汽车油罐密闭装卸与油气回收系统工艺研究

汽车油罐密闭装卸与油气回收系统工艺研究
针对汽车油罐顶部敞口装油的不足，分析了装卸油密闭装置和油气回收技术研究应用现状，提出了在改进装卸油密闭装置的基础上，采取油气管道和专用设备相结合的油气回收工艺设计，大大提高了油料装卸效率和作业安全系数，同时，减少油气排放，更有利于环境保护，具有一定的前瞻性和较高的推广应用价值。

标签：汽车油罐；密闭装卸；油气回收；工艺
1、研究背景
目前，油库向汽车油罐车发放油料时多采用顶部灌装方式，其蒸发损耗大，在浸没状态下，油气浓度最大时可达到95%。

据估算：发出15000公升油料，大约损耗30～100公升，平均损耗率达0.2﹪～0.7﹪左右。

不仅造成经济损失和油料质量下降，污染了环境浪费了能源，而且造成安全隐患。

同时易产生中毒的危险影响作业人员身体健康。

由于加注方式的制约，油气回收和处理无法同步，给安全生产、环境保护等造成极大危害。

因而采用密闭式加注油料方式，建设行之有效的油气回收系统工艺，进行相应的配套建设是解决油气挥发、降低安全隐患的有效途径。

2、总体设计思路
本着节约油料、保护环境、确保安全以及营造良好的工作环境出发，改变目前敞口式汽车油料加注方式，设计行之有效的密闭油料加注系统，并研制一批与之相配套的设备，建成密闭油料加注系统，减少油气排放，同时采用油气回收系统，实现油气回收再利用。

2.1汽车油罐密闭加注油料系统设计思路
应用三通式密闭加油装置，在上装式加注油罐车入口和发油鹤管出口处，实现油罐车顶部密闭装油；应用国际加油接头，在零发油亭底部连接管线，实现油罐车下部加注油料。

对汽车油罐设备进行改造，加设或改进相应的装置设备，以利于顶部和下部密闭加油。

在实现上述两项加注方式的同时，应用油气回收系统，同步实现油气回收，完成油气的回收再利用。

2.2汽车油罐油气回收系统设计思路
对油库汽车油罐密闭装油系统相配套油气回收工艺系统，进行设计改造及相应的装备研究，形成统一配套的油气回收系统。

对油库汽车油罐下部密闭加注油系统相配套的油气回收工艺系统，进行设计改造及相应的装备研究，形成统一配套的一次与二次油气回收系统。

对油气回收的相关工艺进行研究，以增加油气回收效率，降低油气回收成本，满足油库、加油站建设需求。

研究油气回收的相关设备，形成功能完善、系统配套，与油库汽车油罐密闭加注油系统配套的装备设
备。

3、汽车油罐密闭加注油料系统工艺
密闭加注油料系统可分为上部密闭加注油料系统与下部密闭油料加注系统两种。

在汽车油罐加注油时，分为油库发油亭油料灌装及油库站油料注入（卸装）两个程序。

目前，汽车油罐使用的大多为上部油料灌装系统，下部卸装，油料下部灌装是今后发展的方向，因而可将密闭油料加注分为上部密闭灌装系统、下部密闭灌装系统、下部油料卸装三个程序，以适应与现阶段上部油料灌装对罐车改造工艺的需求，同时适应未来汽车油罐车制造工艺发展的要求。

3.1下部密闭油料加注系统
从长远发展上看，下装油料加注方式是油料供应发展的主要模式，也是油库工程改造和汽车油罐车工艺改造的主要研究方向[1]。

3.1.1下部油料密闭灌装系统
下部密闭灌装发油系统，又称下装发油系统，利用下部快速接头，通过安装在车辆右侧底部的接口联接灌装，其系统装置由进口阀、过滤装置、泵、单向阀、消气阀、出口阀、球阀、流量计、电液阀、下装鹤管、静电接地和防溢油系统组成。

下部灌装设计为一带三的形式，即一台泵连接三个出油口，可以同时给三辆车同时加油，考虑到节能降耗，在电机控制部分加装变频器。

下部密闭灌装发油系统工艺流程：油品从油罐车的底部底阀灌装，油气通过油罐车顶部油气回收阀收集进入回收处理系统，使油气回收和发油系统成为一个密封的整体，功能更加完善，油气回收更加简单、有效。

