乙醇汽油的工艺设计
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油库中成品油若是卸船而来 ,建设单位为减少 高品位油品的损失往往用水将油品顶入罐内 ,据调 查 3 万 t 的大船顶水所需水量约为 50～60 t ,这些 水将在下一次卸船时被完全顶入储罐 。针对这种情
国外建材科技 2007 年 第 28 卷 第 4 期
1 变性燃料乙醇的接卸
变性燃料乙醇的运输可以采用管道、铁路 、公路 等运输方式 。接卸时变性燃料乙醇装卸台应设置遮 雨棚 ,避免雨天装卸时 ,雨水进入罐车 ,最终引起调 合好的乙醇汽油出现相分离 。变性燃料乙醇卸车鹤 管 、卸车泵 、输送管道必须单独设置 ,避免造成混油 , 影响变性燃料乙醇的产品质量 。另外如果混用还可 能使其它油品存留在卸车鹤管 、卸车泵 、输送管道的
装完车 ,自动生成装车记录 。 这种调和方式又分以下 2 种流程 。
3. 2. 1 双泵单鹤管流程 即乙醇通过乙醇调合泵 、组分油通过组分油调
合泵以 1∶9 的比例同时通过同一鹤管实现装车过 程 。工艺流程如下 。
这种调和方式对于变性燃料乙醇的比例要求较 高 ,储运周期在 4～5 d ,否则油品易在罐中分层 。
6 存在问题与解决措施
6. 1 存在问题 乙醇汽油中的 10 %的乙醇极易溶解于水 。含
10 %变性燃料乙醇的车用乙醇汽油吸水性与普通汽 油相比明显增加 ,经试验 ,敞口容器存放的乙醇汽 油 ,48 小时后含水量将增加一倍 ,如环境温度降低 , 将很快出现相分离 。10 %车用乙醇汽油水含量与相 分离温度的关系如图 2 所示 。
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国外建材科技 2007 年 第 28 卷 第 4 期
图 1 变频调整关系图
由此可见油库采用双泵多鹤管流程时宜采用变 频电机或增加变频器 ,但目前调速电机或变频器价 钱较高 。
几种管道比例调合工艺的优缺点如表 1 所示 。
表 1 几种管道比例调合工艺的优缺点
关键词 : 乙醇汽油 ; 工艺 ; 调和 ; 设计
Technological Design of Ethanol Gasoline
L I U Zai2li
(Nanjing Jinling Petrochemical Engineering Co Ltd ,Nanjing 210033 ,China)
Abstract : This article describes each sector wit hin design process such as t he unload and saving of raw materials ,t he rec2
onciliation of et hanol and gasoline ,and t he sale of finished product . focusing on t he reconciliation technology ,indicating pipe proportion reconcile should be given first priority to use , doing an analysis and comparison for several technologies. Finally puts forward t he problems and solutions for et hanol gasoline production process. This article seeks to play reference role for t he design and construction of et hanol gasoline.
在中石油油库设计时 ,以 40 ℃汽油饱和蒸汽压 7 m 计 (乙醇比汽油饱和蒸汽压低) ,最远端汽油罐 距调和泵距离约 250 m ,根据不可压缩流体管道压 力降计算公式 ,计算出吸入管路阻力损失为 1. 04 m ,代入公式
