耗是指,儲罐進油時,由于液面的上升導致罐內(nèi)的油氣經(jīng)儲罐排氣管排放到大氣中;小呼吸損耗是指,由于晝夜溫差變化,使得罐內(nèi)油氣壓力發(fā)生變化,當溫度下降時,罐內(nèi)氣體壓力降低,吸進罐外空氣,當溫度上升時,罐內(nèi)氣體壓力升高,油氣就會排到大氣中去。
根據(jù)有關(guān)部門實測,汽油大呼吸損耗率約為0.8~1.4kg/(t·次),原油的大呼吸損耗率約為0.6~1.0kg/(t·次)。我國北方地區(qū)的汽油小呼吸年損耗率約為0.7%,南方地區(qū)約為0.79%。以呼和浩特石化公司的2000m3汽油固定頂罐為例,其大呼吸損耗為15~21t/a,小呼吸損耗為11t/a,合計為19~30t/a。由此可見,用固定頂油罐儲存輕質(zhì)油品損失是十分嚴重的。減少油品儲存過程中的蒸發(fā)損耗的最好辦法,是用浮頂油罐或內(nèi)浮頂油罐儲存輕質(zhì)油品。浮頂油罐和內(nèi)浮頂油罐的油氣揮發(fā)率通常要比固定頂罐小95%。
汽油灌裝過程是散發(fā)烴類污染物的重要環(huán)節(jié)。當汽油高速罐入槽車等容器時,會產(chǎn)生劇烈的攪動,造成大量的油氣揮發(fā)。以汽油為例,汽油從煉廠到加油站出售給用戶,最少要經(jīng)過煉油廠、油庫、加油站、加油機四次灌裝過程。
如果油料在各級油庫之間轉(zhuǎn)運,灌裝次數(shù)就更多,灌裝過程大多是敞口作業(yè),產(chǎn)生的油氣都直接排入大氣。據(jù)試驗測量,一次灌裝過程油氣損耗率為1.35‰,按此損耗率計算,全國2007年汽油的總產(chǎn)量為4300×104t。這些油氣直接排入大氣對環(huán)境的污染是無法估量的。
據(jù)統(tǒng)計,國外從油田井場到油品銷售的過程中原油和成品油的損耗高達3%。
由于蒸發(fā)的都是油料中的最輕組分,因此油品蒸發(fā)還會嚴重影響油品質(zhì)量,甚至使合格油品變?yōu)椴缓透?。例如,汽油因蒸發(fā)損失,造成起動性變差,抗爆性下降。
由于油品的蒸發(fā)損耗,造成經(jīng)濟上的損失,若以總損耗率3%估算,全世界每年散失于大氣中的油品約有1×108t,經(jīng)濟損失相當嚴重。
油品蒸發(fā)散失到大氣中,污染了大氣,人體吸入油蒸汽,極大地損害了健康。
加強油品儲運管理,降低油品損耗必須從提高油品經(jīng)營管理水平入手,而建立一套行之有效的、符合現(xiàn)代科學管理要求的規(guī)章制度,則是做好油品儲運管理工作的基礎(chǔ)。
在其他條件(如油品種類、裝車速度、軟管深入車內(nèi)的位置、罐車類型等)相同的情況下白天裝車的損耗量反而比晚上裝車的損耗量小。據(jù)我國的一些實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計,約小20%~30%[2]。針對呼石化公司以火車出廠為主的情況分析,公司每年出廠汽油、柴油約80萬噸,通過火車出廠和向內(nèi)蒙古石油公司管輸大約各占銷售額的50%,照此計算,每年大約有40萬噸輕油通過火車出廠,而我公司基本都是在晚上裝車,白天裝車只占到總量的1/10。如果40萬噸油品如果能在白天裝車,每年可減少損耗2.7~4.05噸。
呼和浩特石化公司投產(chǎn)已經(jīng)17年,裝洗車間的裝油設(shè)備已經(jīng)老化,鶴管的滴、漏現(xiàn)象比較嚴重,而漏油損失的數(shù)量是很大的,即使是點狀的小滴,積少成多,所造成的損失也是可觀的。如;每5秒鐘漏一滴油月?lián)p失為0.13m3,我公司現(xiàn)有的34套裝車鶴管,按1/3有滴油現(xiàn)象來算,每年大約有0.728噸的損耗。
重點要定期檢查油罐的密封情況,特別是機械呼吸吸閥、液壓安全閥。如采用人工檢尺計量,盡可能在儲罐內(nèi)外壓差最小的清晨或傍晚吸氣結(jié)束后量油。此時打開油罐蓋,吸氣量最小,呼出氣體的濃度最低?;疖嚦溲b時,采用液下密閉裝車技術(shù),盡量降低裝車損耗。
為防止油氣散失于大氣中,將儲存同類油品油罐的氣體空間用管道接通,并與一集氣罐相連,構(gòu)成密閉的集氣系統(tǒng)。集氣罐的儲氣容積可根據(jù)系統(tǒng)的壓力狀況自動調(diào)節(jié),收到降低損耗的效果。隨著環(huán)境保護要求的提高,利用油氣回收法控制含烴混合氣的排放濃度及降低油品蒸發(fā)損耗的措施,得到國內(nèi)外有關(guān)人士的普遍重視。
通過以上分析表明,只要了解引起油品蒸發(fā)損耗的原因,采取切實有效的措施,同時加強油品儲運的科學管理,油品蒸發(fā)損耗就一定會降下來。
[1]郭光臣,董文蘭等.油庫設(shè)計與管理,石油大學出版社(山東),2001 年 6月.
[2]潘丕武.石油計量技術(shù)基礎(chǔ),海洋出版社(北京)2001年5月.