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乙烯罐區(qū)原料油品損耗分析及控制措施

文檔作者：孟昭云文檔來源：大慶石化公司化工一廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年03月31日
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煉油與化工
REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY 第2l卷
乙烯罐區(qū)原料油品損耗分析及控制措施
孟昭云
(大慶石化公司化工一廠，黑龍江大慶163714)
摘要：結(jié)合大慶石化公司乙烯罐區(qū)的實(shí)際情況，論述了油罐的自然通風(fēng)損耗、靜止油罐的“小
呼吸”損耗、收發(fā)油品時(shí)的“大呼吸”損耗、清罐損失、脫水、跑冒損耗、油品儲(chǔ)存溫度損耗、儲(chǔ)油
罐內(nèi)液面上方空間大小的損耗，及計(jì)算油品蒸發(fā)損耗量的方法，提出了加強(qiáng)儲(chǔ)運(yùn)管理、降低清
罐損失、加強(qiáng)油罐脫水管理、控制氣體放空損失的控制措施。
關(guān)鍵詞：乙烯原料；油品損耗；原因分析；控制措施
中圖分類號(hào)：TE8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671—4962(2010)01—0028—03
乙烯罐區(qū)原料油品儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)損耗是石油化工
企業(yè)能耗的主要部分。儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)損耗包括油品蒸
發(fā)損耗、儲(chǔ)運(yùn)放空損耗、清罐損失、跑冒滴漏切水
及其他各種損耗。油品蒸發(fā)損耗占儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)總損
耗的75．9％。我國(guó)乙烯工業(yè)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)損耗約占總
損耗的6％ 一8％ ，原料損耗約占裂解原料總量的
0．4％ 0．6％。大慶石化公司化工一廠乙烯裝置生產(chǎn)
能力60x10 t／a，需裂解原料159x10 t／a。在儲(chǔ)運(yùn)過
程中損失的油品達(dá)(64～95)×10't／a，按原料油價(jià)
格3 000元／t計(jì)算，由于油品蒸發(fā)損耗造成的經(jīng)濟(jì)
損失達(dá)192—285萬元／a。
1油品的損耗
1．1油品損耗的原因分析
油品蒸發(fā)損耗的內(nèi)因是油料的餾分性質(zhì)。餾
分組成越輕，那么沸點(diǎn)越低、蒸汽壓越大、蒸發(fā)就
越嚴(yán)重。研究油品的損耗問題，就是研究油品在
低壓容器中儲(chǔ)存和輸轉(zhuǎn)時(shí)的蒸發(fā)過程，也就是研
究油品的蒸發(fā)性能和儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)限制油品蒸發(fā)損耗
的相互關(guān)系。在實(shí)際儲(chǔ)運(yùn)過程中，油品的蒸發(fā)損耗
主要包括5個(gè)方面。
(1)油罐的自然通風(fēng)損耗
自然通風(fēng)損耗是由罐頂有孔眼不嚴(yán)密或在兩
個(gè)孔眼問存在高差情況下，由于混合氣密度比空
氣大，致使在罐內(nèi)引起自然對(duì)流。油罐附件及頂
部鋼材焊接的密封程度都會(huì)引發(fā)自然通風(fēng)損失。
1座5 000 m 油罐儲(chǔ)存汽油，由于嚴(yán)重通風(fēng)1個(gè)月
損失可達(dá)53 t，損耗率1．5％左右。
儲(chǔ)罐開口及附件不嚴(yán)、罐壁有腐蝕、儲(chǔ)罐表面
涂色不符合要求，都會(huì)增加油品蒸發(fā)損耗。儲(chǔ)油
罐的密封程度愈好，損耗愈小。這是因?yàn)閮?chǔ)油罐
在一定的控制壓力范圍內(nèi)與外界隔離，避免了罐
內(nèi)油蒸氣的逸出和滲漏n1。
(2)靜止油罐的“小呼吸”損耗
罐內(nèi)油品在沒有收發(fā)作業(yè)靜止儲(chǔ)存情況下，
隨著外界氣溫、壓力在1 d內(nèi)的升降周期變化，罐
內(nèi)氣體空間溫度、油品的蒸發(fā)速度、油品濃度和蒸
氣壓力也隨之變化，造成油氣呼出罐外，再吸人空
氣，這種排出石油氣體和吸人空氣過程中造成的
油品損失叫“小呼吸”損失。生產(chǎn)上也叫做油罐靜
