淺談原油汽車裝車系統(tǒng)改造技術(shù)實施和應(yīng)用

別墅 顧建新 屈磊(中原油田分公司油氣儲運(yùn)中心,河南 濮陽 457000)

1 生產(chǎn)概況

原油汽車裝車作業(yè)一般采用人工裝車操作，無法對汽車裝車口進(jìn)行有效的密封，導(dǎo)致?lián)]發(fā)的油蒸汽無法進(jìn)行回收，直接排放到大氣，不利于環(huán)保管理和清潔生產(chǎn)。裝車人員在作業(yè)時受蒸發(fā)油氣損害，容易產(chǎn)生頭暈等不良癥狀，不利于人員的身體健康。

2 原油裝車系統(tǒng)改造方案

2.1 工藝方案

對汽車裝車棧橋進(jìn)行改造，更換密閉裝車鶴管，新建定量密閉裝車系統(tǒng)、油氣回收系統(tǒng)，實現(xiàn)定量密閉裝車，實現(xiàn)油氣回收功能。在控制室內(nèi)設(shè)置控制系統(tǒng)，監(jiān)控流量計等信號，直接向執(zhí)行設(shè)備傳達(dá)命令，可遠(yuǎn)程操控閥門等設(shè)備，控制定量裝車。

2.2 工藝設(shè)備選型

2.2.1 鶴管直徑的選擇：

根據(jù)《油氣集輸設(shè)計規(guī)范》GB 50350-2005的要求，采用下列計算管徑：

式中：d-管線內(nèi)徑，m；

Q-給定的流量，m3/s；

ν-流體的流速，m/s；

2.2.2 原油定量密閉裝車鶴位計算：

式中：N-----每種油品的裝油鶴管數(shù)量；

K-----裝車不均衡系數(shù)，K可取3-5；

B-----季節(jié)不均衡系數(shù)，對于有季節(jié)性的油品（如燈用煤油），B值等于高峰季節(jié)的日平均裝油量與全年日平均裝油量之比。對于無季節(jié)性的油品，B為1；

G-----每種油品的年裝油量，t；

T-----每年裝車作業(yè)工時，h；

Q-----個鶴管的額定裝油量，m3/h；一個DN80鶴管的額定裝油量不大于68 m3/h，一個DN100鶴管的額定裝油量不大于125 m3/h；

r-----油品密度，t/m3

t-----裝車站每年工作天數(shù)，d；

n-----裝車站每天工作時間，h。

2.3 定量密閉裝車系統(tǒng)

定量裝車系統(tǒng)通過自帶的密封蓋與鎖位器對原油罐車口進(jìn)行密封，避免了揮發(fā)性油氣直接排放入大氣，利用流量計等定量信號控制電動閥的開關(guān)，可有效對裝車量進(jìn)行控制。利用液位傳感器等感應(yīng)裝置與電動閥門進(jìn)行連鎖，實現(xiàn)裝車過程保護(hù)，避免裝車過量等事故的發(fā)生。另外，定量密閉裝車優(yōu)勢特點：①泄漏檢測值低：密閉裝車時泄漏檢測值低限值為0.0%VOL，高限值0.33%VOL，屬于安全操作性。②改造成本低：適用于裝車鶴管密封改造，僅對鶴管進(jìn)行改造，不改造罐車，即可滿足各大地區(qū)主力車型的密封要求。③控制裝車流量，減少裝車誤差。

2.4 揮發(fā)性油氣回收系統(tǒng)

建立油氣回收裝置，采用冷凝-吸附回收工藝收集揮發(fā)性油氣，油氣回收裝置油氣處理能力計算：

式中Q-裝車設(shè)計排氣量，m3/h；

K-裝車鶴管同時工作系數(shù)，可取0.8-1.0；

∑q-所有發(fā)油鶴管排氣量之和，m3/h；

冷凝-吸附法主要優(yōu)點有：①經(jīng)過處理、凈化的油氣符合達(dá)標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)；②可通過優(yōu)化設(shè)備選型降低能耗，并且裝車作業(yè)不屬于連續(xù)作業(yè)，在實際使用過程中能耗也較低；③該方法適用于各種環(huán)境下的裝車作業(yè)，并且工藝較為成熟。

密閉裝車過程中揮發(fā)的原油輕組分首先經(jīng)過冷凝系統(tǒng)，逐級冷凝下來，未冷凝下來的少量VOC氣體進(jìn)入吸附系統(tǒng)，經(jīng)過吸附系統(tǒng)凈化后的油氣達(dá)標(biāo)排空。吸附系統(tǒng)一備一用，當(dāng)其中一個吸附罐吸附飽和后，通過真空泵解吸再生，其中解吸再生后的油氣進(jìn)入冷凝系統(tǒng)入口，再次被冷凝。

圖2 .4-1冷凝-吸附回收工藝示意圖

通過實際檢測，該套系統(tǒng)對揮發(fā)性油氣的處理能力為：排放的油氣濃度≤25g/m3，油氣處理效率≥95%，符合國家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。同時，冷凝-吸附過程屬于物理過程，吸附罐中的吸附劑可以回收，能耗較低，產(chǎn)生的污染較小。

3 投資與效益分析

原油裝車系統(tǒng)改造工作投資費用相對較高，但改造后能有效降低人工成本，顯著提高裝車效率。利用油氣回收裝置可對揮發(fā)性油氣進(jìn)行有效回收，提高了能源的利用效率，降低不必要的損耗，增加了收益。因此，從長期收益角度來分析，可采用定量密閉裝車系統(tǒng)和油氣回收系統(tǒng)對人工裝車棧橋進(jìn)行改造。

4 結(jié)語

4.1 利用新技術(shù)可有效控制裝車量，提高汽車裝車作業(yè)效率，有效降低了危險事故的發(fā)生概率。

4.2 加裝的油氣回收系統(tǒng)可避免有害氣體直接排放入大氣，避免了環(huán)境污染。回收的油氣通過冷凝-吸附工藝可進(jìn)行回收，避免石油能源的浪費。

4.3 利用定量密閉裝車技術(shù)可有效降低人員勞動強(qiáng)度，節(jié)約人工成本，也降低危害因素的濃度和強(qiáng)度，保障操作人員的安全。