降低原油罐車裝車油氣損耗的幾種方法

劉清云 趙振剛

摘 要：本文以汽車罐車裝運原油為例，指出了油品蒸發損耗帶來的嚴重危害，分析了引起油罐車損耗的原因及影響因素，提出相應的降低原油罐車損耗的措施。

關鍵詞：油罐車；蒸發損耗；密閉裝車；油氣回收

石油及其產品作為多種碳氫化合物的混合物，其中的輕組分具有很強的揮發性，在儲運環節不可避免地會有一部分較輕的液態組分氣化，排入大氣而造成油品損耗。這不僅造成了經濟上的損失，同時損耗的輕質油會對環境造成污染，危害人身健康，且在局部地區構成潛在的火災危險。

隨著國內外對節能、環保及安全問題的日益重視，據有關專家統計：利用所研制的原油罐車人孔密封裝置及揮發油氣收集系統，在大慶油田西油庫開展了罐車裝油蒸發損耗量測試現場試驗，研究結果表明：原油裝車損耗率平均為0.05%左右，與已知成品油的損耗率相當，色譜分析結果顯示，揮發油氣中20%的油蒸汽主要是C4～C7的烴類，且其正構烷烴的含量高于相應異構體含量。這些數據表明，油品在裝車過程中的蒸發損耗的數量確實是相當可觀的，這對當前世界范圍內存在的能源危機來說，愈加顯得問題嚴重，長期以來，如何更加有效地降低油品蒸發損耗，一直是石油儲運專業人員需要研究和解決的一個重要課題。

一、原油裝車油氣損耗帶來的危害

1、油品數量減少

據統計，原油裝車損耗率平均為0.05%左右，若以總損耗率為0.05%估算，集輸總廠輸油分廠東營交接隊南區裝油點年裝運車次達2萬余輛，年裝油量100萬余噸，每噸原油2000元計算，每年損耗的原油為0.05%×100=500噸，損耗的原油價值為0.05%×100×2000=100萬元，而實際的油氣損耗還遠遠不止這些，因此在灌裝過程中的損耗是不容忽視的。

2、油品質量降低

由于蒸發的都是油料中的最輕組分，因此油品蒸發還會嚴重影響油品質量，甚至使合格油品變為不合格。例如，汽油因蒸發損失，造成起動性變差，抗爆性下降。當航空汽油的蒸發損失量達到1.2%時，其初餾點升高3℃，蒸氣壓下降20%，辛烷值減少0.5個單位〔2〕。而對于東營交接隊的裝油廠家來說原油輕組分蒸發，造成原油煉化過程中成品油質量下降。

3、環境污染影響健康、危害安全

油氣蒸發散失到大氣中，污染了大氣，人體吸入油蒸氣，極大的損害了健康。散失于大氣中的油蒸氣超過一定濃度，會給局部地區構成潛在的火災危險，造成裝車現場安全系數降低。

二、引起原油裝車油氣損耗的原因

1、裝油流速的影響

在國家和行業標準中對原油罐車裝車的流速都有明確規定：

標準一：GB50074-2002《石油庫設計規范》中的有關規定：裝卸車流速不應大于4.5m/s。

標準二：SY/T5225---2005《石油天然氣、鉆井、開發、儲運防火防爆安全生產技術規程》中原油裝卸中規定：裝卸車流速應控制在4.5m/s以下。

利用以下公式對現場部分裝車進行測算，某車開閥門時間為9：35分，關閥門時間10：04分，裝油量為57.88t，時間是29分鐘，則該車輛裝車速度為4.75m/s。用公式1計算速度：

………………….公式1

式中：v—裝油流速； G—裝油量； d—裝油口內徑t—裝油時間

ρ—所裝原油密度（這里按892kg/m3計算）。

由此可得出結論裝車速度越快造成的蒸發損耗越多。

2、注油管（噴濺裝油裝車專用）長度的影響

任何形式的油品蒸發損耗都是在輸、儲油容器內部傳質過程的基礎上發生的。這種傳質過程包括發生在氣、液接觸面的相際傳質，即油品的蒸發，以及發生在容器氣體空間中烴分子的擴散。目前東營交接隊裝車采用上部噴濺式裝油，在裝油過程中，油品在車內翻騰飛濺劇烈，油面波動大，裝車過程中大量的油氣混合氣體從裝油口逸出，氣體量比裝車量大得多。混合氣體中的油品蒸汽濃度是逐漸增大的，在快裝滿車時，逸出的混合氣體中油品蒸汽濃度將迅速上升，因此注油管深入罐車的高度直接影響裝車損耗。注油管越長越減少油面波動，相反注油管越短液面越翻騰，油面波動越大，由此造成的油氣損耗越多。