3.1.2下部油料密闭卸油（加注）系统
下部油料加注系统，是指将各油品储油罐引出的回气管道连通，使储油罐上部空间连通。

从连通的回气管道延伸铺设到卸油口旁，加装与卸油口相同的卸油口部件（作为回气口）。

下部密闭油料卸油系统工艺：用三通和弯头将加油站各储油罐的呼吸管的顶端连通，将呼吸管原来所用的呼吸阀改装成压力真空阀或阻火通气帽。

将压力真空阀或阻火通气帽的开启压力范围调整在-2000Mpa～+750Mpa。

油罐车和加油站储油罐形成相对密闭的系统。

油罐车向加油站储油罐卸油过程中，与卸出的油料等体积的油气被置换出来，将此部分油气置换到油罐车内。

结合回气管线快速接头与放空管线开关于一体。

卸油时，罐车回气管接上后，自动关闭放空管线。

卸油完毕，油车回气管脱离，自动打开放空管线。

3.2上部密闭油料加注系统
上部密闭油料加注系统，主要包括上部密闭油料灌装系统和下部密闭油料卸油系统两部分组成。

上部密闭油料灌装系统是针对现有的汽车油罐车、油库发油亭构造，通过密闭鹤管、加设密闭加油装置等实现灌装油料，上部灌装工艺流程是用上装鹤管给有上装油口的油罐车加油的工艺，灌装系统一般由阀门、过滤装置、泵、单身阀、消气阀、球阀、流量计、电液阀、上装鹤管、静电接地和防溢油系统组成[2]。

3.2.1三通式密闭加油系统装置研究
油库上装式密闭油料加注和油气回收装置技术为重庆耐德工业股份有限公司与中石化上海石油分公司共同享有的专利技术，与传统的汽车顶部密闭装车鹤管相比，不仅解决了锥套形密封帽未能解决的因重载时罐口下移而造成的密封不可靠的技术难题，还克服了磁性密闭装置使用寿命不长等缺点。

对于改建或改造油库而言，如需实现密闭装车，选用油库上装式密闭油料加注和油气回收装置，改造费用大约为2万多元；而选用下装密闭装车鹤管及汽车罐体改造费用大约为5万多元。

因此，采用上装密闭装车所需费用远远低于采用下装密闭装车的费用。

3.2.2汽车油罐上装密闭灌装系统工艺效果分析
一是可以在汽车油罐车内形成下压，适当的对油气线出口进行调整，在油气回收管线内呈现持续的正压环境，油气会在此正压下排往回收装置，减少了油气的挥发损耗。

二是由于充分利用了灌装时油气产生的压力，实现了罐口密封盖的压力平衡，可以实现罐口的密封，最终达到密闭装车的工艺要求。

三是油气回收密闭罩由于采用了弹簧助力作用，使得回收罩在罐口具有预紧力作用，可以保证密封盖与罐口紧密接触。

同时，在设计时采用了柔性好的密封垫，使得密封性能得到了很大的改善。

四是由于罐口变化较大，油气回收密闭罩主要设计对大多数油罐车进行密闭装车，对于特殊的车型，则可以通过增加独立的密封垫或者回收罩等来配合实现。

4、汽车油罐油气回收系统工艺
油气回收系统主要有两种方法，油气管道方案和专用设备油气回收方案。

油气管道方案，是指通过密闭加注油料设备，将加注过程中所排出的油气用管道（软管、固定管道）送回到油罐，并且把油罐的气相空间用管道连通，形成“油出去、气回来”的一种动态平衡系统，平衡不了的油气，通过集中高空排放。

专用设备方案是指通过密闭加注油料设备，将加注过程中所排出的油气用管道（软管、固定管道）送回到油气成分专用设备，通过专用设备将油气中的油料
成分回收集中，送回到油罐。

专用设备按其工作原理可分为5种基本形式：冷凝法、吸收法、吸附法、膜设备和燃烧法等五种，可选用其中一种或几种组成联合体，针对不同的使用条件和要求具体分析比较后确定使用。

在油气回收系统工艺设计方案中，采取油气管道与专用设备相结合的办法，具体工艺是通过管道该当将大量的油气平衡后，把多余的、平衡不下来的少量油气送给专用设备进行处理，使专用设备的规模变小，形成一个既省钱又使整个油库的油气真正做到平衡，避免油气的排放，保护了环境，提高了安全系数。

5、结论
通过改装汽车油罐车，装配油料密闭加注设备，设计了适应汽车罐车的密闭加注油料系统工艺，实现了上装和下装式密闭加注，有效的降低了油气蒸发。

设计了汽车油罐油气回收系统，与密闭加注系统装置相配合，同步油料加注过程油气回收，从而避免了加注过程中油气的蒸发损耗，实现了回收再利用，节约了油料保护了环境，又提高了安全系数，消除了油气积聚造成的安全隐患。

参考文献：
[1]韦海燕.何仁.蔡锦榕.《新型车载油气回收装置设计》[J].汽车技术，2008，（12）：32-34.
[2]崔永超.《成品油油库油气综合处理技术及工艺设计》[J].广州化工，2010，（9）：247-248.。