油庫油氣回收裝置設計與評價

大慶油田儲運銷售分公司

油庫油氣回收裝置設計與評價

胡葉紅

大慶油田儲運銷售分公司

在油庫的儲油、收發油過程中受工藝技術及設備的限制，會有一部分油蒸氣不可避免地進入大氣，從而引起蒸發損耗。油氣損耗不但造成嚴重的環境污染，而且還會降低油品質量，影響油品正常使用。要從根本上解決油品蒸發損耗問題，最經濟有效的辦法就是采取油氣回收措施。油氣回收系統分為油氣收集系統、油氣分離系統以及回收系統三部分。根據現場實際設計出油庫卸車油氣回收方案：在量油口加裝一個可人工移動、質量不超出6kg的帶內孔的錐形橡膠密封蓋帽或喇叭形密封膠帽，膠帽的上部通過一段金屬軟管連接管道，管道中加裝空壓機。對回收裝置進行現場采樣測試，測試結果顯示，裝置的凈化效率為99.7%，排放濃度為1200mg/m3，均符合標準規定。

油氣損耗；油氣回收裝置；回收方案；評價

在油庫的儲油、收發油過程中受工藝技術及設備的限制，會有一部分油蒸氣不可避免地進入大氣，從而引起蒸發損耗[1]。統計結果表明，在222例火災爆炸事故中，由于油氣引起的事故就有101起，占45.5%。成品油庫各區的火災發生率統計結果為罐區6.94%，接卸區27.78%，發油區36.11%，這三個區占71%。另外，油氣損耗還會造成嚴重的環境污染，危及人的生命安全；會降低油品質量，影響油品正常使用。因此，油品蒸發損耗問題己經成為急需解決的安全、節能、環保難題之一。要從根本上解決油品蒸發損耗問題，最經濟有效的辦法就是采取油氣回收措施。目前油氣回收系統可分為三大部分：第一部分是利用專門的設備將產生的油蒸氣收集起來，稱之為油氣收集系統；第二部分是將烴類與空氣進行有效的分離，稱之為油氣分離系統；第三部分是回收系統，使分離出來的烴類液化，以便重新加以利用[2]。

1 油庫罐車卸油進儲罐方案設計

1.1 回收裝置

油庫油氣回收裝置見圖1。對于儲罐A、B、C、D，當運油罐車卸油時由于液位抬升氣體會隨著溫度升高而揮發，油氣將會從直通大氣的量油口排出，因此將量油口作為回收重點來設計回收方案。

圖1 油庫油氣回收裝置

1.2 回收方案

在量油口加裝一個可人工移動、質量不超出6kg的帶內孔的錐形橡膠密封蓋帽或喇叭形密封膠帽，見圖2。膠帽的上部通過一段金屬軟管連接管道，管道中加裝空壓機。空壓機做功時，氣體被加壓、抽出后送到8#儲罐中。采用PLC控制實現氣體回收過程的自動化，即A、B、C、D任何一個儲罐中的壓力達到一定上限值時，相應的儲罐和壓縮機之間的閥門自動打開，壓縮機開始運轉，將量油口排出的氣體加壓送入8#儲罐中；當A、B、C、D儲罐中的壓力達到一定下限值時，相應的閥門關閉，壓縮機自動停止工作。

圖2 錐形橡膠密封蓋帽和喇叭形密封膠帽

為了實現自動收集氣體，給A、B、C、D每個儲罐安裝一個CYDK—II防爆型壓力開關，此壓力開關可設定上、下限壓力值。當壓力達到下限或上限值時，壓力開關送出開關信號給PLC，PLC再送出控制信號給A、B、C、D每個儲罐對應的電磁閥和壓縮機，來控制閥的自動開閉以及壓縮機的自動運轉。在8#儲罐的出口處也安裝一臺CYDK—II防爆型壓力開關，當8#儲罐中的氣體壓力達到壓力開關設定的壓力上限時產生報警信號給PLC，發出壓力報警警示信號，并自動啟動2#壓縮機及控制閥，以將罐中氣體加壓送出至浮頂罐混輸。正常情況下，8#儲罐中的氣體被送至鍋爐燃燒，以實現回收氣體的有效利用。

