一种环保节能的轻质油倒运法

我们的能源虽然比较丰富，在全世界占有重要的地位，但是长期以来能源形势一直严竣，而且在今后的相当时间内能源始终是制约我国经济发展的重要因素之一。中央制定的经济发展战略目标能否实现，在很大程度上取决于能源问题解决的好坏。这是因为：1．我国是发展中的社会主义国家，人口多，底子薄，基础差，能源总量不少，但人均占有量十分不足。2．我国的能源浪费严重，属于能耗大国。3．我国的能源长期供应短缺，尤其是电力和石油产品严重不足，影响到国民经济的发展，给人民生活带来许多不便，全国缺油4000万吨，占石油总需量的20％，生产能力因能源短缺而不能发挥作用。

为解决能源问题，根据当前国家的实力，最为现实的就是大力节约能源。在今后一个相当时间内的基本方针仍将贯彻“开发与节约”并重，“当前以节约为主”的原则。

然而，实际生活中往往有些矛盾之事，例如国家标准“轻质燃油油罐汽车技术条件”GB9419-88即是一例，它要求：油罐应设入孔和入孔盖，入孔盖上应设观察口及通气阀。油罐底部应设置底部加油管和沉淀槽，……油罐残存的油量不大于额定容量的1％。这些不完善和不严谨的要求，给油罐汽车的制造带来不利影响，也殃及到石油行业允许汽油倒运损失0．9％。相对数字虽小，但绝对数字并非小数，一台8立方米的油罐汽车一次即损失约6～10公斤左右，对全国而言等于近百万吨汽油给跑掉了。我们是发展中国家，需要大量能源，怎么让它跑掉而不心痛呢？！再来看看油品的储运情况：油品在储运过程中，最常用的交通工具为油罐汽车。不少油产品从炼厂油库到油罐汽车、或铁路罐车，从油罐汽车到省市油库，至今，省市油库或油品转运站的出卸油，最常用的连接件是软管或能活动的硬管或称鹤管。鹤管插入油罐装油，同时有大量油气从油罐排入大气。有人对于一台3千立方米的汽油罐进行过测验，在夏季，一次大呼吸将损失28吨汽油，损失率达1．31％。美国一台3820m3拱顶罐，年周转12次，蒸发损失112吨，平均一次损失达0．335％，改为内浮顶，减少损失达85％，每年节约95吨，仍有损失17吨。因此，由于油品蒸发引起大气污染，一些国家已经规定，油品蒸气压超过一定范围的油品必须采用浮顶罐或安装集气系统。然而，油罐汽车，铁路罐车(下文将二者统称罐车)这些椭圆和圆形容器不可能改成浮顶容器，在长短途装运汽油过程中同样存在大呼吸损失和大气污染。中国石化集团公司北京设计院设计的适用于轻油装车的DN200密闭浸没式外液压大鹤管不失其先进性。它虽具有五大优点，但是，只考虑装车是不够的，汽油从工厂到基本汽车(含摩托车)用户，少者要倒运三次，多者要倒运五六次，卸车如何考虑。由于过程多，环节多，现时还有许多技术问题没有得到解决，造成能源的损失和环境的污染仍然普便存在。不文明的生产和不清洁运输仍继续进行着。

石油的运输是一庞大的系统工程，它涉及到国家标准部门，交通运输，工矿企业等部门，只有大家齐抓共管，才能把事情办好。“抓紧技术改造，加快科技创新，抓住机遇，开拓进取”的精神是我们工作的指导思想，它不仅适于老企业改造，对轻质油的倒运过程改造同样适用。对轻质油的倒运过程，需从系统工程观点出发，提出以下全方位系统改进方案，以解决轻质油品倒运损失和环境污染的问题。

保护环境，油气回收，节约能原，在人们的想像中一定是增加一大套设备，其实只要对现有工艺、设备稍作改动就可达到目的。工艺、设备一齐改，科技部门与企业一齐参与，政府职能管理部门改政策，目的一定能达到。

一．工艺过程方案将动(罐车、油轮等可移动设备)静(汽油储罐等不可移动设备)设备改作密闭设备，在密闭设备之间设置一回气(平衡)管，使动、静密闭设备空间气压相等，靠位差或泵将动(或静)设备之内液体通过输送导管导送到静(或动)密闭设备之内，同时并通过回气(平衡)管回收由于液体导入，空间减小而排出的气相油料。即保护了环境，又减少了能耗，一举两得。动、静密闭设备之间的回气(平衡)管、液体输送导管由软管快速接头来实现动、静密闭设备的快速连接。软管快速接头一般装阴阀。动设备一般装阳阀，静设备装固定接头或阳阀。多功能加油枪是一种特殊型式的软管快速接头。它从源头上解决了油气中混有空气的潜在危险，堵绝了油气中混和空气形成易爆气体的根本问题。由以下具体方案可以达到予期目的：(一)．炼油厂轻质油转运站：见图1：(a-火车转运站 b-汽车转运站，下文通称转运站)，在转运站(1，2)与内浮顶油罐(3)之间架设一平衡回气管(4)，平衡回气管(4)端部连接软管快速接头(5)，装油前，将(5)与罐车(6)的对应呼吸接口(7)连接好。转运站(1，2)的鹤管端部连接软管快速接头(8)，(8)与罐车(6)的对应进油接口(9)也连接好。装油时，内浮顶油罐(3)内的油通过输油管(10)由油泵(11)将油灌装到罐车(6)。因罐车(6)与内浮顶油罐(3)所有接口不与大气相通，罐车(6)内油气通过回气平衡管(4)回到内浮顶油罐(3)，平衡内部压力并部分凝缩为汽油。无油气排放损失，并达到环保要求。油气得以回收，达到节能目的。由于初始运行时，罐车(6)内气体不全为油气，这种气体回到内浮顶油罐(3)内，不会在压力下全部凝缩为汽油，必须将不凝性气体排出。不凝性气体排出是通过油洗油封罐(12)然后排往火炬(13)的。

