油品儲運過程中油氣揮發問題研究

邵瑞

摘要：在我國基礎產業迅速發展過程中，我國基礎產業管理能效也不斷提升，以石油工業為重點的冷產業效益也有了大幅度的提升。石油產品儲運已成為社會經濟發展的重要模塊。本文根據石油產品儲運環節油氣揮發問題，結合現階段石油長運輸管道回收裝置設計質量控制要點，對石油產品儲運階段油氣揮發控制進行了簡單的分析，以期為石油產品儲運效益的提升提供有效的借鑒。

關鍵詞：油品;儲運;油氣揮發

前言：石油工業產業本身就具有較大的污染性，在石油產品儲運階段任何微小的故障都會造成極其嚴重的安全事故，對區域環境也具有較大的威脅。因此，為了降低石油產品儲運環節安全風險發生概率，石油產品儲運管理人員就需要加大先進技術及設備的應用，保證每一個石油產品生產、加工運輸環節的精細化管理。在這個基礎上，為了進一步降低石油產品儲運階段對周邊環境造成的壓力，對石油產品儲存運輸階段油氣揮發問題進行適當分析非常必要。

一、油品儲運環節油氣揮發問題

1、油品儲運環節油氣揮發物質概述

石油產品儲存運輸階段主要揮發物為閃點<45.0℃的煤油、汽油、原油、輕石腦油等易揮發性油品[1]。

2、油品儲運環節油氣揮發主要影響因素

油品儲運環節主要油氣揮發模塊主要為油品儲存階段油氣揮發、汽油灌裝階段油氣揮發兩個模塊。其中油品儲存階段油氣揮發主要因素為儲罐進油階段液面迅速上升導致的油氣排放、或者晝夜溫差變化引起的油氣壓力導致的油氣排放。一般來說在儲罐進油階段，汽油油氣揮發率最高為1.40kg/（t*次），而原油油氣最高揮發率為1.00kg/（t*次）;而在晝夜溫差變化導致的油氣揮發階段，根據我國南北方溫度變化，油氣揮發率也有較大的差異。如在我國南方，若某一油罐總儲蓄量為4000m3，年周轉頻率為10次，則其由于晝夜溫差變化而導致的油氣損耗為25t/a。

汽油灌裝環節導致的油氣揮發主要產物為烴類污染物。在汽油進入槽車環節，由于汽油灌入速度較快，整體容器內部會產生高頻率運動，在煉廠成品油出廠、油庫汽油進入槽車、加油站汽油卸入埋地罐或注入汽車油箱環節，都會產生油氣揮發問題。且由于油料在各油庫間均為敞口運轉方式，最終揮發的油氣會直接進入大氣環境，造成嚴重的環境污染。

二、油品儲運環節油氣揮發回收裝置設計

1、主要工藝流程及設備

一方面，在新型石油產品儲存運輸油氣揮發回收裝置設計過程中，需要取消以往大罐抽氣裝置氣動儀表、氣囊及空氣凈化系統。并依據SD裝置自動原理，以油罐揮發油氣主要流動管道，進行了玻璃管道的設計。玻璃管道與油氣分離器、水封罐直接相連，而在油氣分離器中可將揮發油氣分為輕質油、水，最后利用壓縮裝置進行回輸利用。

另一方面，基于油罐氣微壓的油氣揮發回收裝置主要設備為壓縮機。而基于水環真空壓縮泵、滑片壓縮泵、離心壓縮泵在密封性及操作模塊存在的弊端，在本次SD控制設備選擇環節，主要采用注油活塞式壓縮機，或者外帶循環泵無油潤滑活塞式壓縮機。在實際應用過程中注油活塞式壓縮機或者外帶循環泵無油潤滑活塞式壓縮機可以根據石油產品儲存罐內部氣體容量的變化，自動調整泵送頻率。該設備排氣壓力為0.28MPa，排氣量為3.0m3/min，進氣溫度及排氣溫度分別為≤40.0℃、<140.0℃。

2、控制儀表及變頻器設計

合理選擇控制儀表是油罐揮發油氣回收裝置回收效率的主要影響因素。在控制儀表選擇過程中，主要根據石油產品儲存罐壓力變化，選擇合理的控制儀表。一般來說，我國油品儲存罐設計壓力為-1800.0Pa，+2500.0Pa。而基于石油儲存罐使用時長及強度要求，應至少控制油罐控制壓力在100.0Pa以上。因此可選擇微差壓變送設備作為油氣回收用控制儀表。微差壓變送設備最大測量量程可達到600.0Pa，具有較高的計量精度。