Δhy = 3. 76 计算得泵的有效汽蚀余量为 3. 76 m ,大于管道 离心泵的必须汽蚀余量 (见样本) 2. 5 m ,汽油选用
管道离心泵不会发生汽蚀 。
3. 2. 2 双泵多鹤管流程 即乙醇通过乙醇调合泵 、组分油通过组分油调
合泵以 1∶9 的比例可同时通过多个鹤管 ,同时装多
辆槽车 ,但由于装车过程的不均衡性 ,为使泵能够正 常工作 ,且满足装车要求 ,乙醇调和泵和组分油调和 泵的流量就应不断变化 ,要做到这一点有 2 种方法 :
调配中心通常采用微机监测管理系统 ,对调合 设施的储运 、调合 、销售等信息参数进行分散和信息 管理 ,集管 、控 、销一体化监控 。主要包括油罐的液 位 、温度巡检 ;车用乙醇汽油调合和定量装车的遥控 及连锁 ;可燃气体及液位报警 ,装车安全连锁保障 ; 装车的业务管理 、发票打印 、财务管理等 ,装车时 ,现 场操作人员放置好装油鹤管 ;控制室操作员通过计 算机将每个鹤位的车型 、预装量等参数写入到相应 的控制器 ,并启动已录入参数并鹤位就绪的控制器 控制装油 ;控制室计算机监视所有控制器 ,每个鹤位
国外建材科技 2007 年 第 28 卷 第 4 期
乙醇汽油的工艺设计
刘再励
(南京金凌石化工程设计有限公司 ,南京 210033)
摘 要 : 介绍了乙醇汽油的原料接卸 、存储 ,油品调和以及成品销售等工艺设计过程中的各个环节 ,着重介绍了乙
醇汽油调和工艺 ,指出了乙醇汽油调和应首先采用管道比例调和 ,并对管道比例调和的几种工艺做了分析比较 ,最后 提出了乙醇汽油生产过程中存在的问题及解决措施 。力求使文中对乙醇汽油的设计和施工起到参考作用 。
大多数商业油库中 ,装车站除了设计乙醇汽油 装车设施外 ,还会设计不同牌号的汽油 、柴油的装车 设施 ,当油库规模较大时 ,应设置油气回收系统 ,设 置油气回收系统不仅有一定的社会效益 ,而且还有 一定的经济效益 。尤其当加油站采用密闭加油和密 闭卸油 ,而油库不设置油气回收装置时 ,加油站回收 的油气将通过油罐车带到油库放掉 ,势必对油库造 成一定的安全危胁 。
优缺点
双泵单鹤管流程
双泵多鹤管流程
增加泵回 通过 调 速 电 机 或
流线
增加变频器
优点
能耗较少 , 操作 简单 。
泵的设置较 少 ,管道较少 , 检护费用较低
节约大量电 能
泵的 设 置 较 多 , 降低了泵的有 调 速 电 机 及
缺点 管道 较 多 , 控 制 用 功 ຫໍສະໝຸດ Baidu , 造 成 变 频 器 价 钱 仪表 较 多 , 占 地 大 量 能 量 浪 较高 ,一次成
5 乙醇汽油的最终销售 —加油站
乙醇汽油由汽车油槽车运至加油站储罐 ,最好 采用密闭卸油方式自流卸入埋地储罐储存 ,对于没
80
有设置加油和卸油油气回收系统的加油站 ,乙醇汽 油储罐的通气管必须设置干燥设施 。
由于乙醇汽油加油机已经考虑了橡胶的溶涨性 和对金属材料的腐蚀性 ,而普通加油机未做这方面 的考虑 ,因此原来加装成品油的老加油站需对其设 备进行改造 ,清洗 、吹扫后方可继续使用 ,且应专管 、 专罐专用 ,不可与普通汽油混用 。
储量应按照调配中心的年周转量 ,并结合建设 单位现有的储存量确定 。
3 乙醇汽油的调和
3. 1 油罐调和 油罐调和是将组分油与变性燃料乙醇分别按比
国外建材科技 2007 年 第 28 卷 第 4 期
例送入储罐 ,再通过罐中侧向搅拌器调和 ,搅拌时间 为 1 h ,调合时先加入组分油 ,后加入变性燃料乙醇 , 原因是组分油的挥发性能比较好 ,容易使罐内油气 浓度变大 ,从而减小爆炸的危险性 。调和流程如下
(1) 增加泵回流线 ,这样会大大降低了泵的有用 功率 ,造成大量能量浪费 。
(2) 通过调速电机或增加变频器取消泵回流 ,这 样 ,可以节约大量电能 。通过图 1 可以很好地了解 变频调速技术 。
