太阳热反射隔热防腐涂层技术.doc

太阳热反射隔热防腐涂层技术 目 录 一 太阳热反射隔热防腐涂层技术降低石油化工油（气）储存中的挥发损耗 二 太阳热反射隔热防腐涂层技术参数 三 太阳热反射隔热防腐涂层技术使用效果 附件一防止油罐油品损耗 附件二石油储罐油气蒸发损耗的成因、危害及对策 附件三降低油品蒸发损耗的措施 附件四储油罐气态污染物计算方法的选择及污染控制 一、太阳热反射隔热防腐涂层技术降低石油化工油（气）储存中的挥发损耗 我国有不少油库特别是省市油库使用拱顶罐储存汽油等轻质油品。拱顶汽油罐小呼吸蒸发损耗量很大，一个5000m3的罐夏天一日即达500㎏以上。太阳热反射隔热防腐涂层技术在该领域的应用，对减少能耗，节约资源、消除安全隐患有着深远意义。 1、降低油气昼夜温差，减少“小呼吸”损耗 从公式 W（呼出量）V油气空间（T2T1）3CY/273 可以看出拱顶罐的设计正压操作压力一般为2Kpa、负压0.5Kpa。当不考虑油气蒸发因素时，气相温度t气升高6-7℃，气相膨胀使P气升高，就会打开呼吸阀；t气降低不到2℃，就会因P气下降，使呼吸阀的真空阀盘打开。空气进入罐内后就会破坏原先己相对均匀的浓度分布场，就会加速油气的扩散和油品蒸发，明显增加蒸发损耗。 我国夏季△t昼夜一般小于20℃，大部分地区在10℃左右，使罐内油气的昼夜温差很大。以往用银粉漆时，由于气相升温期t气升温大，气相降温期的t气降温较快，日落前后往往会发生“吸气”现象。因此，应尽量减少因气体膨胀造成的“呼气”次数。 2、降低油品饱和蒸气压，减少蒸发损耗 油品饱和蒸气压p饱，随油品（绝对）温度增加呈对数关系迅速增加。以往用银粉漆时，白天“暖油层”的温升较大，据查证文献记录拱顶罐汽油实测图约为7℃。设例A汽油的雷氐蒸气压为60kpa，当“暖油层”温从23℃上升到30℃，p饱从32.4kpa增加到43.7kpa，增加幅度达34.87。因此，降低关健温度t暖，就可减少油品蒸发损耗的“推动力”P饱。减少罐受热可明显降低进油作业时的“大呼吸”损耗及发油操作后的“回逆呼出”损耗。 由此可见，在夏季油温高、太阳辐射强时使用太阳热反射隔热防腐蚀涂层技术可减少因油品蒸发造成的“呼气”次数。排出油气浓度会相应降低，“呼气”损耗也会降低。当罐内存在自然对流，可降低油品蒸发排出的油气浓度、降低通风损耗。 3、减少油品蓄热降低蒸发损耗 白昼因处于油气热扩散抑制期，油品蒸发用热较少，进入罐内的热量主要用于油品蓄热。用ZS-221太阳热反射隔热防腐蚀涂层技术可降低油品蓄热，从而可降低晚间油气热扩散活跃期的蒸发损耗。 对罐液相侧壁，所受的太阳辐射热主要使罐壁附近油品温度先有所上升，然后慢慢向液相中心传递。采用高效节能涂料，可明显降低液相罐壁t表。曾对试用隔热节能涂料的多个内拱顶汽油罐的液相壁温作过多次测试，即使在盛夏，侧壁t表也能低于t环。与银粉漆相比，其“日照超温”表面温度可降低15～25℃，有利于从减少液相蓄热来减少油品蒸发。 4、延迟油气温度、浓度变化，减少蒸发损耗 轻质油罐往往无保温层，受外部影响罐内变化比较敏感。ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层技术的导热系数较低，不到钢铁的百分之一，换上这层“薄棉衣”罐内温度变化就相对迟缓，可延迟“呼气”和“吸气”时间，也有利于减缓天气突然变化对罐内温度、油汽浓度的影响。 可以预见，采用高效热反射隔热涂料，可降低“小呼吸”损耗80以上。拱顶汽油罐油气浓度很高，曾测得距罐顶3、7、11米处的油气体积浓度平均值分别为15.41、21.1、24.76 。按20计算,汽油罐“大呼吸”损耗率为0.09/次 有人估计为0.080.14/次，对5000m3罐，进满一罐油的损耗约3吨，用隔热节能涂料后，气相油气浓度按降低5估计,可降低损耗约750㎏/次。 柴油的饱和蒸气压较小，但也有“小呼吸”及“大呼吸”损耗。其挥发性比汽油小，受同样太阳辐射热，t暖的温升将大于汽油，其蒸气压的绝对增加量远小于汽油，但其相对变化大于汽油。曾测得柴油的雷氏蒸气压为2.2kpa（此测定值大于按有关资料及软件的计算值，应进一步深入研究）。按此测定值，估计蒸发损耗约为汽油的3-5；对一个5000 m3的罐，夏天“小呼吸”日损耗也有20㎏以上，进满一罐油的损耗约100㎏以上。现为了增产柴油，其闪点指标已降低，轻组份可能增加，从节能、环保和安全出发，应用高效节能涂料问题值得考虑。