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儲油庫大氣污染物計算及污染控制措施分析

文檔作者：翁俊，李杉，朱新勝，王同成文檔來源：南京國環科技股份有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年09月26日
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★ 石油化工安全環保技術★
嬰蘭翌塑旦L旦塑里堅些塑里嬰竺型竺型塑塑竺型型些型—』囊藜
玉業污毒蝴獲兮與生態保護
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儲油庫大氣污染物計算及污染控制措施分析
翁俊，李杉，朱新勝，王同成
(南京國環科技股份有限公司，江蘇南京210042)
摘要：儲油庫大氣污染物主要來源于油品在儲罐中的蒸發損耗和油品的裝卸損失。對
于浮頂罐大、小呼吸排放的主要蒸發損失烴類(NMHC)的排放量計算，國內外均開展了許多
研究工作，EPA經驗公式，計算誤差值比較小，適用于各地區油罐呼吸損耗的計算。儲罐密
封、密閉液下裝車技術、油氣回收裝置末端治理等污染控制措施可有效的減少油品儲運過程
中的大氣污染物產生量，減少油庫對環境的污染。
關鍵詞：儲油庫大氣污染物計算污染控制
加油站、儲油庫排放的揮發性有機氣體對環境
影響較大。油氣中的較多組分已被公認對人體有致
癌作用，汽油產生的揮發氣體含有較大比例不飽和
烴，對形成光化學煙霧和臭氧污染有較大作用?。
在20世紀60年代，發達國家就對裝車、裝
船過程中蒸發的損耗油氣進行回收技術研究，20
世紀70年代，歐美等國已在裝車、裝船等過程中
廣泛應用油氣回收技術心J。在油氣回收方面，歐
盟各國均有明確規定，有的國家還對加裝了油氣
回收裝置的油庫和加油站實行階段性財政補貼或
稅收減免優惠政策。
1國家相關要求
我國于2007年6月發布了《儲油庫大氣污
染物排放標準》(GB 20950—2007)、《汽油運輸大
氣污染物排放標準》(GB 20951-2007)、《加油站
大氣污染物排放標準》(GB 20952-2007)，于
2007年8月1日實施。根據《儲油庫大氣排放標
準》的要求，裝油時產生的油氣應進行密閉收集
和回收處理，經回收處理的油氣需要達到排放濃
度≤25 g／m3(非甲烷烴)，處理效率≥95％的要
求，同時，標準規定了油氣排放控制標準實施區
域和時限要求¨。。
2大氣污染物的來源及計算
2．1大氣污染物的來源
油庫的主要特征污染物是烴類污染物，油品
在儲運過程中的損失主要包括：儲罐中的蒸發損
耗、裝卸時的蒸發損耗、清罐時的底油損耗以及
設備和管道的泄漏、跑冒事故等損耗。其中儲罐
中的蒸發損耗和裝卸損失占到總損失量的80％左
右，是主要的廢氣污染源。
油品在儲罐中的蒸發損耗包括油罐收發油時
的蒸發損耗(大呼吸損失)，油罐靜儲時的蒸發損
耗(小呼吸損失)，以及油罐密封不嚴時的自然通
風損耗等。損耗與油品性質、儲罐類型、油品周
轉次數、油品充滿程度和環境溫度等因素有直接
關系。合理的選擇儲罐類型可以大大減少烴類油
氣的蒸發損失，通過實測數據分析，對汽油采用
內浮頂罐儲存，可以減少烴類蒸發損失的90％
以上。
油品裝車時，油品通過裝油鶴管裝入罐車，
由于裝車流速高、壓力大，油品會發生劇烈沖
擊，噴濺、攪動繼而產生大量揮發油氣溢出，形
成油氣無組織排放。
2．2大氣污染物的核算
對于浮頂罐，大、小呼吸產生的主要蒸發損
失烴類(NMHC)排放量計算方法，國內外均開展
了許多研究工作，其中得到公認的方法有美國石
收稿日期：2016—07～04。
作者簡介：翁俊，男，2006年畢業于上海理工大學
環境工程專業，碩士，主要從事環境影響評價方面
的工作，工程師。E-mail：wengjun@nies．org
萬方數據
★ 石油化工安全環保技術★ 2017年第33卷簦上塑
油學會(API)E4]、美國國家環保局(EPA)【5 o和中
