油气集输过程中油品损耗及控制

油气集输过程中的油品损耗及控制措施
【摘要】：针对原油在集输过程中存在着一定损耗的现状,本论文在简单分析了原油集输生产中可能导致损耗的各种原因，重点介绍了蒸发损耗的类型。

从储存容器本身和生产管理两方面提出解决办法。

对于进一步降低原油集输过程中的损耗方面的研究具有一定借鉴意义。

搞好油品储存输送过程中油品损耗的控制，不仅是石油生产企业提高经济效益的需要，更是保护生存环境的需要，同时也成为世界能源与环保的一个重要课题。

【关键词】：油品储存输送原油损耗措施
一、目前我单位油气损耗情况统计分析
目前单位油气集输流程部分为开式流程，油气损耗大。

根据有关部门测试，我站内油气损耗在0.4%—0.6%左右；未稳定原油进常压储罐的蒸发与携带损耗为0.7%。

集输管网配置不合理，重复分离、脱水，增加了处理成本油气损耗。

进站阀组管网部分投用时间长，腐蚀严重，造成漏损。

据有关数据统计大罐脱水、大罐油气蒸发损耗、轻烃生产损耗以及其他损耗四大部分。

根据2009年我站技术人员对全年计量数据统计得出全年站内总损耗为1.0%，将各种损耗率平均值统计得出如下柱状排列图
原油损耗的形式
原油在存储和运输过程中, 导致油品损耗的原因有很多, 一般分为漏损、混油损失、蒸发损耗三种,其中蒸发损耗最为严重。

漏损
原油漏损是指油罐或管道的破损泄漏、输油泵阀门盘根填压得不严或连接不严泄漏、油罐加热盘管穿孔或管道腐蚀穿孔、清罐或清管、以及大罐放水时带油等原因导致油量损失。

混油损失
混油损失是指由于倒错流程、同一储油罐存放不同品种的原油、管道的顺序输送、油品置换等都会产生一部分混油。

混油不仅会造成油品数量的损失, 而且还会造成油品质量的损失。

蒸发损耗
原油的蒸发损耗是在原油储运过程中损耗量最大和最常见的, 因蒸发而损耗的轻质油馏分不仅会污染环境、形成不安全隐患, 而且还会浪费能源、造成经济上的损失。

人为原因造成损耗
其中人为原因：脱水开关不及时，操作技能低，责任心不强，净化罐脱水等流程不密闭，拱顶罐油气损耗严重。

1、蒸发损失
蒸发性强是石油成品油的主要性能之一。

油品在受热时，其液体表面的自由分子很容易克服液体引力，变成蒸气分子离开液面而扩散到空间，造成液体油品的蒸发损失，这就是蒸发损牦。

蒸发损耗不仅造成油品数量上的减少，同时还会引起质量的下降。

散失到大气中的油蒸气，一方面污染了环境，另一方面形成了潜在的火灾危险。

但是，蒸发损耗贯穿于石油经营的全部流转过程及每个操作环节。

因此，可以认定，蒸发是造成原油损耗的主要原因，必须引起足够重视。

（一）蒸发损耗的类型
油品的蒸发损耗大体上可分为：自然通风损耗、“小呼吸”损耗“大呼吸”损耗三种。

油品灌装中也会有大量油气挥发出来造成损耗，因此，灌装损耗也可做为蒸发损耗的一种。

1）、自然通风损耗
自然通风损耗是由于罐顶有孔眼或在两个孔眼间存在着高差情况下，因混合气密度比空气密度大，致使罐内混合气从低处孔眼排入大气，外界空气从高处孔眼流入罐内，这种由于孔眼位差和气体密度的不同，引起气体自然对流所造成的损耗叫自然通风损耗。

自然通风损耗多发生在罐顶、罐身腐蚀穿孔或焊缝有砂眼，消防系统泡沫室玻璃损坏，呼吸阀阀盘未盖严，液压阀未装油或油封不足，量油孔、透光孔未盖好等情况下。

由于自然通风损耗原因既有设备问题，也有管理问题，因此只要加强管理，及时维修好设备，自然通风损耗是可以避免的。

2)、小呼吸”损耗
罐内油品在没有收发作业静止储存情况下，随着外界气温、压力在一天内的升降周期变化，罐内气体空间温度、油品蒸发速度、油气深度和蒸气压力也随之变化，这种排出油蒸气和吸入空气的过程造成的油品损失叫“小呼吸”损耗，通常也叫油罐静止储存损耗。

造成油罐“小呼吸”损耗的主要原因是大气温度变化。

当气温从黎明起随着太阳照射增加而升高，罐内油品温度也随之变化，引起蒸发速度加快，蒸发压力提高，当压力超过呼吸阀正压额定值时，罐内油气混合气通过呼吸阀排入大气，这就是油罐的“呼气”过程。