对煤油或其他介于汽、柴油之间馏份油品的拱顶罐，降耗作用较大，更值得应用。 5、降低内浮顶罐蒸发损耗 内浮顶罐浮盘紧贴油面（距离一般小于200毫米），浮盘下高浓度的油气不能自由扩散，只能从浮盘外缘环形间隙等处泄漏到浮盘与罐顶的空间，从而大大减少“呼吸”损耗。 内浮顶罐用ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层技术的作用为 （1）进一步降低油界面的温度。浮盘可阻隔罐上部渗入热量直接辐射到油界面，可把t表“逼高”，增加表面散热，使q渗有所减少，但仍较大。从热平衡观点，用ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层技术可降低t暖、p饱，减少油品蒸发损耗。用银粉漆高达63-73℃，涂施ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层技术（水性）后，可比未涂施前降低温度1525C。 （2）降低泄漏处附近油界面上的油气浓度。靠近向阳侧的环形间隙处的油界面，正是罐上部和侧壁渗入热量的交汇处，相对于罐中心的油界面，其油温、油气浓度、压力要大。降低受热量，可降低油气泄漏量。曾测得气相3m、7m、11m处的油气体积浓度分别为１.56、0.87、0.76。涂银粉罐的气相油气体积浓度为1.56；而另一个用太阳热反射隔热防腐涂层技术的罐，未检出油气。对5000m3罐，排出油气平均浓度按降低0.5，“大呼吸”损耗可减少约60㎏/次。 （3）降低自然通风损耗。为防止油气聚积到爆炸下限，内浮顶罐壁顶部设有若干个通气孔。由此造成其静止储存蒸发损耗的主要为外界环境中风的作用，而使油罐周边密封圈空间产生强制对流，即存在“风洞效应”。用高效节能涂料，随着浮盘上部气相温度降低，温度分布较均匀，有利于减少“风洞效应”，再加上排出气中油气浓度降低，可降低自然通风和“小呼吸”损耗。 对内浮顶罐，气相温差膨胀所造成“呼吸”损耗，对蒸发损耗已退居次要因素。用高效节能涂料后，按“小呼吸”损耗降5，夏天5000m3罐也能降低20㎏/日以上。对乙烯罐来说，降低的量更为可观。 从实测的气相中的油气浓度看，仅为汽油爆炸下限（1.0），是环保允许标准的几百倍。因此，用ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层技术不仅可把内浮顶罐降低蒸发损耗的作用提高到更高水平，而且还有利于安全、环保。 6、其他优势 油品从炼厂到用户要经过多道环节，装卸中蒸发损失是相当大的。根据美国实际油气回收的数值反过来推算，每次装卸都有0.18的挥发损失，4次装卸则损失率为0.72。由此，储罐，管道、槽车等也可采用ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层技术，免受太阳爆晒，降低油品温度，有利于降低装卸中蒸发损失。 淋水降温是目前拱顶汽油罐夏天普遍采用的办法。用较低温度的水喷淋，t表可低于t环。用ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层技术，罐顶t表高于t环，表面上其降温效果不及淋水降温，但有如下优势 （1）发挥降低蒸发损耗的时间要长。“小呼吸”、“大呼吸”，一年四季都有。上海石油公司测定，在油温平均仅为10℃情况下，5000m3拱顶汽油罐的日“小呼吸”损耗量为197㎏，可见春秋季节的损耗也不少。采用喷水办法，不会一年四季不停；而ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层技术一年四季都在起作用。 （2）使用更方便。喷水降温操作虽简单，但不能不间断的喷水，要正确掌握好喷水的起止时间。用水喷易加剧罐体腐蚀，使罐体锈迹斑斑。相对而言，ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层技术具有防腐功能，也有利于罐区美观。 （3）节约宝贵的水资源、电力资源，还有环保、安全效益。从ZS-221太阳热反射隔热防腐蚀涂层技术极好的耐候性及耐水、耐黄变、不粉化、耐湿热、耐盐雾、防霉等性能来看，它的8年以上的使用寿命也减少了维修费用。 （4）采用ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层技术（厚度0.25mm）。一个5000m3的罐每月可节省约15t左右的汽油。