國石油化工(CPCC)E6]推薦的經驗公式。
一般來說，EPA經驗計算公式適用范圍較
廣，計算誤差值較小，適用于計算各地區油罐呼
吸損耗l 7I。EPA的計算公式如下：
1)大呼吸蒸發量計算公式： 小坐攀≯些[，+舉] “w—
D 【1十———廣J
式中：Q為年周轉量，bbl／yr；
c為儲罐內壁粘附系數，bbl／1 000 f12；
吼為液體平均密度，Ib／gal；N。為固定頂
支柱數；
F，為有效支柱直徑(支柱周長／盯)，ft；
2)小呼吸蒸發量計算公式：
Ls=LR+￡F+￡D
其中：
LR=(酶A+KRB X穢“)X D X P+×
Mv+Kc LF=FF×P+×Mv×Kc
Ln=KD X SD X D2 X P8
X Mv X Kc
式中：
厶為靜止存儲損耗量，lb／yr；
￡。為邊緣密封損耗，lb／yr；Lr為浮頂設備損
耗，lb／yr；LD為浮頂密封損耗，lb／yr；K。。為無
風時候邊緣密封損耗因子，lb—mole／ft·yr；KRB
為風速一邊緣密封損耗因子，lb—mole／(mph)nft·
yr；v為儲罐所在地的平均風速，mph；n為密封
裝置．風速指數；D為儲罐直徑，ft；F，為浮頂設
備損耗，lb—mole／yr；K。為單位長度封條的浮頂密
封損耗(0：0．14)；S。為浮頂密封長度因子，ft／
ft2；Kc為產品因子(成品油Kc=0．4，其他有機液
體K，=1)；P 4為蒸汽壓函數，計算如下：
；PvA／PA
P+ =———————==二=二蘭二二二二_
(1+,／1一PvA／PA)2
式中：P。。為平均液體表面溫度下的蒸汽壓，
psia；PA為大氣壓，psia。
3)裝車蒸發量計算公式：
Q=2．1(‰一v0)3e。1 023Ⅳ
式中：
L，為裝卸作業損失量(1b／1039a1)；
5為飽和因子(AP42第五章石油工業)；P為
真實蒸氣壓(pisa)；M為分子量(1b／lb—mole)；T
為液體溫度，。F；eff為回收率；
3污染控制措施
3．1儲罐密封
儲存油品的基本罐型有固定頂罐、浮頂罐、
空間體積可變罐和壓力罐等四種。四種基本罐型
的排放狀態也不一樣。空間體積可變罐、壓力罐
在油品進出過程中，采取密閉置換措施，不存在
油氣排放的問題。
固定頂罐排放口容易實施控制措施，如可安
裝頂空聯通置換系統以及油氣回收裝置。
浮頂罐浮盤周邊與儲罐之間的空問可用密封
裝置加以封閉。目前，浮盤密封裝置有三種常見
的形式，即機械密封、泡沫密封以及充液管式密
封，其中后兩種稱為軟密封。
機械密封的原理是利用重錘或彈簧的機械作
用力，使橡膠織物緊貼于罐壁上，并隨浮頂而升
降，達到密閉油氣揮發的目的，但密封件與罐壁
間易存在縫隙，容易造成油氣揮發，因此機械密
封現已逐漸被軟密封取代。
泡沫密封主要由密封袋和軟填料組成。密封
袋采用尼龍布外涂丁腈橡膠，袋內填充聚氨酯泡
沫塑料。安裝方式分為帶油氣空間及不帶油氣空
間兩種，密封效果上不帶油氣空間要優于帶油氣
空間安裝方式。目前，泡沫密封是普遍采用的密
封方式。
充液管式密封主要由耐油密封管和吊帶組
成，密封管根據氣溫條件及油品性質選取填充
液。充液管式密封是在密封管內填充適當的填充
液，使其漂浮在油品液面上。安裝方式為不帶油
氣空間，是理想的液面安裝彈性密封。除安裝方
式先進外，管內液體在360。圓周方向可自由流
動，隨機填補環形空間的縫隙，對儲罐變形產生
的環形間隙變化適應性最好，極大地減少了油氣
揮發量，密封效果和適應罐壁變形均優于泡沫密
封，因此被認為是最先進的一次密封裝置。
上述密封裝置稱為一次密封，通常與附加密
封裝置一起組成雙重密封。附加密封裝置稱為二
次密封，主要利用包覆在彈簧板上的軟塑料制
品，依靠彈簧板反彈力壓緊罐壁密封。設置二次
密封能進一步降低油品靜止儲存時產生的揮發
耗損。
目前，一次密封與二次密封組成雙重密封結
萬方數據
型垡塑趟笪必—一—i立—迸—過型直燮塑絲型絲捌監型盥j二≤羹；i
構，是國內較為先進的密封技術，該技術大大減
少了油氣的揮發量。既能保護周圍的大氣環境，
又能減少資源的損耗，并可保證有關安全操作，