止儲(chǔ)存損耗。影響儲(chǔ)罐“小呼吸”損耗的因素主要
有：晝夜溫差變化；所處地區(qū)的日照系數(shù)；儲(chǔ)罐容
積大小；油罐裝滿程度；油品的物性。
在油品蒸發(fā)損耗中，“小呼吸”損失約占
10％。例如：1個(gè)5 000 1TI 拱頂罐，一晝夜“小呼吸”
損失可達(dá)350 kg。
(3)收發(fā)油品時(shí)的“大呼吸”損耗
油罐在進(jìn)行收付作業(yè)時(shí)，由于油面的升降變
化引起油罐內(nèi)氣體空間變化，進(jìn)而帶來氣體壓力
的升降變化，使混合油氣排出或外界空氣進(jìn)入，這
個(gè)過程所造成的油品損失叫“大呼吸”損失。接收
油料時(shí)，當(dāng)罐內(nèi)壓力超過呼吸閥的控制壓力時(shí)，一
定濃度的油蒸汽就從呼吸閥呼出，造成油品的蒸
發(fā)損耗。發(fā)出油料時(shí)，罐內(nèi)壓力減小，當(dāng)負(fù)壓大于
呼吸閥的控制壓力時(shí)，油罐開始吸入空氣，由于此
時(shí)油面上方的油氣沒有飽和，促使油品蒸發(fā)直到
油蒸汽飽和，這些飽和油蒸汽在下次收油時(shí)又被
呼出，造成循環(huán)蒸發(fā)損耗。
影響儲(chǔ)罐“大呼吸”損耗的因素主要有：油品
性質(zhì)；收發(fā)油速度；罐內(nèi)壓力等級(jí)；油罐周轉(zhuǎn)次數(shù)；
還與儲(chǔ)罐所處的地理位置、大氣溫度、風(fēng)向等其他
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2010年第1期 孟昭云．乙烯罐區(qū)原料油品損耗分析及控制措施 29
因素有關(guān)。
(4)清罐損失
由于撿修或改換介質(zhì)，儲(chǔ)罐需要清罐處理，正
靜隋況是抽至規(guī)定的最低液位0．5 nl，然后將其放
掉。例如1座1 000 m 。的汽油罐，液位在0．5 m時(shí)
的物料重量為36．4 t。
(5)脫水、跑冒損耗
大部分物料都含有一定水分，需要脫水，常用
的脫水方法是打開儲(chǔ)罐脫水閥門，將罐內(nèi)存水直
接排出，直到見油為止。這樣或多或少都要脫出
部分油品。另外，靜密封點(diǎn)漏油或冒罐也會(huì)造成
油品損失。
1．2油品損耗的其它原因
(1)油品儲(chǔ)存溫度損耗
白天大氣和太陽的熱量，經(jīng)罐頂和罐壁傳人
罐內(nèi)，使油氣溫度上升、體積膨脹，導(dǎo)致油氣從罐中
排出。熱量的輸入還使油面溫度上升，加速了液
體的蒸發(fā)，使排出的油氣飽和度增高。另外，傳人
的熱量還會(huì)導(dǎo)致氣體空間的強(qiáng)制對(duì)流，從而促進(jìn)
液體表面蒸發(fā)和油蒸氣的擴(kuò)散。油品儲(chǔ)存溫度愈
高，油料蒸發(fā)愈嚴(yán)重。北方晝夜溫差較大也是造
成儲(chǔ)罐蒸發(fā)損耗的重要原因。
(2)儲(chǔ)油罐內(nèi)液面上方空間大小的損耗
儲(chǔ)油罐內(nèi)液面上方空間愈大，蒸發(fā)損耗愈
大。這是因?yàn)榇篌w積空間內(nèi)的空氣需要蒸發(fā)大量
的油品烴蒸氣混合，才能飽和。例如在同等條件
下，因油罐儲(chǔ)油量不同，1 a中的損耗量也不同：儲(chǔ)
存量占儲(chǔ)罐的95％，損耗為1．5 t；占80％，損耗2．5
t；占60％，損耗4 t；占20％，損耗12 t。
2油品蒸發(fā)損耗量的計(jì)算
油品蒸發(fā)損耗分為：靜止儲(chǔ)存損耗(即靜損耗
或小呼吸損耗)；油罐收發(fā)操作時(shí)的損耗(即工作
損耗或大呼吸損耗)。計(jì)算油品蒸發(fā)損耗的公式
有很多，目前通常使用美國(guó)石油學(xué)會(huì)推薦的公式 I。
(1)常壓儲(chǔ)罐小呼吸蒸發(fā)損耗計(jì)算
P／(101 325一P)]n礬x H 7-05。Fpc(1)
式中 一儲(chǔ)罐的年蒸發(fā)損耗量，m ／a； 系數(shù)，
對(duì)汽油K=24，對(duì)原油K=14；P-散裝溫度下液體的
真實(shí)蒸氣壓(絕)，Pa； 一儲(chǔ)罐直徑，m；日__-罐平均
留空高度，m；卜每d大氣溫度的變化(每d高溫與
低溫之差)的a平均值，oC； 一涂料系數(shù)；c_小直
徑儲(chǔ)罐的修正系數(shù)。
(2)浮頂油罐小呼吸蒸發(fā)損耗的計(jì)算
Ls=YVN~~xDMvKsKcE (2)
式中厶一小呼吸蒸發(fā)損耗，m3／a；y-系數(shù)；kg／a；
平均風(fēng)速，rrgs； 一風(fēng)速指數(shù)； 罐直徑，m；
一油品蒸氣的平均分子量，kg／kmol；Ks一密封系
數(shù)； 一油品系數(shù)；E廣二次密封系數(shù)；Px一蒸汽
壓函數(shù)(無量綱)。
P ： ?