对拱顶汽油罐和作业频繁的内浮顶罐，不到半年就可回收费用。 ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层技术初步应用及分析表明可明显降低油罐表面的“日照超温”和罐内油气温度，隔热效果明显好于银粉漆。夏天内浮顶罐可降20℃以上、拱顶罐可降10～20℃，可替代喷水降温。估计拱顶汽油罐“小呼吸”损耗可降低80以上，并可明显降低“大呼吸”损耗。 近十多年来，我国的涂层制造技术有很大提高。根据我们对防太阳辐射热原材料的认识和最佳隔热效果的施工方法及涂料研发的经验积累，以及以上罗列大量事实和实验数据说明，用ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层技术来达到让储罐成为“晒不热”的高效节能储罐及降低油气库油品储存损耗是确实可行的，并且应用领域非常广泛怕晒热的各种工业及民用设备、设施。如石油（化工）系统各种露天输油（气）管道、压力容器、汽油罐、煤油罐、轻柴油罐、液化石油气罐、活动板房、镀锌铁皮厂房（顶）、高档建筑外墙、集装箱、高级轿车和特种运输车厢（罐）及船舶水面部分等。 “晒不热”是ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层技术的特殊功能可减少能耗、减少轻质液态产品的蒸发损失、防止压缩气体储罐过热升压、减少火灾和爆炸事故隐患、防止运送物品过快地腐败变质；而且ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层技术有极好的耐候性及耐水、耐黄变、不粉化、耐湿热、耐盐雾、防霉等性能；它的8年以上的使用寿命也减少了维修费用。对于室内怕被其它发热物体的红外辐射热增温的物品（如液化石油气瓶等），也有很好的防热效果。 ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层技术推广使用后，既节电、节水又环保、安全，必将获得较好的经济效益和巨大的社会效益。 二、太阳热反射隔热防腐涂层技术参数 ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层简介 ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层由耐候合成树脂、改性树脂、太阳能阻隔剂及助剂等材料组成，属物理干燥成膜单组份涂料。漆膜对太阳能吸收率低、热发射率高，具有显著的太阳热反射隔热作用，使罐内油、气温度比环境温度降低5℃～10℃；罐体表面接近环境温度，比银粉漆罐体表面温度降低20℃～30℃，完全可以代替夏季喷淋或保温层，达到降低工程造价和安全贮运的目的。漆膜憎水，水蒸汽、氧气渗透率低，防水性、耐候性、耐化学药品性能好，耐久性优良。 设计用途 ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层用于液化气、成品油贮罐及输油、气管道的外隔热防腐，可屏蔽太阳能，能显著降低因太阳照射而引起的罐体升温速度，从而达到夏季降温、减少油气蒸发损失及安全贮运的目的；在昼夜温差较大的地区，用于贮油、气罐的外防腐，减少太阳能吸收，可有效地减少因热胀冷缩而引起的罐体呼吸，延长贮罐使用寿命；用于涂装屋面，减少墙体对太阳能吸收，达到降低室内温度的目的。 主要技术性能 表1 ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层技术指标 检测项目 技术指标 试验方法 底漆 中间漆 面漆 防锈底漆 带锈底漆 颜色 铁红、灰 铁红、灰 灰白、灰 白色 目 测 粘度（涂-4杯） s ≥50 ≥50 ≥50 ≥50 GB/T 1723-1993 细度 m ≤80 ≤80 ≤80 ≤70 GB/T 1724-1979 干燥时间（25℃） h 表干≤0.5，实干≤24 GB/T 1728-1979 附着力 级 ≤2 ≤2 － － GB/T 1720-1979 柔韧性 mm ≤2 ≤2 ≤3 ≤3 GB/T 1732-1993 耐冲击性 J ≥4.9 ≥4.9 ≥4.9 ≥4.9 GB/T 1732-1993 太阳能吸收率 － － － ≤0.2 GB/T 2680-1994 耐湿热 500h 一级 GB/T 1740-1979 耐盐雾 500h 一级 GB/T 1771-1991 耐3％NaCl（常温） 30d 漆膜完好 GB/T 1763-1979 耐15％H2SO4（常温） 30d 漆膜完好 GB/T 1763-1979 耐15％NaOH（常温） 30d 漆膜完好 GB/T 1763-1979 注适用温度范围-451800C。 