油品蒸发损耗的分析及降低措施

油品蒸发损耗的分析及降低措施

摘要：详细介绍了引起油品蒸发损耗的原因及蒸发损耗造成的危害，并提出了降低损耗的几点措施。

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1 研究油品蒸发损耗的重要性

中国石化股份公司已成功地在海外上市，在不断抢占市场、扩大销量的同时，我们更应该向管理、科技要效益，提倡健康、安全、环保一体化。油品蒸发损耗会降低油品质量、减少数量，直接影响企业的经济效益，亟待引起各级管理人员、各类石油库和加油站经营者的足够重视。长期以来，如何更加有效地降低油品蒸发损耗，一直是石油储运专业人员需要研究和解决的一个重要问题。在一定意义上讲，重视油品蒸发损耗问题就是重视企业效益、企业安全、油品质量和环境保护。石油及其产品是多种碳氢化合物的混合物，其中的轻组分具有很强的挥发性。在石油的开采、炼制、储运及销售过程中，由于受到工艺技术及设备的限制，不可避免地会有一部分较轻的液态组分汽化，逸入大气，造成不可回收的损失，这种现象称为油品的蒸发损耗。

油品蒸发损耗属于自然损耗，适当范围内的损耗具有一定合理性，得到各种油品蒸发损耗定额的认可。而且，这种损耗是以缓慢的形式持续发生的，损耗量的大小常常被产品计算误差所掩盖，因而不易引起人们的注意。但是，调查资料表明，油品蒸发损耗的累计数量是十分惊人的。根据1995年第四届国际石油会议报道，在美国，油品从井场经炼制加工到成品销售的全部过程中，油品损耗的数量约占原油产量的3％。1975年前苏联石油化学工业部所属企业的调查表明，炼厂中的油品损耗量约占原油加工量的2．47％，其中纯损耗的70％是发生于原油罐、调合罐和成品油罐的蒸发损耗。70年代末至80年代初，我国炼油厂储运系统的油品损耗占原油加工量的0．3％～ 0．45％，其中储罐中油品的蒸发损耗占60％以上。这些数据表明，油品蒸发损耗的数量确实是相当可观的。若以总损耗率为3％估算，全世界每年散失于大气中的油品约有1亿t，相当于我国1999年原油产量的60％。这对当前世界范围内存在的能源危机来说，愈加显得问题严重。

2 油品蒸发损耗的危害，油品蒸发损耗的危害主要有5个方面：

2·1 蒸发损耗使油品数量减少

油品蒸发损耗是油品损耗中数量最大和最常见的。储存中的蒸发损耗包括：储罐自然通风损耗、储罐“小呼吸”损耗、收发油品时储罐的“大呼吸”损耗以及空容器装油时产生的损耗四类。例如，一个5000m3拱顶汽油罐，昼夜温差在20℃左

右，综合上述四类蒸发损耗测算，一年可造成200～300t油品蒸发损耗，这一“无形”且每时每刻都在发生的蒸发损耗使油品数量减少，从而影响油品销售企业的经济效益。

2·2 蒸发损耗使油品质量降低

油品的蒸发损耗不仅造成油品数量的损失，还导致油品质量的下降。当原油蒸发损耗1％时，相对密度约增加0．002。以汽油为例，随着轻馏分的蒸发，汽油的初馏点和蒸馏曲线l0％馏出温度升高，气化性能变坏，即汽油的启动性能变差。此外，蒸发损耗还加速汽油氧化，增加胶质、降低辛烷值。胶质能在发动机燃料系统中沉积而加剧机件磨损，降低工作效率；辛烷值降低使汽油在发动机中燃烧时的抗爆性能变坏。

2·3 蒸发损耗造成经济损失

由于油品蒸发损耗是以缓慢形式持续进行的，累计造成大量的油品数量减少、质量下降，带来巨大的经济损失。一个5000m3拱顶汽油罐一年因蒸发损耗造成的经济损失至少在3～5万元。

2·4 蒸发损耗造成环境污染

油品的蒸气弥漫在大气中，含有许多有害成分，如四乙基铅、硫化物、氮化物等都对大气环境造成污染。1m3石油品蒸气可使2000m3大气受到污染。环境保护作为我国的一项基本国策，愈来愈受到人们重视，我们更不能忽视这一问题。