而当日照逐渐减弱时，罐内油品温度也随之降低，蒸发速度逐渐减慢，罐内压力也随之降低。

当罐内压力低于呼吸阀规定的负压额定值时，外界空气通过开启的真空阀被吸入罐内，这就是油罐的“吸气”过程。

因此，油罐的“呼气”和“吸气”过程，每天都在有规
律地周期变化着。

一般来说，每天的“呼气”持续时间比“吸气”的持续时间要长。

影响“小呼吸”损耗的因素很多，主要有以下几点：
（1）与昼夜温差变化大小有关。

昼夜温差变化愈大，“小呼吸”损耗愈大；反之，昼夜温差变化小，损耗也小。

（2）与油罐所在地的日照时间有关。

日照越长，“小呼吸”损耗越多；反之则损耗越少。

（3）与储罐敞口面积有关。

通常储罐越大，敞口时总面积越大，蒸发面积也越大，“小呼吸”损耗也越大；反之，储罐小，蒸发面积小，“小呼吸”损耗也小。

（4）与大气有关。

大气压越低，“小呼吸”损耗越大；反之则损耗减少。

（5）与油罐装满程度有关。

油罐装满气体空间容积小，“小呼吸”损耗就少；空间容积大，损耗也大。

除此以外，“小呼吸”损耗也和油品性质（如沸点、蒸气压、组分含量等）及油品管理水平等因素有关。

因此利用公式计算“小呼吸”损耗有很大局限性，通常还是以计量实测数据作为油罐静止储存损耗量较为准确。

3)、“大呼吸”损耗
油罐在进行收发作业（包括卸油、输转、发油等）时，由于油面的升降变化引起油罐内气体空间变化，进而带来气体压力的升降变化，使混合油气排出或外界空气吸入，这个过程所造成的损耗叫油罐“大呼吸”损耗，有时也叫油罐动态损耗。

当油罐收油时，罐内油面上升气体空间体积缩小，油气被压缩，压力逐渐升高，当罐内混合气压力超过呼吸阀额定正压值时，呼吸阀盘自动开启，混合油气排除罐外。

而当油罐发油时，罐内油面逐渐降低，气体空间随之增大，油气压力减小，油气浓度降低，油品不断蒸发以保持一定平衡。

当罐内气体空间压力低于呼吸阀额定负压值时，真空阀盘自动打开，外界空气被吸入罐内。

如果油品是在两个油罐间输转（倒罐或向高架罐输油），则发油罐液面不断下降，罐空增加，
负压值不断增大直至吸入空气，而收油罐液面不断上升，罐空减少，压力增大直至油气排出。

因此，在油品输转时，“大呼吸”损耗在两个罐间是同时发生的，通常也可用输转损耗来表示。

影响“大呼吸”损耗的因素也很多，最主要的有以下几点：
（1）与油品性质有关，油品密度小，轻质馏分越多，损耗越大；蒸气压越高，损耗越小；沸点越低，损耗越大。

（2）与收发油速度快慢有关。

进油、出油速度越快，损耗越大；反之，进油、出油速度越慢，损耗越小。

（3）与罐内压力等级有关。

常压敞口罐“大呼吸”最大。

（4）与油罐周转次数有关，油罐收发越频繁，则“大呼吸”损耗越大。

除此以外，“大呼吸”损耗还和油罐所处地理位置、大气温度、风向、风力、湿度及油品管理水平等诸多因素有关。

因此，利用公式计算油罐“大呼吸”损耗也有很大局限性。

在
生产管理和科研实验中，多以计量实测数据为准。

(二)、人为损耗和设施不良损耗
根据国内外石油行业经验值，以拱顶罐为净化罐储存和外输，油气损耗是浮顶罐的4倍。

由于车、船在运行中振荡、颠簸，加速了装载容器内成品油的蒸发。

特别是当储存、运输容器密封程度不良，装载量超过安全高度，不仅造成蒸发损耗，甚至造成油品外溢，增大损耗量。

二、降低油品损耗措施
1、降低油罐内油品温度及变化幅度
通过降低油罐内油品的温度及变化幅度，可以有效地降低油品的“小呼吸”损失。

通常采强反光的防腐材料涂刷油罐表面，淋水冷却，安装反射隔热层，采用非金属油罐或者覆土油罐等措施。

表1为涂料的颜色对油品损耗的影响，表2为有无隔热层对油品损耗的影响。

项目油罐使用涂料的颜色
从上表可以看出颜色越深损耗越强。

项目有无隔热层对油品损耗的影响
2、强化管理，改进技术，加强设备维护保养，严格执行操作规程
严格管理，遵守现有的各种工作规章制度，通过改进操作技术来减少油品的蒸发损耗，如尽量高液位储存，减少中低液位储存以减少气体空间体积，降低呼吸损耗，尽量减少油品转输和中间转运环节；加强设备维护保养。