3、環境溫度的影響

在其他條件（如油品種類、裝車速度、軟管深入車內的位置、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，大約在20%-30%左右。因為罐車內油品的溫度晝夜變化很小，在裝車過程中，雖受外界溫度的影響，但由于裝車速度快，溫度無明顯變化，但是罐車中氣體溫度晝夜變化很大，白天它高于油溫，夜間它低于油溫，在裝車過程中，從油面蒸發出來的油品分子，不僅以擴散方式上上運動，而且由于上下溫差形成自然對流。白天車內氣溫高于油溫，油面上的蒸汽大濃度層受油面的影響，它的溫度低于上部氣體溫度，因而不能形成向上的對流；而晚上裝車就出現相反的情況，因受油面溫度的影響，油面上的蒸汽大濃度層的溫度高于上部氣體溫度，形成向上的對流運動，其結果使車內氣體空間中蒸汽濃度增大，隨著對流運動的加劇，大濃度層的許多油品分子進入上部氣體空間，油品蒸發現象有劇烈的進行。這就是晚上裝車損耗大于白天裝車損耗的原因。

4、其他形式的損耗

由于各種類的油罐車車況參差比齊，拉油司機的素質不盡相同，導致進庫前未認真檢查車輛的泄油閥、以及各個零部件，導致裝油過程中原油泄漏，或者由于種種原因出現冒罐、跑油或是裝油閥滲漏等情況。同樣造成原油不同程度的損耗。

總結：影響裝車損耗的主要因素是注油管高度、裝油速度及環境溫度。

三、降低原油裝車油氣損耗的措施

由于油氣密度由油品內在組成而定，無法改變，因此只要設法使油氣濃度和排出的氣體體積盡量減少，則損耗就一定會降低。

在生產實踐中，降低油品損耗的措施歸納如下：

1、建立健全規章制度。加強原油裝車現場管理，降低損耗必須從提高油品經營管理水平入手，建立一套行之有效的、符合現代科學管理要求的規章制度，則是做好油品儲運管理工作的基礎。

2、采用一卡通自動裝車系統與液下密閉裝車技術，以及裝車鶴管應伸至罐車底部進行裝車來降低裝車損耗。

3、加大裝油鶴管，降低裝油速度，縮短油罐車在油庫內的停留時間，實現損耗最小化。 裝油過程中，假設鶴管口的橫截面積不變，原油裝車時間跟罐液位平方根的差值成正比。通過更換大口徑鶴管以及采用高液位自壓裝車從而降低裝車速度，降低損耗。

3、由于環境溫度的變化對蒸發損耗的影響，降低溫差變化幅度對減少蒸發損耗具有決定性意義。盡量采用白天裝車，避免夜間裝車，既有利于降低損耗又方便人員操作。

4、加強職工的責任心，嚴格執行操作規程，同時加強拉油司機的入庫教育、以及加強設備維護保養等，杜絕跑、冒、滴、漏現象。是減少油品裝車損耗的重要保證。

5、收集和回收油蒸氣。為防止油氣散失于大氣中，將各鶴管口用管道接通，并與一集氣罐相連，構成一密閉的集氣系統。集氣罐的儲氣容積可根據系統的壓力狀況自動調節，收到降低損耗的效果。

結束語：通過以上分析表明，只要了解引起油品裝車損耗的原因，采取切實、可行、有效的措施，同時加強油品儲運經營的科學管理，油品裝車損耗就一定會降下來。

參考文獻：

[1] 郭光臣，油庫設計與管理，石油大學出版社，1991.

[2]GB50074-2002，《石油庫設計規范》，2002.

[3]SY/T5225---2005，《石油天然氣、鉆井、開發、儲運防火防爆安全生產技術規程》，2005.