2·5 蒸发损耗影响安全

可以说绝大部分油品产生的火灾、爆炸事故都与油品蒸气密不可分。散失于大气中的油蒸气超过一定浓度，会给局部地区构成潜在的火灾危险。

3 引起油品蒸发损耗的因素

任何形式的油品蒸发损耗都是运输过程、存储容器内部传质过程的基础上发生的。这种传质过程包括发生在气、液接触面的相际传质，即油品的蒸发，以及发生在容器气体空间中烃分子的扩散。通过上述传质过程，容器气体空间原有的空气逐渐变为趋于均匀分布的烃蒸气和空气混合气体，当外界条件变化引起混合气体状态参数改变时，混合气体从容器排入大气，就造成了油品的蒸发损耗。引起蒸发的内因是油料的馏分组成，馏分组成愈轻，沸点愈低，蒸气压愈大，蒸发愈严重，蒸发损失愈大，对油料质量影响愈严重。促进蒸发的外部因素主要有温度、储罐上方空间大小、储罐的大小呼吸等。

3·1 液体的真实蒸汽压

在蒸发损耗中，油品的真实蒸汽压是导致油品蒸发的内在因素，它随油品的组成和温度变化。真实蒸汽压对呼吸损耗率的影响可从两个主要方面考察：一是烃在罐内气体空间的饱和浓度，它随真实蒸汽压成正比例上升，当真实蒸汽压达到罐的泄放压力时，浓度达到完全饱和的油气不断从罐中排出，则会导致蒸发损耗迅速上升；二是烃蒸汽从液体表面逸向气体空间，烃分子在气体空间扩散和对流，经验证明这种运动速度很慢，因此在正常呼吸中，从罐中排出的油气，通常只有80％～ 90％的饱和度。扩散和对流速度大小与液体真实蒸汽压和气体空间的烃分压之差成正比。值得指出的是，就一个周期的总损耗而言，真实蒸汽压的影响取决于油品的组成。例如原油A 含一定比例的挥发性高的丙烷和乙烷，另一种原油B含比例相对高的挥发性相对低的丁烷和戊烷，使两种原油的真实蒸汽压大致相同，但由于原油A所含的乙烷和丙烷的挥发性高，则起始蒸发率很快，随之储液真实蒸汽压迅速下降，损耗率也紧跟着下降。原油B所含的丁烷和戊烷挥发性相对低，则起始蒸发率相对低，储液真实蒸汽压下降相对慢，损耗率下降也慢。从而会在一个较长的时间里保持较高的损耗率。这种现象对井场和长输管线中转库里新开采的原油，其真实蒸汽压可能接近于大气压者有实际指导意义。

3·2 温度

白天大气和太阳的热量，经罐顶和罐壁传入罐内，使油气温度上升，则油气体积膨胀，导致油气从罐中排出。热量的输入还使油面温度上升，加速液体蒸发，使排出油气的饱和度增高。另外，传入的热量还会导致气体空间的强制对流，从而促进液体表面蒸发和烃蒸汽的扩散。因此，储罐温度上升，蒸发损耗增加。但损耗略低于与气温上升成正比的数字。例如，我国南方地区一个容积lO000m3的地面钢油罐，在夏季储存汽油时，每天汽油的蒸发损失可达500～lO00kg。

3·3 储罐的留空高度

储罐的留空高度越大，气体空间的体积越大，则呼吸就越多，从而加大损耗。特别应尽量减少中液位储存，因为此时呼气量大于高液位储存，呼气浓度高于低液位储存而接近高液位储存，对降低蒸发损耗更为不利。一般损耗量小于与留空高度增大成正比的数字。例如，在相同温度和密封条件下，储存同一种汽油，装油量为储罐容积20％时的蒸发损失比装油量为储罐容积95％时大8倍。

3·4 储罐的密封程度

储罐的密封程度对蒸发损耗也有影响。一座5000m3的储罐，因孔盖不严密引起自然通风。1个月内可损失汽油53t，损失原油28t。可见其害之严重。

3·5 储罐的大呼吸

储罐收油时，油面不断升高，气体空间被压缩，储罐内部压力超过泄放压力，油气排出储罐。储罐发油时，由于在抽油过程中蒸发落后于气体空间的膨胀，烃蒸汽分压下降，一定量的空气进入储罐以维持总压力达到大气压力，此时储罐中气体空间的油气浓度大大降低，则又导致油品汽化量增加，使气体空间的油气浓度达到新的平衡。当油气体积超过气体空间的容量时，则导致部分油气排出罐外，