在變頻器設計階段，依據油品儲存裝置油氣揮發、油氣排除變量間聯系，可依據基礎變頻控制程序，設計具有多種控制功能的SLACQ-100型。該變頻控制柜主要為全自動閉環控制模式，其可以通過一次儀表將油氣揮發量轉化為20mmA以內電信號，隨后通過線路進行電信號傳遞。依據石油產品儲存裝置油氣揮發量的變化，自動控制電機轉數。若石油儲存罐內出現氣量增加且首臺壓縮設備滿負荷運行生產要求無法達到時，該變頻控制系統可以將首臺壓縮裝置調節為工頻運行模式，反之則穩定在變頻運行狀態。

3、裝置結構及SD裝置設計

基于油罐氣微壓的油氣揮發回收裝置主要設計油氣回收能力為1500-10000m3/d之間，主要包括壓縮機撬塊、控制撬塊兩個模塊。其中壓縮機撬塊主要包括水封罐、壓縮機、微差壓變送器等;而控制撬塊主要為多功能控制柜。

三、油品儲運環節油氣揮發控制措施

1、石油產品儲存環節油氣損失控制

為了避免固定頂油儲存導致的輕質油品損失，可優先選擇浮頂油罐、內浮頂油罐進行輕質油品儲存。由于浮頂油罐、內浮頂油罐在液體上部具有油氣回收浮頂[2]。同時依據液位變化，浮頂可以自由升降，從而有效降低油罐進油或晝夜溫差變化導致的油氣揮發。通過將固定頂油罐改裝為浮頂油罐、或者內浮頂油罐，可以在增強油罐安全穩定性的同時，有效減少油氣污染問題。以我國南方年周轉10次的4000m3汽油固定頂油罐為例，若將該油罐改裝為浮頂或內浮頂油罐，主要改裝資金損耗為16萬元。而改裝之后可以降低75t/a以上的油氣損耗，約人民幣10500元/a，可在兩年內收回投資。

2、強制推廣三次回收裝置

依據我國《大氣環境綜合排放標準》GB16297的相關規定，由于我國相關標準規定氣液比均為1/1.2，而在氣液比為1/1時，真空輔助油氣回收裝置回收率可達到80%左右，而在氣液比提高至1/1.3時，真空輔助裝置可達到96%以上的油氣回收率。雖然氣液比提高可以優化真空輔助油氣回收系統回收效率，但是由于氣液比過大，導致增加的大氣進入油罐內，進一步增加了埋地油氣儲存裝置內部飽和油氣壓，致使多余油氣極易通過卸壓閥進入大氣。這種情況下油氣裝卸環節油氣揮發率就遠超過國家標準規定。因此，在實際油氣揮發問題處理過程中，管理人員可在加油站區域安裝三次回收裝置。即在二次油氣回收裝置安裝的基礎上，針對卸壓閥門位置出現的油氣揮發問題，為了進一步降低非甲烷總烴排放效率，可以進行三次油氣回收裝置的強制推廣安裝。或者適當降低氣液比，降低油氣揮發率[3]。

此外，針對我國油氣回收整體布局，在機動車行業可推廣安裝ORVR系統，即車載加油蒸汽回收裝置。車載加油蒸汽回收裝置主要安裝在機動車內部郵箱、加油槍之間的位置。在機動車輛加油環節，油箱中揮發的油氣可以直接被車載活動碳罐吸收。隨后在發動機運轉環節，車載加油蒸汽回收裝置可以通過發動機進氣管將活性炭吸附油氣進行重復利用。

總結：

綜上所述，在汽車工業迅速發展過程中，我國油庫、加油站數量也急劇增加。而由于汽油屬于輕質油，在運輸、儲存過程中會出現大量的油氣揮發。油氣揮發不僅影響了油品質量，而且對周邊環境造成了較大的污染。因此，在石油產品儲存運輸階段，石油運輸企業可以從源頭入手，優先采用浮頂或內浮頂作為汽油等輕質油儲存裝置。結合油氣回收裝置的設計運用，可實現投入、效益的最大化回收。

參考文獻：

[1]韓冰. 油品儲運過程中油氣揮發問題研究[J]. 石化技術， 2015， 22（8）：55-55.

[2]呂珊珊. 油氣回收的必要性及油氣回收技術[J]. 山東工業技術， 2014（20）：249-249.

[3]鄭濤. 油品儲運過程中油氣揮發問題及對策分析[J]. 化工設計通訊， 2018（2）：62-62.