石化儲運系統油氣損耗與回收探析

歐陽鶴

【摘要】中國目前已經進入石油消費大國的行列，石油使用量日益攀升，石油在生產儲運過程中蒸發損失的石油累積量也非常巨大，損耗的油氣不僅造成資源浪費、環境污染而且帶來嚴重的安全隱患。本文主要立足于石化儲運系統，分析研究石化儲運系統油氣損耗的主要原因，以及對減少油氣損耗和油氣回收的方法進行探討。

【關鍵詞】石油儲運;油氣損耗;油氣回收

1油氣蒸發損耗影響因素

1.1油品的溫度

油品的儲存溫度越高，油品分子的運動動能越大，能掙脫分子問的引力逸出液面的能力越強，逸出的分子數越多。溫度越高，密度越小，分子問的距離增大，引力降低，油品分子越容易逸出液面。因此，油品儲存溫度越高，油品蒸發損耗越大。

1.2儲存油品的表面積

油品的表面積指液面以上為氣相空間的液面面積。儲存油品的表面積越大，油品分子逸出油面進入氣相空間的機會就越多，蒸發速度越快。單位時間內，蒸發損耗越多。對于儲罐來說，油品的表面積與儲罐的橫向截面積一樣。

1.3油品的組成

油品是由多種組分組成的混合物。組分不同，內聚力不同，蒸發速度也不相同。組分越輕，密度越小，蒸發速度越快。

1.4氣相中油蒸汽的濃度

在氣液相共存體系中，既存在液體分子逸出進入氣相也存在油氣分子從氣相撞擊液面返回液相。當溫度恒定時，液相進入氣相的分子數在單位時間內保持不變，若氣相中油蒸汽濃度增高，則預示著同體積混合氣體中油氣分子數增加，撞擊液面的頻率也增加。因此氣相中油蒸汽濃度越高，蒸發速度越快。

2蒸發損耗原因

2.1儲罐損失

油品儲存過程中的揮發主要來自儲罐的大、小呼吸損耗。大呼吸損耗是指油罐進油時，一定濃度的油蒸氣從呼吸閥中呼出，造成了油品的蒸發損失。當油罐向外發油時，吸入新鮮空氣，由于油面上方油氣沒有飽和，促使油品蒸發速度加快，使其重新達到飽和，飽和油蒸氣又在下一次收油操作中呼出。儲罐進油時，由于液面的上升導致罐內的油氣經儲罐通氣管排放到大氣中。小呼吸損耗是指靜止儲存情況下，隨著外界氣溫、壓力在一天內的升降周期變化，油罐排出油蒸氣和吸人空氣的過程中造成的油品損失，生產上也將此類損耗稱為油罐靜止儲存損耗。

2.2油品裝卸損耗

油品由罐區經過機泵加壓送至裝車棧臺各鶴位，通過棧臺鶴管管嘴與火車槽車或汽車槽車連接，油品進入槽車。由于油品在壓力下進入槽車，油品與槽車壁發生碰撞，油品在槽車內擾動會有大量油氣從油品中揮發出進人大氣。這種由裝車導致油品蒸發的損耗為油品裝卸損耗。

2.3清罐損耗

儲罐使用達到規定年限或改裝其他品種介質及儲罐發生泄漏需要進行檢查、動火處理時需要清罐。清罐時將大部分油品轉移完畢后，由于罐底不平或雜質存在，留有部分殘油無法抽取回收，隨著沖洗儲罐含油污水排入下水系統造成大量損耗。在人孔、透光孔打開時和蒸罐時，油氣從儲罐排出，也會造成損耗。

3油氣蒸發損耗的危害及影響

油品蒸發的通常是油品中的輕組分，輕組分的閃點很低，危險性要大，靜電等火源都可能造成火災或爆炸，對儲罐及周邊的環境危害程度很大。油蒸汽具有一定的毒性，特別是油品中的芳香烴、不飽和烴等對大氣環境的危害十分嚴重。損耗的油品在對人體傷害和環境污染的同時，也造成能源浪費，經濟受到損失。蒸發的油品不僅對油品的質量影響較嚴重，甚至導致油品變為不合格。

4油氣回收技術

隨著環境保護要求的提高，利用油氣回收法控制油氣的排放速度并降低油品蒸發損耗在國內外受到了普遍重視。下面主要介紹幾種油氣回收方法：吸附法、吸收法、冷凝法及膜分離滲透回收法。

4.1吸收法

吸收法是一種通過在一定溫度及壓力條件下利用吸收劑對油氣資源中的輕烴組分進行吸收及解吸的油氣回收方法。根據不同的工藝條件，可以將吸收法分為常壓常溫吸收法和常壓低溫吸收法兩類，其中前者的應用范圍更廣泛，其一般是在常壓常溫的條件下在吸收容器內通過吸收劑的作用與油氣充分混合來吸收油氣，該方法所使用的吸收劑又分為可再生和不可再生兩種，可再生吸收劑的適用范圍比較廣泛，而不可再生吸收劑則適用范圍比較小。

4.2冷凝法

冷凝法回收油氣資源的原理是在常壓條件下進行油氣與低溫介質換熱，從而降低其溫度，以使其中的重組分冷凝成液體，然后再對它們進行回收，輕組分則不會發生冷凝，而是直接進人到大氣當中。由于冷凝法是間接換熱，所以低溫介質的溫度會對油氣回收率產生直接的影響。總體來看，該方法的操作比較復雜，對介質溫度要求較高，因此運行成本也相對較高。

4.3吸附法

吸附法是通過吸附劑作用對烴類組分與空氣進行分離，從而達到油氣回收利用的目的。吸附劑的特點是對烴類組分具有較強的親合力，一般常采用的吸附劑是活性炭，它的吸附能力比較強，對油氣中烴類組分的吸附率可高達34%。不過，在高吸附熱條件下，油氣中的烴類組分容易與活性炭發生化學吸附反應，從而導致活性炭的吸附能力大大降低。

4.4膜分離法

膜分離法起源于上個世紀60年代后期，其是在一定的壓力條件下以特殊的方法及材料制做分離膜，然后通過油氣的不同滲透速率實現油氣分離以進行回收的一種方法。以往常用的有機膜由于耐溫性較差、耐溶劑效果較差以及滲透流量較低，所以已經逐漸被淘汰，而現今所常用的是氧化鋁陶瓷膜，這種膜具有耐油氣性能好、耐高溫性能強、抗污染效果好及滲透流量高等優點。

5結語

本文依次簡單介紹了油氣回收技術中的吸收法、冷凝法、吸附法、膜分離法，但單一的回收技術都有各自技術的局限性，隨著國家對排放要求越來越高，現在的主流技術都采用兩種或三種單一回收技術相組合的方式來對油氣進行回收，在油氣儲運中具體應用油氣回收技術之時，需根據實際情況選擇適合的工藝。