加油站实施油气回收系统的重要性及应用.pdf

★ 石 油 化 工 安 全 环 保 技 术 ★ 2 0 1 5年 第 3 l卷第 1 期P E T R O C H E MI C A L S A F E T Y AN D E N V I R O N ME N T A L P R O T E C T I O N T E C HN O L O G Y 加油站实施油气回收系统的重要性及应用 张 龙 中国石油天然气股份有限公司甘肃定西销售分公司，甘肃 定西 7 4 3 0 0 0 摘要从 目前全 国加油站油 气回收 系统 实施情 况 出发 ，结合环境 治理及加油站油气排 放现状 ，根据社会发展大形势对环保安全 的要 求，分析加 油站 实施 油回收 系统的重要性。从 安全、环保 、员工健康及能源节约入 手，基 于成品油销 售企业 自身发展的需要 ，提 出实施加 油站 油 气 回收 系统 的必要 性 。 阐 明加 油 站 油 气 一 次 回 收 、二 次 回 收及 三 次 回收 系统 的 应 用 原 理及方法，指 出成品油销售企业要 实现 可持续发展 ，应积极 引进 高科技 ，竭力 “ 变废 为宝” ， 实现低能耗 、无污染、零排放 ，努力营造健康、安全、文明的经营环境 。 关键词 加油站 油气回收重要性应用 早在上世纪七十年代 ，加油站油气 回收系统 已被一些 国家广泛采 用。但在 我 国，由于技术 、 认知等原因却不被广泛应用。近年来，随着社会 经济的快速发展 ，特别是 汽车工业 的发展 ，对 汽 油的需求量不断增加 ，加 油站 的汽油周转量 、销 售量也随之增长。同时，危险性 、环境污染 与损 耗也在增加。 目前 ，国家环保部 已就加油站油气 回收系统的实施做 出安排 ，京 、津 、冀 、珠 江三 角洲 、长江三角洲等地 已完全实施 ，其它地 区加 油站油气 回收系统实施势在必行。 1 加油站实施油气回收系统的重要性 1 ． 1 社会经济发展对环保形势的要求 随着社会经济的快速发展 ，环境 保护问题 突 显 。针对此国家出台了一 系列法律法规 ，督促相 关政府 、部 门 、企业 必须承担 相应 的环保 责任。 2 0 0 8年 ，国家环保部出台了 储油库 、加油站大 气污染治理项 目验收检测技术规范 H J ／ T 4 3 2 0 0 8 ，要 求石油库 、加油站 在新建 、改扩建 中 必须实行大气污染治理验收检测工作 ； 汽车加 油加气站设计与施工规范 G B 5 0 1 5 6 --2 0 1 3 也 对加油站油气 回收系统 的应用作 了相关要求 。作 为成 品油经销商首先应引人循 环发展理念 ，实现 低能耗 、无污染 、零排放 ；其次要竭尽全力 “ 变 废为宝 ” ，通 过循 环利用油气 ，提高 资源 、能源 利用水平 ，减少废气排放。 4 1 1 ． 2企业 自身发展的需要 企业要实现可持续发展 ，前提必须是要担 当 相应 的社会责任 。由于经营商品的特殊性 ，对成 品油销售企业安全、环保管理要求尤为严格。 1 ． 2 ． 1 基于安全因素 加油 站 存 放 大 量 的汽 柴 油 ，属 危 险场 所 。 其 中汽油是 目前使 用较 为广泛 的燃 料 ，它 的易 燃程度远远 大于柴 油 ，成 为 加油 站 内最 易被 引 燃 的物质 。