符合清潔生產的要求。
3．2密閉液下裝車技術
目前，油品裝車普遍采用密閉液下裝車技
術，從源頭降低油氣揮發排放，能減少油氣揮發
損失75％～89％，可最大限度控制和減少揮發油
氣的排放。
3．3油氣回收裝置末端治理
下面簡單介紹幾種油氣回收技術的基本原理
及工藝特點。
1)活性炭吸附法油氣回收技術
干式真空
圖1活性炭吸附法油氣回收工藝流程
利用活性炭吸附油氣中的汽油成分，實現油
與空氣的分離，分離后的空氣排放大氣。活性炭
吸附接近飽和時，利用抽真空的方法將被吸附的
油氣從活性炭中解吸，解吸出的油氣通過貧油噴
淋吸收，吸收后的富油送回油庫發油罐。
優點：操作簡便、操作彈性大，并可通過改
變裝置運行條件，控制出口氣體中的烴濃度，回
收效率可達99％。
缺點：常用的活性炭達不到吸附和脫附性
能，吸附油氣的活性炭需專門制造，還需要進
口；采用抽真空解吸再生活性炭，三苯吸附在活
性炭上，最終將導致活性炭失活；采用吸附的方
法不能直觀看到回收物，對失活的活性炭的處理
也是較大的問題。
2)液體吸收法油氣回收技術
利用吸收劑(柴油、貧汽油或其他吸收劑)，
對油氣進行噴淋洗滌，使油氣與霧滴或雨點狀的
圖2液體吸收法油氣回收工藝流程
吸收劑接觸，油氣被吸收劑吸收。再采取加熱蒸
餾或減壓的方法，分離吸收劑中的油氣成分。
優點：流程簡單，操作方便，投資省，安全
性好，回收效率高于95％。
缺點：需二次工藝處理才能將回收物與吸收
劑分離。在煉油廠可返回生產裝置進行二次處
理，但油庫均不具備二次工藝處理條件；吸收效
率和尾氣排放濃度很難達到國家標準；吸收劑使
用一定程度必須更換。
3)膜分離法油氣回收技術
+一富烴氣體
圖3膜分離法油氣回收工藝流程
氣體膜分離技術是一種基于溶解擴散機理的
新型氣體分離技術，利用氣體各組分在膜兩側的
分壓差作為分離的推動力，利用氣體各組分通過
膜時的滲透速率不同進行分離。分離膜為溶解選
擇性控制，有機蒸汽在膜內的溶解度大，滲透速
率快，從而實現與小分子的分離。若在膜分離后
采用催化氧化處理系統處理凈化后的尾氣，可使尾
氣排放達標，即非甲烷總烴濃度小于120 rag／IIl3。
整個系統回收率可達98％以上。
優點：工藝相對簡單，安全性能好，流程簡
單，操作方便，清潔生產，無二次污染，膜截留
側的氣體中VOC濃度最低可到5～10 g／m3，回收
效率可達99％以上。
缺點：初期投資費用高，液環壓縮機和膜組
萬方數據
|||冀醺攀—————————L魚些望壘豎型ΣL——————型豎塑坐二塑盟
件是該技術的核心設備，壓縮機防爆性能要求極
高，膜組件國內尚不能生產，需進口。
4)冷凝法油氣回收技術
圖4冷凝法油氣回收工藝流程
利用冷凍工程方法，將油氣熱量置換出來，
使氣態變為液態，實現回收利用。依據對油氣組
分的模擬分析，采用三級制冷工藝可達到國家標
準要求的回收率。
優點：回收物直接為油品，油氣回收率高，
可達99％。
缺點：流程較復雜，渦輪對介質的雜質和含
水要求較高。
目前，隨著技術的不斷進步，以及中國本土
工程師對各種技術的掌握和消化，油氣回收技術
已經在冷凝、吸附、膜工藝等基礎上，出現了不
同工藝的耦合技術，比如“冷凝+吸附”、“冷凝
+膜”“冷凝+吸附+膜”等，表現出了相當的
靈活性和本土化特征，油氣回收去除率最高可達
99％以上。
4 結語
1)EPA經驗公式適用范圍比較廣，計算誤差
值比較小，適用于各地區油罐的損耗計算。
2)選擇內浮頂罐儲存工藝、密閉液下裝車技
術和油氣回收設施等國內外儲存過程中成熟的生
產技術，可從源頭上減少物料損失，有效的控制
元組織油氣揮發排放，使儲油庫油品流失率很
低，最大限度降低油氣的排放量。
3)油庫作為儲存油品的系統，降低其對周圍
環境污染的基本出發點是減少油品與外界環境的
物質交換。只要清楚油品蒸發損耗的影響因素，
采取可行的相應措施，油品的蒸發損耗就能夠得
到有效抑制，將會減少油庫對環境的污染，改善
人類的生存環境。
參考文獻：
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