重点是定期检查油罐的密封情况，特别是机械呼吸阀、液压安全阀、油口及计量装置等等，采用人工量油检尺的应尽可能在罐内压差最小的清晨或傍晚吸气结束后进行。

所有油罐、机泵、管道、阀门、卸油臂快速接头等连接部位，运转部位和静密封点部位都应连接牢固，做到严密、不渗、不漏、不跑气。

接卸油品，必须卸净、刮净、倒净，尽量避免容器内油品粘附或残存油过多。

油品灌装要做到不超高、不超量、不超压、不跑油、不溢罐。

化验废油再回收。

由于化验天天对不同地方的来油进行采样分析，虽然每次的量并不多，但积少成多，这样的消耗同样很大，我们采取了把废油倒入污油缸的方法，把它在重新打进油罐，这样为单位节省了许多不必要的浪费。

遵章守纪，防止并杜绝一切人为责任事故发生。

3、合理选用油罐附件
为了减少油品的呼吸损耗，最好在呼吸阀结合管下方装设呼吸阀档板，可以减少蒸发损耗量的20％～30％。

对于固定顶罐在罐顶上用于通气计量和取样的许多开口，必须使用密结构的附件。

4、改善操作条件
（1）采用“泵到泵”输油方式，实现长距离密闭输油，消除各站的呼吸损失。

（2）实现自动控制，进行密闭检尺。

（3）输量要均衡，减少中间站油罐液位大的波动
5、提高油罐的承压能力
提高油罐的承压能力，对降低油品蒸发损耗效果是十分明显的。

当油罐的压力达到5 684 Pa时，“小呼吸”损耗为大气罐的52％，当提高到14 700Pa以上时，则可基本上消除“小呼吸”，同时也会大大减少“大呼吸”损耗。

6、建造或改建浮顶油罐，消除液面上气体空间
浮顶油罐的液面全部为浮顶所覆盖，没有气体空间，油品温差变化小。

因此，油品大小呼吸损耗能大幅度减少。

有关资料表明，内浮顶油罐和拱顶油罐相比，可减少油品蒸发损耗，而且拱顶罐改建内浮顶罐，投资回收期短，大多在一年内
即可回收全部投资。

国外储存汽油大多采用浮顶油罐，国内则推广使用内浮顶油罐，目前我国新建汽油罐、煤油罐较多地采用了装配式铝合金内浮顶油罐。

7、采用集气法，建造集气罐和回气管路
为防止油气挥发进入大气，把储存同类油品的油气罐体空间，从罐顶用管线连通，并和集气罐相连。

当油罐有收、发作业时，各罐油气可以相互交换，集气罐可根据系统的压力自行调整其容积，为油罐排气、吸气起到调节平衡作用。

因此，这种油罐就不会吸入空气，排出油气，从而起到防止油品蒸发损耗的目的。

在相同温度和密封条件下储存同一种汽油，装油量为油罐容积的20％时的蒸发损失是装油量为油罐容积95％时的8倍。

为减少油面上的气体空间，除日常储备应尽量装满，减少油气空间，更应选用内浮顶油罐。

内浮顶油罐和固定顶油罐相比，可减少油品蒸发90％～95％左右。

目前，日本已有98％的原油、95％的石脑油和82％的汽油储存于内、外浮顶罐中，大大减少了油品蒸发损失。

8、结合实际采用的有效方法
由于春秋的天气多变，为了充分节约能源，在天气比较暖和的时候，我们会停止供热以节省能源，而温度较低时再重新点炉，这样为单位避免了不必要的损耗。

实际如果允许可以采用油油换热器
三、总结认识应用
1、降低油品损耗不仅是改善环境、节约能源的大事，也是企业自身加强管理，提高经济效益的重要保障，因此我们应采取相应措施降低损耗，防止产生不应出现的额外损耗。

2、通过以上总结得出：引起油气蒸发损耗的原因主要有：油温变化；油罐顶壁同液面间体积大小；油罐罐顶密封不严；油罐大小呼吸等。

国内外经验统计数据表明拱顶罐是浮顶罐油气损耗的4倍。

我站现有12座原油储罐，尽量使用4具万方浮顶罐进行产进、备输、转油、外输操作，而万方罐脱水进入拱顶罐进行加温沉降等处理，减少拱顶罐储存时间。

3、加强制度落实，及时关闭大罐脱水避免损耗。

为保证外输原油含水不超，
必须对净化油罐进行分层取样、化验，对于含水超过0.5%的净化油、油水夹层以及乳化液必须脱至污油池，打回沉降罐重新处理。

参考文献
【1】输油工，石油工业出版社，2003年12月，P7。