[1+(1一P／Pa)。· 】 (3)
式中P_一油品在平均儲(chǔ)存溫度下的真實(shí)蒸氣壓，
Pa；Pa—儲(chǔ)罐所在地的平均大氣壓，Pa。
(3)常壓儲(chǔ)罐的大呼吸蒸發(fā)損耗計(jì)算
F： ： ： K。 (4)
133．32×10。
式中卜常壓儲(chǔ)罐大呼吸蒸發(fā)損耗量，m ／a；
散裝溫度下液體的真實(shí)蒸氣壓(絕)，Pa； 一液體
年泵送入罐量(即年周轉(zhuǎn)量)，m ／a；斷一周轉(zhuǎn)系數(shù)；
一系數(shù)。
(4)低壓儲(chǔ)罐大呼吸蒸發(fā)損耗計(jì)算
l=—意1-3-—3- -． 3-2--×- 1- 0-6- -／-(-e— +—-—只——一— -——，—)一 (／ 5)，、
式中凡一低壓儲(chǔ)罐大呼吸蒸發(fā)損耗量，m ；Pv一
計(jì)算液體表面溫度時(shí)的真實(shí)蒸氣壓(絕)，Pa；P-大
氣壓(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)，取101 325 Pa；P。一真空閥開啟
時(shí)的表壓，Pa；P2一壓力閥開啟時(shí)的表壓，Pa； 一
液體泵送入罐量，in 。
(5)浮頂油罐大呼吸蒸發(fā)損耗的計(jì)算
L ：—4QC—
WL (6)
” D
式中￡ 一浮頂油罐大呼吸蒸發(fā)損耗，kg，a；Q一平
均發(fā)油量，m ／a；c_一罐壁粘附系數(shù)，m3／(1 000 m。)；
— 儲(chǔ)存液體平均密度，t／m ； 罐直徑，m。
3控制油品蒸發(fā)損耗的措施
結(jié)合大慶石化公司原料罐區(qū)的實(shí)際情況和多
年生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，概括出4項(xiàng)油品降耗措施。
(1)加強(qiáng)儲(chǔ)運(yùn)管理
加強(qiáng)油品調(diào)度，盡可能使油罐裝滿到允許的
程度。儲(chǔ)罐蒸發(fā)損耗與充滿程度的關(guān)系很大，充
滿程度越低，損失越大。這是由于充滿程度越低，
則氣體空間越大，油品蒸發(fā)損失也越大的緣故。
還要注意改進(jìn)油罐的收發(fā)油操作，在條件許可的
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煉油與化工
30 REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY 第21卷
情況下，油罐應(yīng)在降溫時(shí)收油。在降溫時(shí)罐內(nèi)氣
體因溫降而收縮，加以蒸汽分子凝結(jié)加快或蒸發(fā)
減慢，進(jìn)油時(shí)從罐內(nèi)排出的氣體量必然小于進(jìn)油
量，并且排出的油品蒸汽的濃度較低。因此損耗
量將比升溫時(shí)大為減少。顯然，在傍晚到午夜降
溫較快時(shí)收油更為有利。
因發(fā)油后罐內(nèi)蒸汽濃度較低，大呼吸損失量
較小，應(yīng)在發(fā)油后不久就接著進(jìn)油。收油時(shí)，要盡
量加大泵的流量，使油品在收油過程中來不及大
量蒸發(fā)而減少損耗。發(fā)油時(shí)則相反，應(yīng)適當(dāng)慢一
些，減緩罐內(nèi)氣體空間蒸汽濃度下降，以免發(fā)油終
了后出現(xiàn)“回逆呼出”損耗。
另外，重點(diǎn)是定期檢查油罐的密封情況，特別
是機(jī)械呼吸閥、液壓安全閥、油口及計(jì)量裝置等，
采用人工量油檢尺的應(yīng)盡可能在罐內(nèi)壓差最小的
清晨或傍晚吸氣結(jié)束后進(jìn)行。
降低油品蒸發(fā)損耗必須做好油品儲(chǔ)運(yùn)管理工
作的基礎(chǔ)。嚴(yán)格執(zhí)行各相關(guān)作業(yè)的操作規(guī)程，做
到違章必糾。
(2)降低清罐損失
降低儲(chǔ)罐油液位，一般儲(chǔ)罐液位被抽至0．3 m
時(shí)才會(huì)使機(jī)泵發(fā)生波動(dòng)，清罐時(shí)應(yīng)盡量用泵把罐