由于 大多数 加油 站 的油气 为无组 织 排放，尤其是敞口卸油，从卸油 口排 出的油气 还夹带 油珠 油雾 ，增 加 了其危 险性 。通 常 ，可 燃液体在一定 温度下 都可 以挥 发产生 蒸气并 与 空气混 合 ，当混合 气体 达到一 定浓 度 时遇到 火 源便会 闪燃 。另外 ，汽油 也很 容 易被 引爆 ，当 油蒸气和空气混合气体 的浓 度到达一定 比例 时 ， 遇到一定点 火能量 就会发 生爆 炸 。加油 站 的客 户群对安全 的认 知有差 异 ，各种 车辆 的安全 性 能不 同，未 熄 灭 的烟 头 、手 机 静 电 、拖 拉 机 、 收稿 日期 2 0 1 31 1 0 7 。 修改稿收到 日期 2 0 1 4一 O 31 8 。 作者简介 张龙，男，1 9 9 8年毕业于兰州商学院会 计专 业，现从事油 库及 加 油 站 的建 设 管理 工 作 ，工 程师，国家注册安全工程 师。电话0 9 3 2 8 2 8 0 8 3 2 ， E ma i l z hl o n g pe t r o c h i n a ．c o n． c n ★ 石 油化 工安全环保技 术 ★ 2 0 1 5年 第 3 l 卷 第 1 期 摩托车都可能 产生 火花形成 点火源 ，汽 油油 气 遇点火源会 闪爆 或燃 烧。基 于安全 考虑 ，加 油 站应加装油气 回收系统 ，以减少 油气挥 发所形 成 的爆炸混合物 。 1 ． 2 ． 2 基于环保及员工健康因素 油罐 进油 时 ，由于油 面升 高 ，空气 空 问减 小 ，罐 内压力增大，当压力超过呼吸阀控制压力 时，一定浓度的油气从呼吸阀呼出，形成油罐大 呼吸 ；在静置状态下 ，随着外界温度 、压力 的升 降周期变化 ，油罐内气体空问的温度 、油 品挥发 速度 、油气浓度和油气压力也随之变化 ，形成小 呼吸 ；汽车加油过程 中也 会产生油气。据测算 ， 1 t 汽油产生 8 k g油气 ，每升汽油在空气 中 自然 挥发为 6 0 0至 8 0 0倍油气 ，由于这些油气都是无 组织排放，当油气挥发物与其它有害气体被太阳 紫外线照射后 ，发 生理化反应污染 ；或燃烧生成 化学烟雾 ，属产生光化学烟雾 的成 因，这些物质 会产生致癌物和温室效应 ，破坏臭氧层。 汽油主要成分是 C 1 2～C 1 4各族烃类 ，为混 合烃类物品之一 ，经呼吸道吸人 ，皮肤 吸收后作 用于人的中枢神经系统。浓度 吸入会 出现 中毒性 脑病；高浓度吸入会 引起意识 突然丧失 ，皮肤接 触会致急性接触性皮炎或过敏性皮炎 ；慢性 中毒 表现为神经衰弱综合症 、周围神经病 、皮肤损害 等。油气排放的高度是 1 ． 2 m，恰好在人的呼吸 范围内，加油站员工工作在一线 ，长期吸入油气 及皮肤接触油气 ，受油气危害显而易见。基于对 环保及员工健康因素考虑 ，加油站安装油气 回收 系统将有利于净化空气 ，保护员工健康 。 1 ． 2 ． 3 基于节约因素 本文所选取案例 为年销量 1万 t 的城 区加油 站 ，设置地下汽油罐 4 0 m 2具 ，汽柴销售 比为 2 1 ，汽油年销量 6 6 6 7 t ，则 在大 、小 呼吸条件 下 ，地下油罐油气无组织排放量见表 1 、表 2 。 大呼吸条件下 ，地下油罐油气无组织排放量 为 0 ． 4 6 71 4 6 ． 3 2 5 ／ [ 6 9 0一 40 ． 0 6 8 5 1 ． 6 ]8 3 5 ／ 1 0 0 0 4 ． 