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储油库大气污染物计算及污染控制措施分析

文档作者：翁俊，李杉，朱新胜，王同成文档来源：南京国环科技股份有限公司		点击数：	更新时间： 2025年09月26日
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★ 石油化工安全环保技术★
婴兰翌塑旦L旦塑里坚些塑里婴竺型竺型塑塑竺型型些型—』囊藜
玉业污毒蝴获兮与生态保护
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储油库大气污染物计算及污染控制措施分析
翁俊，李杉，朱新胜，王同成
(南京国环科技股份有限公司，江苏南京210042)
摘要：储油库大气污染物主要来源于油品在储罐中的蒸发损耗和油品的装卸损失。对
于浮顶罐大、小呼吸排放的主要蒸发损失烃类(NMHC)的排放量计算，国内外均开展了许多
研究工作，EPA经验公式，计算误差值比较小，适用于各地区油罐呼吸损耗的计算。储罐密
封、密闭液下装车技术、油气回收装置末端治理等污染控制措施可有效的减少油品储运过程
中的大气污染物产生量，减少油库对环境的污染。
关键词：储油库大气污染物计算污染控制
加油站、储油库排放的挥发性有机气体对环境
影响较大。油气中的较多组分已被公认对人体有致
癌作用，汽油产生的挥发气体含有较大比例不饱和
烃，对形成光化学烟雾和臭氧污染有较大作用⋯。
在20世纪60年代，发达国家就对装车、装
船过程中蒸发的损耗油气进行回收技术研究，20
世纪70年代，欧美等国已在装车、装船等过程中
广泛应用油气回收技术心J。在油气回收方面，欧
盟各国均有明确规定，有的国家还对加装了油气
回收装置的油库和加油站实行阶段性财政补贴或
税收减免优惠政策。
1国家相关要求
我国于2007年6月发布了《储油库大气污
染物排放标准》(GB 20950—2007)、《汽油运输大
气污染物排放标准》(GB 20951-2007)、《加油站
大气污染物排放标准》(GB 20952-2007)，于
2007年8月1日实施。根据《储油库大气排放标
准》的要求，装油时产生的油气应进行密闭收集
和回收处理，经回收处理的油气需要达到排放浓
度≤25 g／m3(非甲烷烃)，处理效率≥95％的要
求，同时，标准规定了油气排放控制标准实施区
域和时限要求¨。。
2大气污染物的来源及计算
2．1大气污染物的来源
油库的主要特征污染物是烃类污染物，油品
在储运过程中的损失主要包括：储罐中的蒸发损
耗、装卸时的蒸发损耗、清罐时的底油损耗以及
设备和管道的泄漏、跑冒事故等损耗。其中储罐
中的蒸发损耗和装卸损失占到总损失量的80％左
右，是主要的废气污染源。
油品在储罐中的蒸发损耗包括油罐收发油时
的蒸发损耗(大呼吸损失)，油罐静储时的蒸发损
耗(小呼吸损失)，以及油罐密封不严时的自然通
风损耗等。损耗与油品性质、储罐类型、油品周
转次数、油品充满程度和环境温度等因素有直接
关系。合理的选择储罐类型可以大大减少烃类油
气的蒸发损失，通过实测数据分析，对汽油采用
内浮顶罐储存，可以减少烃类蒸发损失的90％
以上。
油品装车时，油品通过装油鹤管装入罐车，
由于装车流速高、压力大，油品会发生剧烈冲
击，喷溅、搅动继而产生大量挥发油气溢出，形
成油气无组织排放。
2．2大气污染物的核算
对于浮顶罐，大、小呼吸产生的主要蒸发损
失烃类(NMHC)排放量计算方法，国内外均开展
了许多研究工作，其中得到公认的方法有美国石
收稿日期：2016—07～04。
作者简介：翁俊，男，2006年毕业于上海理工大学
环境工程专业，硕士，主要从事环境影响评价方面
的工作，工程师。E-mail：wengjun@nies．org
万方数据
★ 石油化工安全环保技术★ 2017年第33卷簦上塑
油学会(API)E4]、美国国家环保局(EPA)【5 o和中
国石油化工(CPCC)E6]推荐的经验公式。