施工说明 1．施工条件不受施工季节影响，空气相对湿度不大于75，雨雪天、雾天不能施工。 2．表面处理新钢材喷砂除锈达到Sa2.5级；维修涂装不便喷砂除锈可机械除锈达St3级（建议用带锈底漆）。表面处理后应清除浮灰和碎屑以及油污，并在8h内进行涂装。对混凝土表面须清除污物并充分风干后涂装。 3．施工方法手工刷涂、辊涂或喷涂均可，使用前必须将漆料充分搅拌均匀。 4．重涂间隔不少于6h。 5．ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层涂装配套方案 表2 ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层涂装配套方案 涂装 表面 配套体系 涂装 道数 涂料参考用量 （㎏/㎡） 涂层厚度 （m） 钢体表面 ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层底漆 ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层中间漆 ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层面漆 2 2 2 0.40 0.40 0.40 ≥200 混凝土 表面 ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层底漆 ZS-221太阳热反射隔热防腐涂层面漆 1 2 0.20 0.40 ≥105 6．稀释剂本涂料配套稀释剂。添加量为漆料量的5％左右。冬季施工因气温低，粘度增大，添加量约为漆料的10％。 7．在该涂料旧漆膜上维修涂装时，只须除掉灰尘、油污等即可涂装，不必除掉原有漆膜。 包装、贮存、运输 铁桶密封包装，每桶净质量20kg0.2kg，贮存在阴凉、干燥通风并远离热源处。运输时防止雨淋、日光曝晒并符合运输部门有关规定。 贮存期 本产品自生产日期起，常温贮存一年有效，超过贮存期经常规性能检验合格可以继续使用。 注意事项 1．施工现场严禁烟火，并要设置消防器材。 2．施工现场应有良好照明，在设备内工作时，应采用低压电源（12V）照明。 3．操作人员在通风不良的环境中施工时，需有效地加强通风排气，使用防毒面具，并要有专人监护；感到头痛、心悸或恶心时，应立即离开作业地点，到通风处休息。 三、太阳热反射隔热防腐涂层技术使用效果 1．2001年，在中石化九江分公司球罐区应用太阳热反射隔热防腐涂层技术。江西省经贸委节能技术监测中心测试环境温度32℃，球罐外表面温度与美国进口隔热涂料对比，下降8℃；与凉凉胶对比下降10～12℃，现已应用28台球罐。 2．2001年，在中石化九江分公司内浮顶汽油罐区应用太阳热反射隔热防腐涂层技术。 江西省经贸委节能技术监测中心测试环境温度36℃，与涂银粉漆罐对比，油罐罐顶表面温度和油气温度下降28℃，节油率1.56％，现已应用26台罐。 3．2002年，在南昌铁路局机务拱顶柴油罐上应用太阳热反射隔热防腐涂层技术。南昌铁路局节能监测站测试环境温度37℃， 与涂银粉漆罐相比，罐顶表面温度下降22℃；同日下午，又与凉凉胶对比，环境温度34℃（雷阵雨1.5小时后），罐顶表面温度与凉凉胶对比下降5℃。现已应用46台罐。 4．2004年，在广州铁路局3座2000m3油罐上应用太阳热反射隔热防腐涂层技术。广州市能源监督检测所测试环境温度36℃， 与涂银粉漆对比，罐顶表面温度下降21℃。 5．2005年，在南海油气联营公司6台油罐上应用太阳热反射隔热防腐涂层技术。佛山市能源利用监测中心测试环境温度34℃， 与涂银粉漆相比，罐顶表面温度下降21.4℃。 附件一、防止油罐油品损耗 一油罐油品蒸发损耗 油罐油品损耗主要是蒸发损耗，它是无形的跑漏损失，又可能造成安全事故。实测数据表明，处于南方的一个容积为10000m3的地面钢油罐，夏天储存汽油每天损耗约0．5～1．Ot，而一个大型的地面油库每年损耗油品可达数千吨。 究竟是什么原因产生如此之大的油品蒸发损耗呢主要有以下四个原因。 自然通风损失一这是由于油罐顶部的不同高度的孔眼造成的。