由图 1 可以看出 ,通过调速电机或增加变频器 来调整泵的转速 ,使泵的特性曲线下移 ,根据相似原 理 ,调速后泵的效率近似相等 ,仍可保证泵在高效区 工作 。
2 台调和泵的参数设置如下 : Q 汽油 = 9Q 乙 醇 ; H 汽油 = H 乙醇变性燃料乙醇泵的密封应优先 考虑浸渍聚四氟乙烯作为密封材料调和泵如果满足 气蚀余量要求 ,选用离心泵即可 。气蚀余量校核公 式如下
Δhy
=
pa -
γ
pv
-
h-
Hxy
式中 , pa 为使用地区大气压力 ; pv 为输送温度下油 品饱和蒸汽压 ; h 为吸入管路阻力损失 ( m) ; Hxy 为 泵轴中心至吸入管液面高度 ( m) ;Δhy 为泵的有效 汽蚀余量 ;γ为输送物料的重度 (N/ m3) 。
图 2 乙醇汽油水含量与相分离温度的关系
当乙醇汽油发生相分离时 , 分出的水相大约 20 %的水 ,70 %的乙醇 ,10 %的烃类物质 ,而乙醇 、烃 类物质的存在会污染地下水 。 6. 2 解决措施 6. 2. 1 控制水的进入
为了防止水分的吸入和变性燃料乙醇的蒸发损 失 ,变性燃料乙醇罐应安装负压排气阀 ,且呼吸阀或 通气管应装设干燥设施 ,一般采用固体干燥剂 。固 体干燥剂可用无水氯化钙 、分子筛 、硅胶等 。考虑经 济性 、实用性和方便性 ,建议使用变色硅胶作为干燥 剂 。因为变色硅胶吸水后变色 ,便于检查 ,而且硅胶 烘干后又可使用 。乙醇汽油管道严禁用水冲洗 ,新 建管道投用前必须保证管道内壁干燥 ,调配好的乙 醇汽油应用专用汽车罐车运输 ,不能与普通汽油罐 车混用 。
Key words : et hanol gasoline ; technology ; reconciliation ; design
我国目前使用的车用乙醇汽油 ,是在不添加含氧 化合物的液态烃类 (以下简称组分油) 中添加 10 %的 变性燃料乙醇 ,2 种原料经过均匀调和后即可获得乙 醇汽油成品 。由于乙醇汽油是近几年来发展起来的 新兴产业 ,目前尚未有正式出版发行的国家或行业有 关乙醇汽油调和、运输和销售的标准规范 ,在中国石 油某油库设计乙醇汽油生产调和工艺时 ,查找了大量 资料 ,进行了较为广泛的调查 ,取得了一些经验。下 面对乙醇汽油工艺设计中的各个环节分别进行论述 。
这种方法在巴西壳牌公司利用老油库改造中效 果比较好 。因为巴西乙醇质量好 ,掺入比例高 ,对水 含量要求相对较低 (允许 1 %) ,而我国北方地区的 应用效果不理想 ,正在逐渐被管道比例调合所取代 。 3. 2 管道比例调合
管道比例调合是将组分油与变性燃料乙醇通过 计算机和调节控制设备在管线中实现比例调合 ,这 种方式组分油与变性燃料乙醇以 9∶1 的比例同时被 送至罐车内 ,调和比例由计算机和预制设备精确控 制 ,调合的效果好 ,合格率高 ,避免了一些中间环节 , 降低了水进入乙醇汽油的可能性 ,减少了油气挥发 损耗量 。而控制调和比例的定量装车控制仪 ,可同 时完成变性燃料乙醇和乙醇汽油调合组分油之间按 比例调合以及定量装车的全过程 。定量装车系统构 成图如下 。
较大 ,投资较大 。 费 。
本较大 。
库区内究竟选用哪种调和工艺 ,要综合考虑原
料 、市场半径等因素 ,匹配适当的装车业务量 ,采用
较经济的调和工艺 。
4 乙醇汽油的装车
上部装卸的汽车罐车装卸栈台必须设置遮雨 棚 ,避免车用乙醇汽油上部敞口装卸时 ,雨水进入罐 车 ,乙醇汽油应采用浸没式装车鹤管 ,浸没式装车鹤 管比喷溅式装车鹤管油气损失量小 2～3 倍 。
78
水分带到变性燃料乙醇中 。
2 变性燃料乙醇的储存
变性燃料乙醇应采用内浮顶罐储存 。对罐容小 于或等于 100 m3 的储罐也可采用低压小型固定顶 罐或卧罐储存 。当采用低压小型固定顶罐时 ,应在 罐顶安装正压 6 900 Pa ,负压 430 Pa 的呼吸阀 。由 于变性燃料乙醇及乙醇汽油中存在少量的乙酸 ,因 而对一些金属材料具有一定的腐蚀性 ,油罐材料可 采用碳钢 、不锈钢 、铝 ,不应采用镀锌材料 。又因乙 醇有很强的溶解性 ,能够溶解许多防腐涂料 ,因而 , 乙醇汽油储罐内壁最好不涂防腐涂料 。