整個系統的管路除儲罐出口及壓縮機進出口用金屬軟管連接外，其他管道都用鍍鋅管，1#壓縮機前用DN25mm管徑，1#壓縮機后用DN20mm管徑。4個儲罐的量油口與管路采用膠帽的形式連接。

2 實例

2.1 案例分析

以某油庫為試點建設油氣回收裝置，同時以其中某一輸油站作為經濟評價目標。對于拱頂罐小呼吸損耗計算，推薦采用小呼吸蒸發損耗計算公式，計算參數見表1。

式中LDS為拱頂罐年蒸發損耗量（m3/a）；p為油罐內油品本體溫度下的蒸汽壓（kPa），可取大氣溫度加2.8℃；pa為當地大氣壓（kPa）；D為儲罐直徑（m）；H為儲罐平均留空高度（m），包括儲罐體部分預留容積的高度和罐頂部分容積換算的高度；ΔT為大氣溫度的平均日溫差（℃）；FP為涂料系數；K2為單位換算常數，取值3.05；K3為油品系數，汽油取1，原油取0.58；C1為小直徑儲罐的修正系數。

表1 小呼吸損耗計算參數

對于拱頂罐大呼吸損耗計算，推薦采用大呼吸蒸發損耗計算公式[3]，計算參數見表2。

式中LDW為拱頂罐大呼吸蒸發損耗量（m3/a）；V1為泵送液體入罐量（m3）；N為油罐年周轉次數；Q為油罐年周轉量（m3/a）；V為油罐容積（m3）；K為單位換算常數，K=51.6；KT為周轉系數；K1為油品系數，汽油取1，原油取0.75；py為油品平均溫度下的蒸汽壓（kPa）；py1為油罐內液面最低溫度所對應的蒸汽壓（kPa）；py2為油罐內液面最高溫度所對應的蒸汽壓（kPa）；μy為油蒸汽摩爾質量（kg/kmo1)。

表2 大呼吸損耗計算參數

2.2 效率評價

對回收裝置進行現場采樣測試，每一循環的采樣次數為4次，樣品2件，平均排放值為1200mg/m3（氣相色譜分析結果）。按GB20950—2007規定，處理裝置凈化效率按下面公式計算

式中E為處理裝置凈化效率（%）；φ1、φ2為標態下進、出口干排氣中油氣體積分數；C1、C2為標態下進、出口干排氣中油氣質量濃度（g/m3）。

實測φ1為25%，C為1200mg/m3，轉化成體積分數為0.037%，計算得E=99.7%。GB20950—2007中規定[4]儲油庫油氣排放控制和限值的排放標準：處理裝置的排放濃度在標準狀態下不應大于25000mg/m3，油氣處理效率不小于95%，檢測結果及裝置效率均符合標準規定。

3 結論

（1）油氣揮發帶來的危害巨大，根據理論計算現場油氣呼吸損耗量可看出實施油氣回收的必要性和緊迫性。

（2）設計了一套油庫罐車卸油進儲罐方案，并對某輸油站進行評價。油氣回收裝置不但降低了油田相關企業成本，并且對凈化環境具有深遠意義。

[1]那忠慶，賴軍．加油站油氣回收系統[J]．油氣田地面工程，2012，31（2）：75．

[2]傅蘇紅，劉進立，張東生，等．加油站冷凝吸附法油氣回收裝置的研制[J]．油氣儲運，2013，32（10）：78．

[3]李輝，王樹立，趙會軍，等．膜分離技術在油氣回收中的應用[J]．污染防治技術，2007，20（2）：61-63．

[4]陳慎意．油庫的油氣回收技術與經濟分析[J]．石油庫與加油站，2010（2）：42-44．

（欄目主持樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.6.029