罐内的油气比新鲜空气的比重大，这样油气便从下部孔眼流出，而新鲜空气则从上部孔眼流入形成气流现象。当采光孔、量油孔打开时，或消防泡沫室的玻璃、隔膜破裂，都会形成自然通风而引起油气损耗。 小呼吸损失一静止储存的油品，白天因太阳辐射使油温升高，引起上部空问气体膨胀和油面蒸发加剧，罐内压力随之升高，当压力达到呼吸阀允许压力值时，油蒸气就逸出罐外造成损耗。夜晚气温下降使罐内气体收缩，油气凝结，罐内压力随之下降，当压力降到呼吸阀允许真空值时，空气进入罐内，使气体空间的油气浓度降低，又为温度升高后油气蒸发创造条件。这样反复循环，就形成了油罐的小呼吸损失。 大呼吸损失一这是油罐进行收发作业所造成的。油罐进油时，因油面上升而压缩油气使罐内压力升高，当压力达到呼吸阀允许压力值后，油气就随着液面的上升而不断排出，形成大呼吸损失。发油时则相反，罐外空气进入罐内，使气体空间的油蒸气浓度下降，又促使油品进一步蒸发。 空罐装油蒸发损失一空罐进油时，油品迅速蒸发使气体空间被油气饱和，当达到呼吸阀的允许压力值时，油气逸出罐外造成损失。 油品的蒸发损失与油罐的充装程度、周转次数和气候条件等有关。油罐充装程度越高，气温越低，周转次数越少，蒸发损失就越小。 由于油品蒸发会使油罐区附近空间的可燃性油气的浓度加大，因而增加着火的危险性，这对安全十分不利。 二降低油罐油品蒸发损耗的措施 降低油罐油品的蒸发损耗一般从两个方面着手，一是限制油品蒸发损耗的条件，如缩小油面上的气体空间，减少油面蒸发表面，减少温度变化等；二是使蒸发出来的油气不扩散到大气中去，设法使它凝结成液体，如提高油罐的承压能力，或收集蒸发出来的油气等。 降低油罐油品的蒸发损耗的具体措施主要有以下几种。 加强呼吸阀和液压安全阀的检查、维护、使用和管理，正常发挥呼吸阀和液压安全阀降低呼吸损耗的作用。不要打开油罐上的量油孔和透光孔等，避免油气从非正常呼吸孔洞逸出而造成损耗。 使用浮顶罐目前应用的有外浮顶罐和内浮顶罐两种，利用其浮顶与油面之间基本不存在气体空问、油料不能蒸发的优点，基本消除油罐的大小呼吸损耗。 采用油罐顶上装设喷淋水、罐外壁涂刷浅色涂料、罐外隔热如加绝缘层或修建地下油罐等等降温隔热措施，减小油罐温度的变化，降低损耗。 利用集气罐、还原吸收器、冷凝固收装置、压缩回收装置、喷淋吸收装置等收集油品蒸气，使油气不致于扩散到大气中去。 选择适当的时机进行收发油品和测量取样，制定合理的收发油方案，尽量减少油品的输转作业，尽量使油罐装满等改进油罐操作的措施，都能达到降低油品蒸发损耗的目的。 此外，还采用设置挡气板，加大储罐容量，加入化学物质，微球覆盖层等措施，来降低油品的蒸发损耗。 喷淋水这是油罐上装设的一种水冷却降温设施。在夏天气温高的时候，对地面油罐不断均匀地进行喷淋水冷却，水由罐顶经罐壁流下，使冷却水带走油罐所吸收的太阳辐射热，降低油罐气体空间温度，使昼夜油面温度变化幅度减小，大大减少油罐小呼吸损耗。 油罐外壁涂料这是利用涂料的反光性能，防止油罐吸收太阳辐射热，减小油罐温度变化，降低油罐蒸发损耗的一种措施。对地面油罐涂刷外壁涂料不仅能起到反射光线的作用，而且还能起到防腐作用。不同的涂料有不同的反光性能，而涂料的反光性能是用反光指数来表示，如白色涂料的反光指数为90．O，天蓝色涂料的反光指数为85．0，浅灰色涂料的反光指数为57．0。从中可以看出，白色涂料的反光性能最好，油罐外表面涂以白色涂料最有利于降低油罐的蒸发消耗。 集气罐这是减少油罐蒸发损耗的一种措施。将储存相同油品的油罐气体空间用管线连通，并将一集气罐与管线相连，构成一个集气系统。作业时，油罐与集气罐之间相互交换油蒸气，不致于使罐内吸入新鲜空气和将油蒸气扩散到大气中去。只要集气罐的体积选择合适，基本上可以消除油罐的大小呼吸损耗。 还原吸收器这是降低油罐蒸发损耗的一种措施。还原吸收器是一立式圆筒结构，内部装有隔板，隔板之间充填活性炭。它的工作原理是当油罐呼出的气体经过还原吸收器时，油蒸气中的部分分子就被活性炭所吸收，从而使排入大气中的油蒸气浓度大大降低；当油罐吸气时，空气先经过还原吸收器，将呼吸器中的油分子带出并进入油罐，使进入油罐内的新鲜空气量和罐内的油品蒸发量都减少，从而降低油罐的蒸发损耗。据试验，安装还原吸收器可减少损耗40％。 冷凝回收一一它是通过两级或三级冷冻装置使油蒸气冷凝，从而降低油罐蒸气损耗的一种方法。冷凝回收装置的冷冻温度一般在O℃～100℃之间，油蒸气的回收率可达95％以上。 压缩回收它是回收油罐油蒸气、防止油罐蒸发损耗的一种方法。