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1 变性燃料乙醇的接卸
变性燃料乙醇的运输可以采用管道、铁路 、公路 等运输方式 。接卸时变性燃料乙醇装卸台应设置遮 雨棚 ,避免雨天装卸时 ,雨水进入罐车 ,最终引起调 合好的乙醇汽油出现相分离 。变性燃料乙醇卸车鹤 管 、卸车泵 、输送管道必须单独设置 ,避免造成混油 , 影响变性燃料乙醇的产品质量 。另外如果混用还可 能使其它油品存留在卸车鹤管 、卸车泵 、输送管道的
装完车 ,自动生成装车记录 。 这种调和方式又分以下 2 种流程 。
3. 2. 1 双泵单鹤管流程 即乙醇通过乙醇调合泵 、组分油通过组分油调
合泵以 1∶9 的比例同时通过同一鹤管实现装车过 程 。工艺流程如下 。
这种调和方式对于变性燃料乙醇的比例要求较 高 ,储运周期在 4～5 d ,否则油品易在罐中分层 。
6 存在问题与解决措施
6. 1 存在问题 乙醇汽油中的 10 %的乙醇极易溶解于水 。含
10 %变性燃料乙醇的车用乙醇汽油吸水性与普通汽 油相比明显增加 ,经试验 ,敞口容器存放的乙醇汽 油 ,48 小时后含水量将增加一倍 ,如环境温度降低 , 将很快出现相分离 。10 %车用乙醇汽油水含量与相 分离温度的关系如图 2 所示 。
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国外建材科技 2007 年 第 28 卷 第 4 期
图 1 变频调整关系图
由此可见油库采用双泵多鹤管流程时宜采用变 频电机或增加变频器 ,但目前调速电机或变频器价 钱较高 。
几种管道比例调合工艺的优缺点如表 1 所示 。
表 1 几种管道比例调合工艺的优缺点
关键词 : 乙醇汽油 ; 工艺 ; 调和 ; 设计
Technological Design of Ethanol Gasoline
L I U Zai2li
(Nanjing Jinling Petrochemical Engineering Co Ltd ,Nanjing 210033 ,China)
Abstract : This article describes each sector wit hin design process such as t he unload and saving of raw materials ,t he rec2
onciliation of et hanol and gasoline ,and t he sale of finished product . focusing on t he reconciliation technology ,indicating pipe proportion reconcile should be given first priority to use , doing an analysis and comparison for several technologies. Finally puts forward t he problems and solutions for et hanol gasoline production process. This article seeks to play reference role for t he design and construction of et hanol gasoline.
在中石油油库设计时 ,以 40 ℃汽油饱和蒸汽压 7 m 计 (乙醇比汽油饱和蒸汽压低) ,最远端汽油罐 距调和泵距离约 250 m ,根据不可压缩流体管道压 力降计算公式 ,计算出吸入管路阻力损失为 1. 04 m ,代入公式
