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乙烯罐区原料油品损耗分析及控制措施

文档作者：孟昭云文档来源：大庆石化公司化工一厂		点击数：	更新时间： 2022年03月31日
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炼油与化工
REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY 第2l卷
乙烯罐区原料油品损耗分析及控制措施
孟昭云
(大庆石化公司化工一厂，黑龙江大庆163714)
摘要：结合大庆石化公司乙烯罐区的实际情况，论述了油罐的自然通风损耗、静止油罐的“小
呼吸”损耗、收发油品时的“大呼吸”损耗、清罐损失、脱水、跑冒损耗、油品储存温度损耗、储油
罐内液面上方空间大小的损耗，及计算油品蒸发损耗量的方法，提出了加强储运管理、降低清
罐损失、加强油罐脱水管理、控制气体放空损失的控制措施。
关键词：乙烯原料；油品损耗；原因分析；控制措施
中图分类号：TE8 文献标识码：B 文章编号：1671—4962(2010)01—0028—03
乙烯罐区原料油品储运系统损耗是石油化工
企业能耗的主要部分。储运系统损耗包括油品蒸
发损耗、储运放空损耗、清罐损失、跑冒滴漏切水
及其他各种损耗。油品蒸发损耗占储运系统总损
耗的75．9％。我国乙烯工业储运系统损耗约占总
损耗的6％ 一8％ ，原料损耗约占裂解原料总量的
0．4％ 0．6％。大庆石化公司化工一厂乙烯装置生产
能力60x10 t／a，需裂解原料159x10 t／a。在储运过
程中损失的油品达(64～95)×10't／a，按原料油价
格3 000元／t计算，由于油品蒸发损耗造成的经济
损失达192—285万元／a。
1油品的损耗
1．1油品损耗的原因分析
油品蒸发损耗的内因是油料的馏分性质。馏
分组成越轻，那么沸点越低、蒸汽压越大、蒸发就
越严重。研究油品的损耗问题，就是研究油品在
低压容器中储存和输转时的蒸发过程，也就是研
究油品的蒸发性能和储罐结构限制油品蒸发损耗
的相互关系。在实际储运过程中，油品的蒸发损耗
主要包括5个方面。
(1)油罐的自然通风损耗
自然通风损耗是由罐顶有孔眼不严密或在两
个孔眼问存在高差情况下，由于混合气密度比空
气大，致使在罐内引起自然对流。油罐附件及顶
部钢材焊接的密封程度都会引发自然通风损失。
1座5 000 m 油罐储存汽油，由于严重通风1个月
损失可达53 t，损耗率1．5％左右。
储罐开口及附件不严、罐壁有腐蚀、储罐表面
涂色不符合要求，都会增加油品蒸发损耗。储油
罐的密封程度愈好，损耗愈小。这是因为储油罐
在一定的控制压力范围内与外界隔离，避免了罐
内油蒸气的逸出和渗漏n1。
(2)静止油罐的“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1 d内的升降周期变化，罐
内气体空间温度、油品的蒸发速度、油品浓度和蒸
气压力也随之变化，造成油气呼出罐外，再吸人空
气，这种排出石油气体和吸人空气过程中造成的
油品损失叫“小呼吸”损失。生产上也叫做油罐静
止储存损耗。影响储罐“小呼吸”损耗的因素主要
有：昼夜温差变化；所处地区的日照系数；储罐容
积大小；油罐装满程度；油品的物性。
在油品蒸发损耗中，“小呼吸”损失约占
10％。例如：1个5 000 1TI 拱顶罐，一昼夜“小呼吸”
损失可达350 kg。
(3)收发油品时的“大呼吸”损耗
油罐在进行收付作业时，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进入，这
个过程所造成的油品损失叫“大呼吸”损失。接收
油料时，当罐内压力超过呼吸阀的控制压力时，一
定浓度的油蒸汽就从呼吸阀呼出，造成油品的蒸
发损耗。发出油料时，罐内压力减小，当负压大于
呼吸阀的控制压力时，油罐开始吸入空气，由于此
时油面上方的油气没有饱和，促使油品蒸发直到
油蒸汽饱和，这些饱和油蒸汽在下次收油时又被
呼出，造成循环蒸发损耗。
影响储罐“大呼吸”损耗的因素主要有：油品
性质；收发油速度；罐内压力等级；油罐周转次数；
还与储罐所处的地理位置、大气温度、风向等其他