一般来说，EPA经验计算公式适用范围较
广，计算误差值较小，适用于计算各地区油罐呼
吸损耗l 7I。EPA的计算公式如下：
1)大呼吸蒸发量计算公式： 小坐攀≯些[，+举] “w—
D 【1十———广J
式中：Q为年周转量，bbl／yr；
c为储罐内壁粘附系数，bbl／1 000 f12；
吼为液体平均密度，Ib／gal；N。为固定顶
支柱数；
F，为有效支柱直径(支柱周长／盯)，ft；
2)小呼吸蒸发量计算公式：
Ls=LR+￡F+￡D
其中：
LR=(酶A+KRB X秽“)X D X P+×
Mv+Kc LF=FF×P+×Mv×Kc
Ln=KD X SD X D2 X P8
X Mv X Kc
式中：
厶为静止存储损耗量，lb／yr；
￡。为边缘密封损耗，lb／yr；Lr为浮顶设备损
耗，lb／yr；LD为浮顶密封损耗，lb／yr；K。。为无
风时候边缘密封损耗因子，lb—mole／ft·yr；KRB
为风速一边缘密封损耗因子，lb—mole／(mph)nft·
yr；v为储罐所在地的平均风速，mph；n为密封
装置．风速指数；D为储罐直径，ft；F，为浮顶设
备损耗，lb—mole／yr；K。为单位长度封条的浮顶密
封损耗(0：0．14)；S。为浮顶密封长度因子，ft／
ft2；Kc为产品因子(成品油Kc=0．4，其他有机液
体K，=1)；P 4为蒸汽压函数，计算如下：
；PvA／PA
P+ =———————==二=二兰二二二二_
(1+,／1一PvA／PA)2
式中：P。。为平均液体表面温度下的蒸汽压，
psia；PA为大气压，psia。
3)装车蒸发量计算公式：
Q=2．1(‰一v0)3e。1 023Ⅳ
式中：
L，为装卸作业损失量(1b／1039a1)；
5为饱和因子(AP42第五章石油工业)；P为
真实蒸气压(pisa)；M为分子量(1b／lb—mole)；T
为液体温度，。F；eff为回收率；
3污染控制措施
3．1储罐密封
储存油品的基本罐型有固定顶罐、浮顶罐、
空间体积可变罐和压力罐等四种。四种基本罐型
的排放状态也不一样。空间体积可变罐、压力罐
在油品进出过程中，采取密闭置换措施，不存在
油气排放的问题。
固定顶罐排放口容易实施控制措施，如可安
装顶空联通置换系统以及油气回收装置。
浮顶罐浮盘周边与储罐之间的空问可用密封
装置加以封闭。目前，浮盘密封装置有三种常见
的形式，即机械密封、泡沫密封以及充液管式密
封，其中后两种称为软密封。
机械密封的原理是利用重锤或弹簧的机械作
用力，使橡胶织物紧贴于罐壁上，并随浮顶而升
降，达到密闭油气挥发的目的，但密封件与罐壁
间易存在缝隙，容易造成油气挥发，因此机械密
封现已逐渐被软密封取代。
泡沫密封主要由密封袋和软填料组成。密封
袋采用尼龙布外涂丁腈橡胶，袋内填充聚氨酯泡
沫塑料。安装方式分为带油气空间及不带油气空
间两种，密封效果上不带油气空间要优于带油气
空间安装方式。目前，泡沫密封是普遍采用的密
封方式。
充液管式密封主要由耐油密封管和吊带组
成，密封管根据气温条件及油品性质选取填充
液。充液管式密封是在密封管内填充适当的填充
液，使其漂浮在油品液面上。安装方式为不带油
气空间，是理想的液面安装弹性密封。除安装方
式先进外，管内液体在360。圆周方向可自由流
动，随机填补环形空间的缝隙，对储罐变形产生
的环形间隙变化适应性最好，极大地减少了油气
挥发量，密封效果和适应罐壁变形均优于泡沫密
封，因此被认为是最先进的一次密封装置。
上述密封装置称为一次密封，通常与附加密
封装置一起组成双重密封。附加密封装置称为二
次密封，主要利用包覆在弹簧板上的软塑料制
品，依靠弹簧板反弹力压紧罐壁密封。设置二次
密封能进一步降低油品静止储存时产生的挥发
耗损。
目前，一次密封与二次密封组成双重密封结
万方数据
型垡塑趟笪必—一—i立—迸—过型直燮塑丝型丝捌监型盥j二≤羹；i
构，是国内较为先进的密封技术，该技术大大减
少了油气的挥发量。既能保护周围的大气环境，
又能减少资源的损耗，并可保证有关安全操作，
符合清洁生产的要求。