Δhy = 3. 76 计算得泵的有效汽蚀余量为 3. 76 m ,大于管道 离心泵的必须汽蚀余量 (见样本) 2. 5 m ,汽油选用
管道离心泵不会发生汽蚀 。
3. 2. 2 双泵多鹤管流程 即乙醇通过乙醇调合泵 、组分油通过组分油调
合泵以 1∶9 的比例可同时通过多个鹤管 ,同时装多
辆槽车 ,但由于装车过程的不均衡性 ,为使泵能够正 常工作 ,且满足装车要求 ,乙醇调和泵和组分油调和 泵的流量就应不断变化 ,要做到这一点有 2 种方法 :
调配中心通常采用微机监测管理系统 ,对调合 设施的储运 、调合 、销售等信息参数进行分散和信息 管理 ,集管 、控 、销一体化监控 。主要包括油罐的液 位 、温度巡检 ;车用乙醇汽油调合和定量装车的遥控 及连锁 ;可燃气体及液位报警 ,装车安全连锁保障 ; 装车的业务管理 、发票打印 、财务管理等 ,装车时 ,现 场操作人员放置好装油鹤管 ;控制室操作员通过计 算机将每个鹤位的车型 、预装量等参数写入到相应 的控制器 ,并启动已录入参数并鹤位就绪的控制器 控制装油 ;控制室计算机监视所有控制器 ,每个鹤位
国外建材科技 2007 年 第 28 卷 第 4 期
乙醇汽油的工艺设计
刘再励
(南京金凌石化工程设计有限公司 ,南京 210033)
摘 要 : 介绍了乙醇汽油的原料接卸 、存储 ,油品调和以及成品销售等工艺设计过程中的各个环节 ,着重介绍了乙
醇汽油调和工艺 ,指出了乙醇汽油调和应首先采用管道比例调和 ,并对管道比例调和的几种工艺做了分析比较 ,最后 提出了乙醇汽油生产过程中存在的问题及解决措施 。力求使文中对乙醇汽油的设计和施工起到参考作用 。
大多数商业油库中 ,装车站除了设计乙醇汽油 装车设施外 ,还会设计不同牌号的汽油 、柴油的装车 设施 ,当油库规模较大时 ,应设置油气回收系统 ,设 置油气回收系统不仅有一定的社会效益 ,而且还有 一定的经济效益 。尤其当加油站采用密闭加油和密 闭卸油 ,而油库不设置油气回收装置时 ,加油站回收 的油气将通过油罐车带到油库放掉 ,势必对油库造 成一定的安全危胁 。
优缺点
双泵单鹤管流程
双泵多鹤管流程
增加泵回 通过 调 速 电 机 或
流线
增加变频器
优点
能耗较少 , 操作 简单 。
泵的设置较 少 ,管道较少 , 检护费用较低
节约大量电 能
泵的 设 置 较 多 , 降低了泵的有 调 速 电 机 及
缺点 管道 较 多 , 控 制 用 功 ຫໍສະໝຸດ Baidu , 造 成 变 频 器 价 钱 仪表 较 多 , 占 地 大 量 能 量 浪 较高 ,一次成
5 乙醇汽油的最终销售 —加油站
乙醇汽油由汽车油槽车运至加油站储罐 ,最好 采用密闭卸油方式自流卸入埋地储罐储存 ,对于没
80
有设置加油和卸油油气回收系统的加油站 ,乙醇汽 油储罐的通气管必须设置干燥设施 。
由于乙醇汽油加油机已经考虑了橡胶的溶涨性 和对金属材料的腐蚀性 ,而普通加油机未做这方面 的考虑 ,因此原来加装成品油的老加油站需对其设 备进行改造 ,清洗 、吹扫后方可继续使用 ,且应专管 、 专罐专用 ,不可与普通汽油混用 。
储量应按照调配中心的年周转量 ,并结合建设 单位现有的储存量确定 。
3 乙醇汽油的调和
3. 1 油罐调和 油罐调和是将组分油与变性燃料乙醇分别按比
国外建材科技 2007 年 第 28 卷 第 4 期
例送入储罐 ,再通过罐中侧向搅拌器调和 ,搅拌时间 为 1 h ,调合时先加入组分油 ,后加入变性燃料乙醇 , 原因是组分油的挥发性能比较好 ,容易使罐内油气 浓度变大 ,从而减小爆炸的危险性 。调和流程如下
(1) 增加泵回流线 ,这样会大大降低了泵的有用 功率 ,造成大量能量浪费 。
(2) 通过调速电机或增加变频器取消泵回流 ,这 样 ,可以节约大量电能 。通过图 1 可以很好地了解 变频调速技术 。
由图 1 可以看出 ,通过调速电机或增加变频器 来调整泵的转速 ,使泵的特性曲线下移 ,根据相似原 理 ,调速后泵的效率近似相等 ,仍可保证泵在高效区 工作 。
