油品储运中的损耗及其计算

杨海宏，原 英

（中国石油广西石化公司，广西 钦州 535008）

众所周知，石油及其产品是多种碳氢化合物的混合物，其中轻组分具有很强的挥发性。调查资料表明，油品蒸发损耗的累计数量十分惊人，损耗量占原油产量的3%。全世界每年散失于大气中的油品约有1亿t，几乎相当于我国一年的原油产量。油品的使用在我国能源结构中占据着很大的一部分，随着经济快速发展，我国油品的消耗也将逐步增大。油品消耗量的增大迫使我们提出了节约能源及减少能源消耗的措施。

1 油品的损耗方式

油品的损耗主要有蒸发损耗和残漏损耗两种，蒸发损耗指油品在气密性良好的容器内按规定的操作规程进行装卸、存储、输转等作业时，由于石油产品表面气化而造成数量减少的现象。蒸发损耗是造成油品正常损耗的主要原因。残漏损耗是指在保管、运输、销售中由于车、船等容器内壁黏附，容器内少量余油不能卸尽和难免的微量渗漏而造成数量上的损失。

1.1 蒸发损耗

包括自然通风损耗和大、小呼吸损耗。油品的蒸发损耗不仅造成油品数量的损失，也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。当汽油蒸发损耗1%时，蒸馏曲线10%馏出温度约上升2.78℃，辛烷值降低一个单位，使汽油发动机工作性能变坏，加速汽油氧化，增加汽油胶质，汽油耗量加大，对环境造成污染。

1.1.1 静止储存损耗

是指单个油罐在不进行收发作业时，因油罐“小呼吸”而发生的油品损失。储存油罐白天受热，罐内温度升高，油料蒸发速度加快，油蒸气压力也随之增高，当气体压力增加到油罐呼吸阀极限时就要放出气体。夜间气温下降，油和油蒸气体积收缩，罐内又要吸进空气。这种排出石油蒸气和吸入空气的过程叫“小呼吸”损失。这种“小呼吸”损耗在各种类型的储罐中都会发生。在蒸发损耗中，“小呼吸”损失约占10%。1座10000m3地上拱顶罐储存汽油，“小呼吸”损失可达117t·a-1，损失率为1.7%。

由于罐顶有孔眼不严密或在两个孔眼间存在着高差，由于混合气密度比空气密度大，致使罐内混合气从低处排入大气，外界空气从高处孔眼流入罐内。这种由于孔眼位差和气体密度的不同，引起气体自然对流所造成的损失叫自然通风损失。

1.1.2 输转操作损耗

是指油品从某一油罐输往另一油罐时，因油罐“大呼吸”而产生的损失。当向油罐注入油料时，由于罐内液体体积增加，罐内气体压力增加，当压力增至呼吸阀压力极限时，呼吸阀自动开启排气。当从油罐输出油料时，罐内液体体积减少，罐内气体压力降低，当压力降至呼吸阀负压极限时，吸进空气。这种由于输转油料致使油罐排除油蒸气和吸入空气所导致的损失叫“大呼吸”损失。

对于浮顶罐，当浮顶因抽液下降、罐壁暴露，则湿润的罐壁上所粘附的液体蒸发也会导致损耗。

1.1.3 其他损耗

除了静止储存损耗和输转操作损耗以外，储罐开口及储罐附件不严密或破损等，都会导致蒸发损耗，如罐顶板腐蚀穿孔、消防泡沫玻璃破碎、量油孔透光孔漏气等。

1.2 残漏损耗

是指当油品从油罐装入铁路罐车、油船、汽车罐车等运输容器内或将油品从运输容器内卸入油罐时，因油品粘附罐壁而产生的损失。或者在油品储运过程中，生产操作失误所造成的跑油、冒油、混油, 以及清罐、油罐切水作业中油品的损耗和某些设备由于维修不善造成的滴漏损耗。

2 油品损耗的因素

2.1 油品性质

油品的馏分组成愈轻，沸点愈低，饱和蒸气压愈大，蒸发愈严重。蒸发损失愈大，对油料质量影响愈严重。因此在储存中溶剂汽油、航空汽油、车用汽油和原油容易造成蒸发损失，煤油、柴油的蒸发损失稍小，渣油、润滑油的蒸发损失比较小。

2.2 储存温度

不同油品的储存温度是依据各自储存、输转等操作情况及自身性质来确定的。提高储存温度,可以降低油品黏度,减少输送功率。但油品储存温度愈高，油料蒸发愈严重，因此夏季油品的蒸发损耗最严重。温度越高，蒸发及对流传质越快，排放气的含量也越高。在我国南方某地区一个容积为10000m3的地上拱顶罐，在夏季储存汽油时，每天汽油的蒸发损失可达0.5~1t。

2.3 储存气体空间

储罐越大或者储罐内气体空间越大，蒸发损失越大。油罐装满时，气体空间容积小，“小呼吸”损耗减少。在相同温度和密封条件下储存同一种汽油，装油量为油罐容积20%时的蒸发损失大约是装油量为95%时的8倍。

2.4 其他因素

油罐的密封程度对油品蒸发损耗也有不同影响。1座5000m3拱顶罐，因孔盖不严密引起自然通风，一个月内可损失汽油53t。对于浮顶（或内浮顶）罐采用不同的密封装置，其降低蒸发损耗的效果也是明显不同的。