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2010年第1期 孟昭云．乙烯罐区原料油品损耗分析及控制措施 29
因素有关。
(4)清罐损失
由于捡修或改换介质，储罐需要清罐处理，正
静隋况是抽至规定的最低液位0．5 nl，然后将其放
掉。例如1座1 000 m 。的汽油罐，液位在0．5 m时
的物料重量为36．4 t。
(5)脱水、跑冒损耗
大部分物料都含有一定水分，需要脱水，常用
的脱水方法是打开储罐脱水阀门，将罐内存水直
接排出，直到见油为止。这样或多或少都要脱出
部分油品。另外，静密封点漏油或冒罐也会造成
油品损失。
1．2油品损耗的其它原因
(1)油品储存温度损耗
白天大气和太阳的热量，经罐顶和罐壁传人
罐内，使油气温度上升、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，加速了液
体的蒸发，使排出的油气饱和度增高。另外，传人
的热量还会导致气体空间的强制对流，从而促进
液体表面蒸发和油蒸气的扩散。油品储存温度愈
高，油料蒸发愈严重。北方昼夜温差较大也是造
成储罐蒸发损耗的重要原因。
(2)储油罐内液面上方空间大小的损耗
储油罐内液面上方空间愈大，蒸发损耗愈
大。这是因为大体积空间内的空气需要蒸发大量
的油品烃蒸气混合，才能饱和。例如在同等条件
下，因油罐储油量不同，1 a中的损耗量也不同：储
存量占储罐的95％，损耗为1．5 t；占80％，损耗2．5
t；占60％，损耗4 t；占20％，损耗12 t。
2油品蒸发损耗量的计算
油品蒸发损耗分为：静止储存损耗(即静损耗
或小呼吸损耗)；油罐收发操作时的损耗(即工作
损耗或大呼吸损耗)。计算油品蒸发损耗的公式
有很多，目前通常使用美国石油学会推荐的公式 I。
(1)常压储罐小呼吸蒸发损耗计算
P／(101 325一P)]n矾x H 7-05。Fpc(1)
式中 一储罐的年蒸发损耗量，m ／a； 系数，
对汽油K=24，对原油K=14；P-散装温度下液体的
真实蒸气压(绝)，Pa； 一储罐直径，m；日__-罐平均
留空高度，m；卜每d大气温度的变化(每d高温与
低温之差)的a平均值，oC； 一涂料系数；c_小直
径储罐的修正系数。
(2)浮顶油罐小呼吸蒸发损耗的计算
Ls=YVN~~xDMvKsKcE (2)
式中厶一小呼吸蒸发损耗，m3／a；y-系数；kg／a；
平均风速，rrgs； 一风速指数； 罐直径，m；
一油品蒸气的平均分子量，kg／kmol；Ks一密封系
数； 一油品系数；E广二次密封系数；Px一蒸汽
压函数(无量纲)。
P ： ⋯
[1+(1一P／Pa)。· 】 (3)
式中P_一油品在平均储存温度下的真实蒸气压，
Pa；Pa—储罐所在地的平均大气压，Pa。
(3)常压储罐的大呼吸蒸发损耗计算
F： ： ： K。 (4)
133．32×10。
式中卜常压储罐大呼吸蒸发损耗量，m ／a；
散装温度下液体的真实蒸气压(绝)，Pa； 一液体
年泵送入罐量(即年周转量)，m ／a；断一周转系数；
一系数。
(4)低压储罐大呼吸蒸发损耗计算
l=—意1-3-—3- -． 3-2--×- 1- 0-6- -／-(-e— +—-—只——一— -——，—)一 (／ 5)，、
式中凡一低压储罐大呼吸蒸发损耗量，m ；Pv一
计算液体表面温度时的真实蒸气压(绝)，Pa；P-大
气压(标准状态下)，取101 325 Pa；P。一真空阀开启
时的表压，Pa；P2一压力阀开启时的表压，Pa； 一
液体泵送入罐量，in 。
(5)浮顶油罐大呼吸蒸发损耗的计算
L ：—4QC—
WL (6)
” D
式中￡ 一浮顶油罐大呼吸蒸发损耗，kg，a；Q一平
均发油量，m ／a；c_一罐壁粘附系数，m3／(1 000 m。)；
— 储存液体平均密度，t／m ； 罐直径，m。
3控制油品蒸发损耗的措施
结合大庆石化公司原料罐区的实际情况和多
年生产实际经验，概括出4项油品降耗措施。
(1)加强储运管理
加强油品调度，尽可能使油罐装满到允许的
程度。储罐蒸发损耗与充满程度的关系很大，充
满程度越低，损失越大。这是由于充满程度越低，
则气体空间越大，油品蒸发损失也越大的缘故。
还要注意改进油罐的收发油操作，在条件许可的
