油库油气回收装置设计与评价

2015-02-15

油气田地面工程 2015年6期

大庆油田储运销售分公司

油库油气回收装置设计与评价

胡叶红

大庆油田储运销售分公司

在油库的储油、收发油过程中受工艺技术及设备的限制，会有一部分油蒸气不可避免地进入大气，从而引起蒸发损耗。油气损耗不但造成严重的环境污染，而且还会降低油品质量，影响油品正常使用。要从根本上解决油品蒸发损耗问题，最经济有效的办法就是采取油气回收措施。油气回收系统分为油气收集系统、油气分离系统以及回收系统三部分。根据现场实际设计出油库卸车油气回收方案：在量油口加装一个可人工移动、质量不超出6kg的带内孔的锥形橡胶密封盖帽或喇叭形密封胶帽，胶帽的上部通过一段金属软管连接管道，管道中加装空压机。对回收装置进行现场采样测试，测试结果显示，装置的净化效率为99.7%，排放浓度为1200mg/m3，均符合标准规定。

油气损耗；油气回收装置；回收方案；评价

在油库的储油、收发油过程中受工艺技术及设备的限制，会有一部分油蒸气不可避免地进入大气，从而引起蒸发损耗[1]。统计结果表明，在222例火灾爆炸事故中，由于油气引起的事故就有101起，占45.5%。成品油库各区的火灾发生率统计结果为罐区6.94%，接卸区27.78%，发油区36.11%，这三个区占71%。另外，油气损耗还会造成严重的环境污染，危及人的生命安全；会降低油品质量，影响油品正常使用。因此，油品蒸发损耗问题己经成为急需解决的安全、节能、环保难题之一。要从根本上解决油品蒸发损耗问题，最经济有效的办法就是采取油气回收措施。目前油气回收系统可分为三大部分：第一部分是利用专门的设备将产生的油蒸气收集起来，称之为油气收集系统；第二部分是将烃类与空气进行有效的分离，称之为油气分离系统；第三部分是回收系统，使分离出来的烃类液化，以便重新加以利用[2]。

1 油库罐车卸油进储罐方案设计

1.1 回收装置

油库油气回收装置见图1。对于储罐A、B、C、D，当运油罐车卸油时由于液位抬升气体会随着温度升高而挥发，油气将会从直通大气的量油口排出，因此将量油口作为回收重点来设计回收方案。

图1 油库油气回收装置

1.2 回收方案

在量油口加装一个可人工移动、质量不超出6kg的带内孔的锥形橡胶密封盖帽或喇叭形密封胶帽，见图2。胶帽的上部通过一段金属软管连接管道，管道中加装空压机。空压机做功时，气体被加压、抽出后送到8#储罐中。采用PLC控制实现气体回收过程的自动化，即A、B、C、D任何一个储罐中的压力达到一定上限值时，相应的储罐和压缩机之间的阀门自动打开，压缩机开始运转，将量油口排出的气体加压送入8#储罐中；当A、B、C、D储罐中的压力达到一定下限值时，相应的阀门关闭，压缩机自动停止工作。

图2 锥形橡胶密封盖帽和喇叭形密封胶帽

为了实现自动收集气体，给A、B、C、D每个储罐安装一个CYDK—II防爆型压力开关，此压力开关可设定上、下限压力值。当压力达到下限或上限值时，压力开关送出开关信号给PLC，PLC再送出控制信号给A、B、C、D每个储罐对应的电磁阀和压缩机，来控制阀的自动开闭以及压缩机的自动运转。在8#储罐的出口处也安装一台CYDK—II防爆型压力开关，当8#储罐中的气体压力达到压力开关设定的压力上限时产生报警信号给PLC，发出压力报警警示信号，并自动启动2#压缩机及控制阀，以将罐中气体加压送出至浮顶罐混输。正常情况下，8#储罐中的气体被送至锅炉燃烧，以实现回收气体的有效利用。

整个系统的管路除储罐出口及压缩机进出口用金属软管连接外，其他管道都用镀锌管，1#压缩机前用DN25mm管径，1#压缩机后用DN20mm管径。4个储罐的量油口与管路采用胶帽的形式连接。

2 实例

2.1 案例分析

以某油库为试点建设油气回收装置，同时以其中某一输油站作为经济评价目标。对于拱顶罐小呼吸损耗计算，推荐采用小呼吸蒸发损耗计算公式，计算参数见表1。

式中LDS为拱顶罐年蒸发损耗量（m3/a）；p为油罐内油品本体温度下的蒸汽压（kPa），可取大气温度加2.8℃；pa为当地大气压（kPa）；D为储罐直径（m）；H为储罐平均留空高度（m），包括储罐体部分预留容积的高度和罐顶部分容积换算的高度；ΔT为大气温度的平均日温差（℃）；FP为涂料系数；K2为单位换算常数，取值3.05；K3为油品系数，汽油取1，原油取0.58；C1为小直径储罐的修正系数。

表1 小呼吸损耗计算参数

对于拱顶罐大呼吸损耗计算，推荐采用大呼吸蒸发损耗计算公式[3]，计算参数见表2。

式中LDW为拱顶罐大呼吸蒸发损耗量（m3/a）；V1为泵送液体入罐量（m3）；N为油罐年周转次数；Q为油罐年周转量（m3/a）；V为油罐容积（m3）；K为单位换算常数，K=51.6；KT为周转系数；K1为油品系数，汽油取1，原油取0.75；py为油品平均温度下的蒸汽压（kPa）；py1为油罐内液面最低温度所对应的蒸汽压（kPa）；py2为油罐内液面最高温度所对应的蒸汽压（kPa）；μy为油蒸汽摩尔质量（kg/kmo1)。