它主要是利用压缩机将油蒸气进行压缩，使其液化，送至压力容器，以一定的压力储存，从而防止油气对环境的污染，降低油罐的蒸发损耗。压缩回收装置的回收率可达90％以上。 喷淋回收它也是回收油罐油蒸气、防止油罐蒸发损耗的一种方法。它是用比产生油蒸气的油品重的液体，逆向喷淋油蒸气，油蒸气被液体吸收，然后再将油气解析出来。喷淋回收装置一般的回收率可达95％以上。 挡气板又称呼吸阀挡板。它是一种制造简单、收效快、易安装、不动火、不清罐、不影响生产正常运行，既能节能降耗、又有利于安全防火和环境保护的设备。在油罐呼吸阀的下方设置挡气板，当油罐吸气时，进入油罐的新鲜空气分布在气体空间的上部，避免了罐内气体空间的强制对流，使上部气体空间的油气浓度比下部小得多，从而在油罐呼气时呼出的油气浓度降低，从而降低油罐蒸发损耗。它适用于原油、汽油、煤油、轻柴油、芳烃等一切装有呼吸阀的固定顶轻质油品的储罐。对于收发作业较频繁、周转率高的中问油罐，其效果更为显著。据资料介绍，设置呼吸阀挡板可降低大呼吸损耗20％～30％，降低小呼吸损耗23％左右。 附件二、石油储罐油气蒸发损耗的成因、危害及对策 随着科学技术在石油工业中的应用，石油勘探、开发过程中的安全生产问题正在逐步得以解决。但是，在石油储运过程中，由于工艺技术、设备和管理等方面的原因，石油的一部分较轻的组分逸入大气，造成损失，此现象称为油气的蒸发损耗。 油气蒸发损耗是缓慢而持续进行的，而且这种损耗形式表现得非常隐蔽。加之管理部门对油气的损耗没有明确要求和指标约束，损耗量的大小常常被计量误差所掩盖。因而未引起部分主管人员的重视。但是，调查资料表明，油气蒸发损耗的累计数量是十分惊人的。 根据1995年国际石油会议报道在美国，油气蒸发损耗数量约占原油产量的3；1975年前苏联石油化学工业部所属企业的调查表明，油气蒸发损耗数量约占原油产量的2.47。1980年，我国对11个石油企业的测试结果表明，油气蒸发损耗数量约占原油产量的2。这些数据表明，油气蒸发损耗的数量确实相当可观。若以总耗率为3估算，全世界每年散失于大气中的油气约为1108 吨，几乎相当于我国一年的原油产量。 2 油气蒸发带来的危害 2.1 油气蒸发威胁安全 油蒸气与空气混合，可形成爆炸混合物，且易在低洼、不通风的地方积聚。当油气混合物中，油蒸气含量达到爆炸极限浓度时，容易引发爆炸。1976年7月28日，一座30000m3的油罐遭雷击被烧毁，油库守备战士亲眼目睹了雷电击毁油罐的经过。由于油蒸气通过呼吸阀呼出后积聚在呼吸阀周围，呼吸阀又高出罐顶，因此，首先是滚动的雷电火球在油罐呼吸处放电起火。大火烧起后，几十辆消防车赶赴现场救火都无济于事，眼看大火把油罐烧毁。 2.2 油蒸气污染大气 油蒸气是气相烃类，属有毒物品，因其密度大于空气而漂浮于地面之上，易致窒息。另外，油蒸气还容易形成更大危害的光化学烟雾的二次污染物氮氧化物。这种情况，随着环境保护要求的提高，所引起对大气的污染越来越受到人们的重视。 2.3 浪费宝贵的能源 由于油蒸气的蒸发损耗，全世界每年散失于大气中的油气约为1108吨，按市场牌价2400元/吨计算，折合人民币2400亿元，经济损失相当严重。 2.4 降低了油料质量 蒸发的都是油料中的最轻组分油气蒸发还会严重影响成品油质量，甚至使合格油料变成不合格。如汽油蒸发损失，造成起动性能变差，抗爆性下降。此外，还将加速汽油氧化，增加胶质，降低辛烷值，而辛烷值的降低会使燃料在发动机中燃烧时抗爆性能变差。 3 油气蒸发损耗的成因 引起油气蒸发损耗的原因主要有油温变化；油罐顶壁同液面间体积大小；油罐罐顶不严密；油罐大小呼吸等。 3.1 温度变化 油气储存过程中，当温度升高时，罐内油气体积膨胀，部分油气蒸发出罐外，当温度降低时，罐内油气减少，罐外部分空气进入罐内。另外，储存温度愈高，油气蒸发愈严重。 3.2 油罐上方空间的影响 油罐中装油量越少，相对蒸发损失越大。实验表明，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时的蒸发损失比装油量为油罐容积95时大8倍。 3.3 油罐严密程度 如果，罐顶不严密，有孔眼，且孔眼不在同一高度，则罐内外气体因比重不同将发生对流，形成自然通风。造成油罐自然通风损耗的原因有油罐破损；冬天因防冻结取下呼吸阀阀盘；液压阀未装油封或油封被吹掉；采光孔或量油孔被打开而未及时关上等造成的蒸发损耗严重，不仅使油蒸气大量逸出罐外，而且会加速液面蒸发。