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炼油与化工
30 REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY 第21卷
情况下，油罐应在降温时收油。在降温时罐内气
体因温降而收缩，加以蒸汽分子凝结加快或蒸发
减慢，进油时从罐内排出的气体量必然小于进油
量，并且排出的油品蒸汽的浓度较低。因此损耗
量将比升温时大为减少。显然，在傍晚到午夜降
温较快时收油更为有利。
因发油后罐内蒸汽浓度较低，大呼吸损失量
较小，应在发油后不久就接着进油。收油时，要尽
量加大泵的流量，使油品在收油过程中来不及大
量蒸发而减少损耗。发油时则相反，应适当慢一
些，减缓罐内气体空间蒸汽浓度下降，以免发油终
了后出现“回逆呼出”损耗。
另外，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，
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。
降低油品蒸发损耗必须做好油品储运管理工
作的基础。严格执行各相关作业的操作规程，做
到违章必纠。
(2)降低清罐损失
降低储罐油液位，一般储罐液位被抽至0．3 m
时才会使机泵发生波动，清罐时应尽量用泵把罐
液位抽至0．3 m。如果清理1座1 000 nl 汽油罐，可
减少损失油品15．7 t。
清罐技术的落后也增加了油品损耗。如果在
重质油罐中增加油罐搅拌器，可以延长清罐间隔
时间，减少清罐损失。清理重质油时采用化学清
洗法，可以使沉渣的70％ ～90％作为油加以回收。
(3)加强油罐脱水管理
油罐脱水带油损耗比较大，含油污水进入污
水处理场后虽然可以回收一部分重污油，但轻质
油却基本上损失掉了。
为了有效地降低油品的脱水损耗，除要求装
置保证脱水质量外，还要从工艺设备上加以改进。
在现有设备条件下，首先要加强脱水管理的
责任制，及时关闭脱水阀，尽量减少脱水时的油品
损失。同时要注意脱水方法。做到勤脱、小脱，以
减少损耗。
为了减少脱水损失，常压罐应安装自动切换
阀脱水，球罐脱水应采用二次脱水，这样能大大减
少脱水带油。
(4)控制气体放空损失
气体放空损失主要指球罐中液态烃因超压自
动放空或手动放空至火炬燃烧。大庆地区地处我
国东北，气候变化大，冬、夏或昼、夜温差很大，温
差大对球罐内介质压力影响很大，导致冬季或夜
间罐压低，夏季或白天罐压高甚至超过设定值而
自动放空。解决问题的方法为：① 修改球罐压力
设定值。在生产及技术标准允许的情况下，夏季
适当提高压力设定值，可以有效减少放空损失。
② 储罐喷淋。为减少储罐的“小呼吸”损耗，应确
定合适的油品进罐温度和储存温度。当储罐温度
超过34℃后，对球罐进行喷淋水冷却，降低气体空
间温度、油品温度以及昼夜温度变化幅度，防止超
压放空，有利于安全生产。
4结束语
(1)利用油料化学、传热传质理论、工程热物
理等学科知识，针对不同作业特点及储油设备继
续深入分析损耗机理、分布规律，建立评价蒸发损
耗量大小的数学模型及简单而准确的计算公式，
定量找出影响损耗的主要因素。
(2)开发降低油品蒸发损耗的技术并推广应
用，重点发展油气回收新技术，筛选及研制性能更
好的吸附剂、吸收剂、冷凝剂。一般来说，油气回
收装置的油气进口的体积分数为0—50％，出口的
体积分数为3％ 一5％，回收率(质量分数)不小于
90％，油气进口温度一般为5—40℃ 。
(3)目前由于油蒸气排放的复杂性及解决问
题侧重面的不同，国际上尚无统一控制方法。
参考文献：
[1]刘剑锋，王文娟，马建伟．油品的蒸发损耗及控制方法[J]．
石油库与加油站，2007，4(16)：23—24．
[2]徐文琪．油品的蒸发损耗及降耗措施[J]．金陵科技，
2004，4(11)：24—25．
[3]冯希全．油品的蒸发损耗及降耗措施[J]_山东科学，
2001，14(2)：62—65．
收稿日期：2010—01一O6
作者简介：孟昭云，女，助理工程师，1998年毕业于大庆石油学院化
学工程专业，现从事化工生产技术工作。
欢迎到各地邮局订阅《炼油与化工》期刊，邮发代号14—254

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