0 5 4 8 t ／ a 小呼吸条件下，地下油罐油气无组织排放量 为{ p o w e r [ 8 4 ． 84 6 ． 3 2 5 ，0 ． 6 8]X p o w e r 2 ． 8，1 ． 7 3 p o w e r 0 ． 8 8 ，0 ． 5 1 p o w e r 1 0 ， 0 ． 50 ． 0 2 43 ． 0 511 ． 20 ． 2 9 9 1}8 3 5 ／ 1 000． 4 3 7 8 t ／a 表 1 油罐大呼吸烃类无组织排放计 算参数 序号 储油罐大呼吸损耗计算 参数 汽油 1 年销售量／ t 6 6 6 7 2 油罐年周转量 Q 7 9 8 4 ． 4 3 l 3 产品密度 密度 8 3 5 4 周转次数 N 1 O O 5 油罐容积 V 8 0 6 周转 系数 K T 0 ． 4 6 7 7 油品系数 K1 l 8 蒸汽压 P y 4 6 ． 3 2 5 9 摩尔质量 U y 0 ． 0 6 8 1 O 单位换算 常数 K 5 1 ． 6 l l 液体入罐量 V1 7 9 8 4 ． 4 3 1 表 2 油罐大呼吸烃类无组织排放计算参数 序号 储油罐小 呼吸损耗 参数 汽油 l 单位换算 系数 K 2 3 ． O 5 2 油品系数 K 3 l 3 品油本体温度下的蒸汽压 P 4 6 ． 3 2 5 4 当地大气压 P a 8 4 ． 8 5 油罐直径 D 2 ． 8 6 罐气体空间高度 H 0 ． 8 8 7 大气温度的平 均 日温差 △T 1 O 8 涂料 系数 F p 1 ． 2 9 小直径 油罐修整 系数 C1 0 ． 2 9 9 l 卸油时 ，汽车油罐油气无组织排放量为 油 气平均排放 速率为 0 ． 6 k g ／ m ，则油罐 车卸油过 程中油气 排放 量为 6 6 6 7 ／ 8 3 51 0 0 00 ． 6 4． 7 9 t ／a。 车辆加油时随油枪排入大气 的油气通过量为 1 ． 0 8 k g ／ m ，则 加 油作 业 损失 为 6 6 6 7 ／ 8 3 5 1 0 0 0 1 ． 088 ． 6 2 t ／a 。 综上计算 ，汽油损耗为 1 7 ． 9 0 2 6 t ／ a 。 2 油气回收应用 油气 回收系统是通过辅助设备将收、发油过 程中产生 的油气 集 中起 来 ，经油气 分离 系统分 离，实现油气回收利用 J 。 2 ． 1 一次油气回收系统 目前 ，卸油作业虽然实现 了密闭卸油 ，但地 2 0 1 5年第 3 1 卷第 1 期 ★ 张龙 ． 加油站实毽 气回 墨 熏 廛旦 下油罐内的油气受卸入油 品重力挤压经通气管无 组织地排 人 大气 ，造成 环境 污染 并威 胁 周边 安 全 。一次油气回收系统是在卸油过程通过油气 回 收软管及 快速 接头 ，将 槽 车油罐 与地 下 油罐 连 通 ，形成密闭的油气 回收管路 ，将油气收入槽车 油罐 ，由槽车带 回油库经吸附 、冷凝 由气态变为 液态 ，加 以回收利用 。 一 次油气回收系统是将地下汽油罐通气管在 出地面 2 ． 5 m 高度处并联 ，并联后连接 到 4 ． 5 m 高度 ，在并联处加装卸油 防溢 阀，以防止卸油溢 出时混油。通气管管 口除安装阻火器外 ，应加装 呼吸阀，呼吸阀的工作正压宜为 2～3 k P a ，负压 宜为 1 ． 