油品输转过程中的设备损坏或故障会引起损耗。由于设计、施工质量不良，设备失灵、破裂破损、管道设备腐蚀等因素均会造成不同程度的损耗。

人为因素引起油品损耗。工作人员擅离工作岗位或精力不集中、业务不熟、不认真执行操作规程、维修作业组织和方法不当等也会引起油品损耗。

3 油品损耗的计算

3.1 常压储罐大呼吸蒸发损耗计算公式

公式（1）适用于呼吸阀定压为-490~1960Pa的常压储罐。

式中：F为常压储罐大呼吸蒸发损耗量，m3·a-1；P为散装温度下液体的蒸气压，Pa；VL为 年周转量，m3·a-1；KT为周转系数；年周转次数=输转总量/储罐容量（年周转次数=36时，k=1.0）；Ke为系数，汽油储罐Ke =1，原油储罐Ke=0.75。

3.2 低压储罐大呼吸蒸发损耗计算公式

公式（2）适用于呼吸阀定压为1960~19600Pa的低压储罐。

式中：FV为低压储罐大呼吸蒸发损耗量，m3；Pv为液体表面温度蒸气压，Pa；Pa为标准大气压，101325Pa；P1为真空阀开启时的表压，Pa；P2为压力阀开启时的表压，Pa；VL为液体进罐量，m3。

公式（2）中，VL一般指一次进油量，因此计算出的FV为低压储罐进油一次大呼吸损耗量。

3.3 浮顶罐大呼吸蒸汽损耗的计算公式

式中：LW为浮顶罐大呼吸蒸发损耗，kg·a-1；Q为平均发油量，m3·a-1；C为罐壁粘附系数，m3·1000m-2（见表 1）；WL为储存液体平均密度，t·m-3；D 为储罐直径，m。

对于内浮顶油罐的大呼吸蒸发损耗计算及小呼吸蒸发损耗计算，内外浮顶罐蒸发损耗的差别很小且无适用于内浮顶的实际数据，故内浮顶的大呼吸损耗计算沿用外浮顶的计算公式。

表 1 罐壁粘附系数 C / m3·（1000m2）-1

3.4 常压储罐、低压储罐小呼吸蒸发损耗的计算公式

式中：Ly为储罐年蒸发损耗量，m3·a-1；K为系数，汽油K=24,原油K=14；P为液体的蒸气压，Pa；D为储罐直径，m；H为储罐留空高度，m；T为每日大气温度最高与最低年平均差值，℃；Fp为涂料系数，铝漆1.39,白漆1.02；C为小直径储罐的修正系数，见图1。

图 1 小直径储罐的修正系数（1m=3.28ft）

4 降低损耗的措施

降低油品的损耗，不仅可以大大降低储运系统中油品数量的损失，而且可保证油品质量，减少油蒸气对环境的污染。我国各炼厂及罐区对此非常重视，采取了不少有效措施，且取得了一定的效果。

4.1 控制油品储存温度

控制油品合理的储存温度，在罐顶安装环形冷却喷淋水管，当温度达到一定的时候，对罐顶不断进行均匀的喷淋水。冷却水由罐顶经罐壁流下，带走钢罐所吸入的太阳辐射热，以降低油罐气体空间温度，达到冷却油罐的目的。喷淋水冷却的优点是操作简便，缺点是耗水量大，而且容易造成油罐防腐层的破坏。

4.2 使用先进的储罐涂料

储罐的涂料选用能反射光线及反射阳光，性能稳定的涂料，白漆最好，银漆次之。

4.3 正确选择油品储存的储罐类型

不同的储存介质对储罐有不同的选用要求。如储存原油、汽油等易挥发性油品的时候，选择浮顶罐和内浮顶罐比拱顶罐储存要有效，浮顶罐的浮盘与油面接触，消除了气体空间，大大降低了大小呼吸损耗，减少了对环境的污染。如柴油、煤油等不易于挥发的油品，则选择拱顶罐比较经济。

4.4 改良现有工艺

目前大部分储罐的设计都是罐顶安装呼吸阀，根据罐内压力大小自动开启呼吸阀，以达到平衡罐内压力的作用。设计增加储罐与储罐之间气相连通线，在收发油的作业中，当一个储罐收油排气时被发油罐吸收，储罐和储罐之间形成一个密闭的气相系统。对于炼厂储罐来说可以尽量减少中间储罐，减少中间周转次数达到减少损耗的目的。输送油品采用管道密闭输送工艺，采用管道调合和缩短调和时间也可达到减少损耗的目的。

4.5 增设油气回收设施

对于装船、装车、装桶及加油等生产过程, 应该采用密闭装卸技术, 设置气相线与发油罐连通, 避免油气大量挥发至大气中，造成大气污染。生产过程中产生的油气连接到油气回收装置, 将排逸的油气通过油气回收设施进行回收，可以达到环保增效的作用。

4.6 加强储罐的管理

对储罐区生产过程精细管理的提升也可大幅度降低油品的损耗。如对储罐设备定期检修，保证储罐的严密性；合理利用储罐，达到最佳周转率；在允许的情况下，收发油操作尽量安排在低气温或者降温的时间段操作，避开高温时段操作；提高操作人员的技术水平及思想意识；合理安排油罐的切水作业或者安装高灵敏度的自动切水器都可达到降低损耗的目的。

5 结语

油品损耗可以直接反映企业生产过程中安全、质量和环保的意识。目前世界能源形势紧张，生态环境破环严重，降低油品损耗的工作不仅要考虑经济效益，还要考虑社会效益，是一个长期而艰巨的工作。随着油品储运技术的发展，各种新工艺、新设备、新的管理模式不断被创新出来，我们只有在认识掌握油品损耗规律的情况下，合理运用新的工艺、设备才能将油品的损耗降至最低，从而给企业带来较好的经济效益。

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