3．2密闭液下装车技术
目前，油品装车普遍采用密闭液下装车技
术，从源头降低油气挥发排放，能减少油气挥发
损失75％～89％，可最大限度控制和减少挥发油
气的排放。
3．3油气回收装置末端治理
下面简单介绍几种油气回收技术的基本原理
及工艺特点。
1)活性炭吸附法油气回收技术
干式真空
图1活性炭吸附法油气回收工艺流程
利用活性炭吸附油气中的汽油成分，实现油
与空气的分离，分离后的空气排放大气。活性炭
吸附接近饱和时，利用抽真空的方法将被吸附的
油气从活性炭中解吸，解吸出的油气通过贫油喷
淋吸收，吸收后的富油送回油库发油罐。
优点：操作简便、操作弹性大，并可通过改
变装置运行条件，控制出口气体中的烃浓度，回
收效率可达99％。
缺点：常用的活性炭达不到吸附和脱附性
能，吸附油气的活性炭需专门制造，还需要进
口；采用抽真空解吸再生活性炭，三苯吸附在活
性炭上，最终将导致活性炭失活；采用吸附的方
法不能直观看到回收物，对失活的活性炭的处理
也是较大的问题。
2)液体吸收法油气回收技术
利用吸收剂(柴油、贫汽油或其他吸收剂)，
对油气进行喷淋洗涤，使油气与雾滴或雨点状的
图2液体吸收法油气回收工艺流程
吸收剂接触，油气被吸收剂吸收。再采取加热蒸
馏或减压的方法，分离吸收剂中的油气成分。
优点：流程简单，操作方便，投资省，安全
性好，回收效率高于95％。
缺点：需二次工艺处理才能将回收物与吸收
剂分离。在炼油厂可返回生产装置进行二次处
理，但油库均不具备二次工艺处理条件；吸收效
率和尾气排放浓度很难达到国家标准；吸收剂使
用一定程度必须更换。
3)膜分离法油气回收技术
+一富烃气体
图3膜分离法油气回收工艺流程
气体膜分离技术是一种基于溶解扩散机理的
新型气体分离技术，利用气体各组分在膜两侧的
分压差作为分离的推动力，利用气体各组分通过
膜时的渗透速率不同进行分离。分离膜为溶解选
择性控制，有机蒸汽在膜内的溶解度大，渗透速
率快，从而实现与小分子的分离。若在膜分离后
采用催化氧化处理系统处理净化后的尾气，可使尾
气排放达标，即非甲烷总烃浓度小于120 rag／IIl3。
整个系统回收率可达98％以上。
优点：工艺相对简单，安全性能好，流程简
单，操作方便，清洁生产，无二次污染，膜截留
侧的气体中VOC浓度最低可到5～10 g／m3，回收
效率可达99％以上。
缺点：初期投资费用高，液环压缩机和膜组
万方数据
|||冀醺攀—————————L鱼些望垒竖型ΣL——————型竖塑坐二塑盟
件是该技术的核心设备，压缩机防爆性能要求极
高，膜组件国内尚不能生产，需进口。
4)冷凝法油气回收技术
图4冷凝法油气回收工艺流程
利用冷冻工程方法，将油气热量置换出来，
使气态变为液态，实现回收利用。依据对油气组
分的模拟分析，采用三级制冷工艺可达到国家标
准要求的回收率。
优点：回收物直接为油品，油气回收率高，
可达99％。
缺点：流程较复杂，涡轮对介质的杂质和含
水要求较高。
目前，随着技术的不断进步，以及中国本土
工程师对各种技术的掌握和消化，油气回收技术
已经在冷凝、吸附、膜工艺等基础上，出现了不
同工艺的耦合技术，比如“冷凝+吸附”、“冷凝
+膜”“冷凝+吸附+膜”等，表现出了相当的
灵活性和本土化特征，油气回收去除率最高可达
99％以上。
4 结语
1)EPA经验公式适用范围比较广，计算误差
值比较小，适用于各地区油罐的损耗计算。
2)选择内浮顶罐储存工艺、密闭液下装车技
术和油气回收设施等国内外储存过程中成熟的生
产技术，可从源头上减少物料损失，有效的控制
元组织油气挥发排放，使储油库油品流失率很
低，最大限度降低油气的排放量。
3)油库作为储存油品的系统，降低其对周围
环境污染的基本出发点是减少油品与外界环境的
物质交换。只要清楚油品蒸发损耗的影响因素，
采取可行的相应措施，油品的蒸发损耗就能够得
到有效抑制，将会减少油库对环境的污染，改善
人类的生存环境。
参考文献：
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