5～ 2 k P a ，以保证在卸油时油气 回到微小 负压的槽车油罐。槽车油罐和地下油罐油气 回收 管采用轻质透 明软管 ，油气 回收管一端密封接头 和油罐排气管油气回收密封接头配合 ，另一端的密 封接头和油罐车油气回收密封接头配合。 2 ． 2 二次油气回收系统 目前 ，发油作业 时 ，油气甚至是油珠油雾通 过油枪无组织排人大气 ，加油机排气管吸人空气 后随发油管线 回入油罐 ，造成油气挥发及人员吸 入伤害。 二次油气 回收系统是通过加油机油气 回收油 枪 、同轴 胶管 、真空泵 等设 备将油 气收入油 罐。 首先要对加油机配置油气 回收枪 ，用油气 回收管 将油气回收加油枪与油气分离器连接 ，油气 回收 管为反向同轴长胶管，中心管回气，外管出油， 各 自密封 ，发油与 回气 同步进行。反 向同轴长胶 管上设拉断阀 ，加油机被拉倒时 ，拉断 阀及时断 开 ，油路与气路 同时关闭 ，确保油 品与油气不外 泄。拉断阀后端反向同轴短胶管上设汽液比调节 阀，汽液回收 比设在 1 1～1 1 ． 0 5之 间。二次油 气 回收分为集中式 和分散式 ，集 中式油气 回收系 统主要 由真空 泵 、控 制 台 、油 气 回收管 路 等组 成 ，真空泵与D N i 机没有直接 的电气连接 ，一 座 加油站只需安装一台真空泵 ，当控制器检测到任 何一台油泵中有 电流 ，真空泵就 自行启 动开始运 转 ，将油气收回油罐 ，直到所有油泵的电流消失 以后 ，真空泵 自动停止。集中式油气 回收系统采 用变频调速方式 ，使真空泵的抽气能力始终与加 油站总的加油量相匹配 。分散式 油气 回收系统属 于真空辅助式二次油气 回收系统 ，在每 台加油机 油气分离调节阀后安装真空泵 ，真空泵控制板和 加油机 脉冲发 生器连接 ，获得 脉冲信号 加油 时 ，真空泵启动 ，油气经 回收管 回入油罐 ，脉 冲 信号中断 停止加油 时，真空泵关闭。 2 ． 3三次油气 回收系统 二次油气 回收将油枪 油气带 回油罐 ，在油罐 内形成一定压力 ，油气通过呼吸阀排 出仍然造成 污染 ，罐内油气经发油管线将再次进入油枪 ，或 由于油气压力挤压罐 内油面 ，使地下油罐压力增 大，影响出油，这就要运用油罐油气处理设备进 行处理 。油罐 油气 处理 是利 用 油气封 存冷 凝 系 统 ，根据监控系统监视到的油罐内的压力值 ，启 动系统装置，当油罐 内压力达到启 动值 时，系统 开始工作 ，首先 油气经 过 系统 的冷凝 、吸附装 置 ，部分油气被冷凝吸附为液态油。未被完全液 化 的油气被送入 薄膜处理装置 ，将混合气体 中的 碳氢化合物进行 分离 ，分离后 的液态油和高浓度 油气被送回油罐加 以利用 ，同时也控制 了地下储 油罐压力 ，经过膜分离后 的气体为新鲜空气 ，可 通过呼吸阀排放。 3 结语 成 品油销售企业要实现可持续发展 ，应积极 引进高科技技术，竭力 “ 变废为宝” ，实现低能 耗、 无污染、零排放，努力营造健康、安全、文 明的经营环境 。 参考文献 [ 1 ] 王鹏．石化企业挥发性有机物排放 源及排 放量估 算探 讨 [ J ]．石油化 工安全环保 技术 ，2 0 1 3 ，2 9 1 5 9 6 2 ． [ 2 ] 张学博．汽油吸附脱硫装置生产京 V标准 汽油的成效 [ J ]．石油化 工安 全环保技 术 ，2 0 1 3 ，2 9 2 4 3 _ 4 7 ．