液位抽至0．3 m。如果清理1座1 000 nl 汽油罐，可
減少損失油品15．7 t。
清罐技術(shù)的落后也增加了油品損耗。如果在
重質(zhì)油罐中增加油罐攪拌器，可以延長(zhǎng)清罐間隔
時(shí)間，減少清罐損失。清理重質(zhì)油時(shí)采用化學(xué)清
洗法，可以使沉渣的70％ ～90％作為油加以回收。
(3)加強(qiáng)油罐脫水管理
油罐脫水帶油損耗比較大，含油污水進(jìn)入污
水處理場(chǎng)后雖然可以回收一部分重污油，但輕質(zhì)
油卻基本上損失掉了。
為了有效地降低油品的脫水損耗，除要求裝
置保證脫水質(zhì)量外，還要從工藝設(shè)備上加以改進(jìn)。
在現(xiàn)有設(shè)備條件下，首先要加強(qiáng)脫水管理的
責(zé)任制，及時(shí)關(guān)閉脫水閥，盡量減少脫水時(shí)的油品
損失。同時(shí)要注意脫水方法。做到勤脫、小脫，以
減少損耗。
為了減少脫水損失，常壓罐應(yīng)安裝自動(dòng)切換
閥脫水，球罐脫水應(yīng)采用二次脫水，這樣能大大減
少脫水帶油。
(4)控制氣體放空損失
氣體放空損失主要指球罐中液態(tài)烴因超壓自
動(dòng)放空或手動(dòng)放空至火炬燃燒。大慶地區(qū)地處我
國(guó)東北，氣候變化大，冬、夏或晝、夜溫差很大，溫
差大對(duì)球罐內(nèi)介質(zhì)壓力影響很大，導(dǎo)致冬季或夜
間罐壓低，夏季或白天罐壓高甚至超過設(shè)定值而
自動(dòng)放空。解決問題的方法為：① 修改球罐壓力
設(shè)定值。在生產(chǎn)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)允許的情況下，夏季
適當(dāng)提高壓力設(shè)定值，可以有效減少放空損失。
② 儲(chǔ)罐噴淋。為減少儲(chǔ)罐的“小呼吸”損耗，應(yīng)確
定合適的油品進(jìn)罐溫度和儲(chǔ)存溫度。當(dāng)儲(chǔ)罐溫度
超過34℃后，對(duì)球罐進(jìn)行噴淋水冷卻，降低氣體空
間溫度、油品溫度以及晝夜溫度變化幅度，防止超
壓放空，有利于安全生產(chǎn)。
4結(jié)束語
(1)利用油料化學(xué)、傳熱傳質(zhì)理論、工程熱物
理等學(xué)科知識(shí)，針對(duì)不同作業(yè)特點(diǎn)及儲(chǔ)油設(shè)備繼
續(xù)深入分析損耗機(jī)理、分布規(guī)律，建立評(píng)價(jià)蒸發(fā)損
耗量大小的數(shù)學(xué)模型及簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確的計(jì)算公式，
定量找出影響損耗的主要因素。
(2)開發(fā)降低油品蒸發(fā)損耗的技術(shù)并推廣應(yīng)
用，重點(diǎn)發(fā)展油氣回收新技術(shù)，篩選及研制性能更
好的吸附劑、吸收劑、冷凝劑。一般來說，油氣回
收裝置的油氣進(jìn)口的體積分?jǐn)?shù)為0—50％，出口的
體積分?jǐn)?shù)為3％ 一5％，回收率(質(zhì)量分?jǐn)?shù))不小于
90％，油氣進(jìn)口溫度一般為5—40℃ 。
(3)目前由于油蒸氣排放的復(fù)雜性及解決問
題側(cè)重面的不同，國(guó)際上尚無統(tǒng)一控制方法。
參考文獻(xiàn)：
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2001，14(2)：62—65．
收稿日期：2010—01一O6
作者簡(jiǎn)介：孟昭云，女，助理工程師，1998年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院化
學(xué)工程專業(yè)，現(xiàn)從事化工生產(chǎn)技術(shù)工作。
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