2 台调和泵的参数设置如下 : Q 汽油 = 9Q 乙 醇 ; H 汽油 = H 乙醇变性燃料乙醇泵的密封应优先 考虑浸渍聚四氟乙烯作为密封材料调和泵如果满足 气蚀余量要求 ,选用离心泵即可 。气蚀余量校核公 式如下
Δhy
=
pa -
γ
pv
-
h-
Hxy
式中 , pa 为使用地区大气压力 ; pv 为输送温度下油 品饱和蒸汽压 ; h 为吸入管路阻力损失 ( m) ; Hxy 为 泵轴中心至吸入管液面高度 ( m) ;Δhy 为泵的有效 汽蚀余量 ;γ为输送物料的重度 (N/ m3) 。
图 2 乙醇汽油水含量与相分离温度的关系
当乙醇汽油发生相分离时 , 分出的水相大约 20 %的水 ,70 %的乙醇 ,10 %的烃类物质 ,而乙醇 、烃 类物质的存在会污染地下水 。 6. 2 解决措施 6. 2. 1 控制水的进入
为了防止水分的吸入和变性燃料乙醇的蒸发损 失 ,变性燃料乙醇罐应安装负压排气阀 ,且呼吸阀或 通气管应装设干燥设施 ,一般采用固体干燥剂 。固 体干燥剂可用无水氯化钙 、分子筛 、硅胶等 。考虑经 济性 、实用性和方便性 ,建议使用变色硅胶作为干燥 剂 。因为变色硅胶吸水后变色 ,便于检查 ,而且硅胶 烘干后又可使用 。乙醇汽油管道严禁用水冲洗 ,新 建管道投用前必须保证管道内壁干燥 ,调配好的乙 醇汽油应用专用汽车罐车运输 ,不能与普通汽油罐 车混用 。
Key words : et hanol gasoline ; technology ; reconciliation ; design
我国目前使用的车用乙醇汽油 ,是在不添加含氧 化合物的液态烃类 (以下简称组分油) 中添加 10 %的 变性燃料乙醇 ,2 种原料经过均匀调和后即可获得乙 醇汽油成品 。由于乙醇汽油是近几年来发展起来的 新兴产业 ,目前尚未有正式出版发行的国家或行业有 关乙醇汽油调和、运输和销售的标准规范 ,在中国石 油某油库设计乙醇汽油生产调和工艺时 ,查找了大量 资料 ,进行了较为广泛的调查 ,取得了一些经验。下 面对乙醇汽油工艺设计中的各个环节分别进行论述 。
这种方法在巴西壳牌公司利用老油库改造中效 果比较好 。因为巴西乙醇质量好 ,掺入比例高 ,对水 含量要求相对较低 (允许 1 %) ,而我国北方地区的 应用效果不理想 ,正在逐渐被管道比例调合所取代 。 3. 2 管道比例调合
管道比例调合是将组分油与变性燃料乙醇通过 计算机和调节控制设备在管线中实现比例调合 ,这 种方式组分油与变性燃料乙醇以 9∶1 的比例同时被 送至罐车内 ,调和比例由计算机和预制设备精确控 制 ,调合的效果好 ,合格率高 ,避免了一些中间环节 , 降低了水进入乙醇汽油的可能性 ,减少了油气挥发 损耗量 。而控制调和比例的定量装车控制仪 ,可同 时完成变性燃料乙醇和乙醇汽油调合组分油之间按 比例调合以及定量装车的全过程 。定量装车系统构 成图如下 。
较大 ,投资较大 。 费 。
本较大 。
库区内究竟选用哪种调和工艺 ,要综合考虑原
料 、市场半径等因素 ,匹配适当的装车业务量 ,采用
较经济的调和工艺 。
4 乙醇汽油的装车
上部装卸的汽车罐车装卸栈台必须设置遮雨 棚 ,避免车用乙醇汽油上部敞口装卸时 ,雨水进入罐 车 ,乙醇汽油应采用浸没式装车鹤管 ,浸没式装车鹤 管比喷溅式装车鹤管油气损失量小 2～3 倍 。
78
水分带到变性燃料乙醇中 。
2 变性燃料乙醇的储存
变性燃料乙醇应采用内浮顶罐储存 。对罐容小 于或等于 100 m3 的储罐也可采用低压小型固定顶 罐或卧罐储存 。当采用低压小型固定顶罐时 ,应在 罐顶安装正压 6 900 Pa ,负压 430 Pa 的呼吸阀 。由 于变性燃料乙醇及乙醇汽油中存在少量的乙酸 ,因 而对一些金属材料具有一定的腐蚀性 ,油罐材料可 采用碳钢 、不锈钢 、铝 ,不应采用镀锌材料 。又因乙 醇有很强的溶解性 ,能够溶解许多防腐涂料 ,因而 , 乙醇汽油储罐内壁最好不涂防腐涂料 。