据推算，一个容量为5000m3 的油罐，因自然通风，一个月损耗汽油53吨，或损耗原油28吨。笔者在一些油气储运单位进行安全检查时发现，不少单位对油罐及其附件缺乏严格管理，液压安全阀缺油封，量油孔、透光孔常开的现象时有发生，造成油气蒸发损耗惊人。 3.4 油罐大呼吸 大呼吸是指油罐进发油时的呼吸。油罐进油时，由于油面逐渐升高，气体空间逐渐减小，罐内压力增大，当压力超过呼吸阀控制压力时，一定浓度的油蒸气开始从呼吸阀呼出，直到油罐停止收油，所呼出的油蒸气造成油品蒸发的损失。 油罐向外发油时，由于油面不断降低，气体空间逐渐减小，罐内压力减小，当压力小于呼吸阀控制真空度时，油罐开始吸入新鲜空气，由于油面上方空间油气没有达到饱和，促使油品蒸发加速，使其重新达到饱和，罐内压力再次上升，造成部分油蒸气从呼吸阀呼出。影响大呼吸的主要因素有 1 油品性质。油品密度越小，轻质馏分越多，损耗越大； 2 收发油速度。进油、出油速度越快，损耗越大； 3 油罐耐压等级。油罐耐压性能越好，呼吸损耗越小。当油罐耐压达到5kPa时，则降耗率为25.1，若耐压提高到26kPa时，则可基本上消除小呼吸损失，并在一定程度上降低大呼吸损失。 4 与油罐所处的地理位置、大气温度、风向、风力及管理水平有关。 3.5 小呼吸损失 油罐在没有收发油作业的情况下，随着外界气温、压力在一天内的升降周期变化，罐内气体空间温度、油品蒸发速度、油气浓度和蒸汽压力也随之变化。这种排出石油蒸气和吸入空气的过程造成的油气损失，叫小呼吸损失。有资料表明一座10000m3的地上金属油罐储存汽油一年，小呼吸损失可达117吨，损耗率为1.7。小呼吸损失的影响因素主要有以下几点 1 昼夜温差变化。昼夜温差变化愈大，小呼吸损失愈大。 2 油罐所处地区日照强度。日照强度愈大，小呼吸损失愈大。 3 储罐越大，截面积越大，小呼吸损失越大。 4 大气压。大气压越低，小呼吸损失越大。 5 油罐装满程度。油罐满装，气体空间容积小，小呼吸损失小。 4 减少蒸发损耗的对策 4.1 严格设备和工艺管理 加强设备维护保养，严格执行操作规程，是减少油气损耗的重要保证。重点保障油罐的严密情况，特别是机械呼吸阀、液压安全阀。如果，采用人工检尺计量，应尽可能在储油罐内外压差最小的清晨或傍晚量油。采用密闭装车技术，减少装车损耗。 4.2 选用反射效应大的油罐涂料 油罐外表涂料对罐内温度影响很大。据对同样大小容积的银灰色、绿色、天蓝色、黑色的4个50m3的卧式油罐同时测定罐内温度，结果分别为11℃、14.7℃、20.3℃、30℃；又同样在上述四种不同颜色的卧式油罐中装满汽油储存一年后，其蒸发损失分别为460Kg、550Kg、590Kg、680Kg。银灰色油罐蒸发损耗率为1.3,而黑色油罐的蒸发损耗率为1.9以上。 4.3 淋水降温 阳光辐射的80，是通过罐顶导入罐体，经测定，罐顶淋水降温可降耗20，但淋水不能时淋时停，否则罐内温度会忽高忽低，小呼吸次数增加，非但不能降耗，反而会加大损耗。 4.4 增加隔热层 如果安装反射隔热板，采用非金属油罐及覆土油罐等措施。据测，2000 m3的油罐增加隔热层可降耗50。 4.5 加强收发油和储存管理 加强收发油和储存管理，尽量保持高液位储存，减小气体空间和蒸发面积。另外减少油品输转，适时收发油，控制收发油速度等。如将1000m3的汽油，储存于设计能力为1200m3的油罐内，蒸发表面积为89m2, 每月蒸发损失为574 Kg；假设分别储存于设计能力为400 m3的三个油罐内，蒸发表面积为135m2, 每月损失872 Kg；蒸发损失为前一种情况的1.52倍。 4.6 采用压力储罐 目前，广泛采用的是具有加强结构的立式圆柱形拱顶罐，其承压能力，大容积罐可提高到10kPa到20kPa，小容积罐可提高到30kPa到40kPa。 4.7 安装挡板 在呼吸阀下端安装挡板，使油罐内部空间蒸气分层。当油罐吸入新鲜空气通过挡板时，该气体被分散在罐顶部四周；呼出油蒸气时，首先将上层浓度较小的油蒸气从呼吸阀呼出，从而减少蒸发损失。有资料表明，安装呼吸阀挡板的油罐，可减少油品蒸发损耗2030。 4.8 消除油面上的气体空间 目前普遍采用的是内浮顶油罐。这种罐的罐顶浮在油面上，随油面升降。这样，就极大地减小了气体空间体积，从而降低油品蒸发损耗。另外，目前还有一种研究动向，即寻找一种比重比油小、流动性好、化学性能稳定使用寿命长的物质，覆盖在油表面上，使油气同空气隔绝，消除油品蒸发表面积，以降低蒸发损耗。 4.9 修建聚气罐，收集蒸发的油气 聚气罐内装有升降板，与同种油罐连通，专门收集所连通各油罐蒸发的油气。当储油罐呼气时，被聚气罐吸入，罐内升降板下降，储油罐呼出油气进入聚气罐。储油罐吸气时，聚气罐又把油气送回储油罐，聚气罐升降板上升。修建聚气罐可有效遏止油气呼吸损耗，但由于聚气罐结构复杂，操作不稳，目前尚未推广。 以上方法在降低油罐的蒸发损耗方面都能取得一定效果，但从生产实践看，最方便、有效的方法是修建浮顶罐。浮顶罐同固定顶储罐相比，油品蒸发损耗约少85左右，还提高了储罐的防火防爆能力。另外，浮顶储罐不需要固定顶罐那种复杂而又费料的支撑结构，从而为储罐的大型化创造了条件，能大幅度地节省资金。 总之，必须弄清楚油气蒸发损耗的原因，采取切实可行的措施，同时加强油料储运经营过程中的科学管理，油气蒸发损耗就一定能降下来，油气蒸发带来的危害也会大大减小。 附件三、降低油品蒸发损耗的措施 一、前 言 石油及其产品是多种碳氢化合物的混合物，其中的轻组分具有很强的挥发性。在石油的开采、炼制、储运及销售过程中，由于受到工艺技术及设备的限制，不可避免地会有一部分较轻的液态组分汽化，逸入大气，造成不可回收的损失，这种现象称为油品的蒸发损耗。 油品蒸发损耗属于自然损耗，一定数量范围内的损耗具有天然的合理性，得到各种油品蒸发损耗定额的认可。而且，这种损耗是以缓慢的形式持续发生的，损耗量的大小常常被产品计量误差所掩盖，因而不易引起人们的注意。但是，典型调查资料表明，油品蒸发损耗的累计数量是十分惊人的。 据1995年第四届国际石油会议报导〔1〕，在美国，从井场经炼制加工到成品销售的全部过程中，油品损耗的数量约占原油产量的3 ％。1975年前苏联石油化学工业部所属企业的调查表明，炼厂中的油品损耗量约占原油加工量的2.47 ％，其中纯损耗的70 ％是发生于原油罐、调合罐和成品油罐的蒸发损耗。1980年，我国对11个主要油田的测试表明，从井口开始到矿场原油库，矿场油品损耗量约占采油量的2 ％，其中发生于井站库的蒸发损耗约占总损耗量的32 ％。这些数据表明，油品蒸发损耗的数量确实是相当可观的。若以总损耗率为3 ％估算，全世界每年散失于大气中的油品约有1108 t，几乎相当于我国一年的原油产量。这对当前世界范围内存在的能源危机来说，愈加显得问题严重。长期以来，如何更加有效地降低油品蒸发损耗，一直是石油储运专业人员需要研究和解决的一个重要课题。 二、油品蒸发损耗带来的危害 1、 油品数量减少 据统计，国外从油田井场到油品销售的过程中，原油和油品的损耗高达3 ％。 2、 油品质量降低 由于蒸发的都是油料中的最轻组分，因此油品蒸发还会严重影响油品质量，甚至使合格油品变为不合格。例如，汽油因蒸发损失，造成起动性变差，抗爆性下降。当航空汽油的蒸发损失量达到1.2 ％时，其初馏点升高3 ℃，蒸气压下降20 ％，辛烷值减少0.5个单位〔2〕。 3、 经济损失 由于油品的蒸发损耗，造成经济上的损失，若以总损耗率为3 ％估算，全世界每年散失于大气中的油品约有1108 t，经济损失相当严重。 4、 环境污染影响健康 油蒸发散失到大气中，污染了大气，人体吸入油蒸气，极大的损害了健康。 5、 危害安全 散失于大气中的油蒸气超过一定浓度，会给局部地区构成潜在的火灾危险。 三、引起油品蒸发损耗的原因 任何形式的油品蒸发损耗都是在输、储油容器内部传质过程的基础上发生的。这种传质过程包括发生在气、液接触面的相际传质，即油品的蒸发，以及发生在容器气体空间中烃分子的扩散。通过上述传质过程，容器气体空间原有的空气逐渐变为趋于均匀分布的烃蒸气和空气的混合气体，当外界条件变化引起混合气体状态参数改变时，混合气体从容器排入大气，就造成了油品的蒸发损耗。 引起蒸发的内因是油料的馏分组成，馏分组成愈轻，沸点愈低，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，润滑油的蒸发损失很小，可忽略不计。 促进蒸发的外部因素主要有温度，油罐上方空间大小，油罐的大小呼吸等。 1、 温度 油品储存温度愈高，油料蒸发愈严重。例如，我国南方地区一个容积104m3的地面钢油罐，在夏季储存汽油时，每天汽油的蒸发损失可达500～1000kg。 2、 油罐上方空间 油罐中油品上部空间越大，蒸发损失越大。例如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％时的蒸发损失比装