(二)．省市油库轻质油转运站：见图2左：(a-火车卸油站 b-汽车卸油站，下文通称卸油站)，在卸油站(21，22)与内浮顶油罐(23)之间架设一平衡进气管(24)，平衡进气管(24)端部连接软管快速接头(25)，卸油时将(25)与罐车(26)的对应呼吸接口(27)连接起来。卸油站(21，22)的鹤管端部连接软管快速接头(28)，(28)与罐车(26)的对应出油接口(29)连接起来。卸油时将罐车(26)内的油通过输油管(210)由油泵(211)将油灌装到内浮顶油罐(23)；因罐车(26)与内浮顶油罐(23)所有接口不与大气相通，内浮顶油罐(23)内气体通过回气平衡管(24)回到罐车(26)平衡内部压力。无油气排放损失，并达到环保要求。油气得以回收，达到节能目的。无空气进入罐车(26)，大大提高安全度。

见图2右：(汽车转运站，下文通称转运站)，在转运站(32)与内浮顶油罐(23)之间架设一平衡回气管(34)，平衡回气管(34)端部连接软管快速接头(35)，装油前，将(35)与罐车(36)的对应呼吸接口(37)连接起来。转运站(32)的鹤管端部连接软管快速接头(38)，(38)与罐车(36)的对应进油接口(39)连接起来。装油时，内浮顶油罐(23)内的油通过输油管(310)由油泵(311)将油灌装到罐车(36)；因罐车(36)与内浮顶油罐(23)所有接口不与大气相通，罐车(36)内气体通过回气平衡管(34)回到内浮顶油罐(23)平衡内部压力并部分凝缩为汽油。无油气排放损失，并达到环保要求。油气得以回收，达到节能目的。

(三)．城乡轻质油加油站：见图3左：(油灌汽车卸油，下文通称卸油罐车)在卸油罐车(41)与储油罐(42)之间架设一平衡进气管(43)，平衡进气管(43)端部连接软管快速接头(44)，卸油之前，将(44)与罐车(41)的对应呼吸接口(45)连接起来。储油罐(42)的软管快速接头(46)与罐车(41)的对应出油接口(47)连接起来。因罐车(41)与储油罐(42)处于密闭状态，罐车(41)内的油通过软管快速接头(46)输油管(48)由位差将油灌装到储油罐(42)，与此同时，储油罐(42)内气体通过回气平衡管(43)软管快速接头(44)，回到罐车(41)平衡内部压力。无油气排放损失，并达到环保要求。油气得以回收，达到节能目的。无空气进入罐车(41)，大大提高安全度。见图3右：(汽车加油计量显示器，下文通称计量器)计量器(50)与多功能加油枪(54)对应进油接口(51)已连接好。在计量器(50)与储油罐(42)之间架设一平衡回气管(53)，平衡回气管(53)端部连接软管(52)多功能加油枪(54)，多功能加油枪(54)上装油塞(55)，装油时将油塞(55)与汽车油箱(56)的油箱口(57)对接。储油罐(42)内的油通过输油管(58))油泵(59)多功能加油枪(54)将油灌装到汽车油箱(56)。因汽车油箱(56)与储油罐(42)处于密闭状态，汽车油箱(56)内油气通过软管(52)回气平衡管(53)回到储油罐(42)平衡内部压力；无油气排放损失，并达到环保要求。油气得以回收，达到节能目的。无空气进入储油罐(42)，大大提高安全度。

二．动、静设备、仪表及工具的改革方案：1．罐车：现有罐车在灌装汽油时，将入孔盖打开，把导管插入罐车，油沿导管进入罐内，油气由入孔排出，液面由入孔观察。它不适于无油气排放损失的要求，为达到无油气排放损失的要求，现有罐车必须进行改造。油罐汽车的油罐改造：(见图4)入孔盖(61)是罐车改造主要对象。在入孔盖(61)上开四个口a b c1 c2，四个口的位置按入孔盖(61)的向视图，分别安装进料管(62)，回气(平衡)管(63)，隔离液高低液位计(64)(65)。进料管(62)上安装管接头(阳阀66)，回气(平衡)管(63)上安装管接头(阳阀67)。隔离液高低液位计(64)(65)与入孔盖(61)的连接见图六。

2．油罐火车的油罐改造：油罐内的油属危险品，不允许撒落在路基路轨上，因此，油罐底部无卸油口，如果油罐底部确无出料口，油只能从进油口抽出，则需在入孔盖(71)上安装进出料管。(见图5)入孔盖(71)是罐车改造主要对象。在入孔盖(71)上开四个口a b c1 c2，四个口的位置按入孔盖(71)的向视图，分别安装进出料管(72)，回气(平衡)管(73)，隔离液高低液位计(74)(75)。进出料管(72)上安装管接头(阳阀76)，回气(平衡)管(73)上安装管接头(阳阀77)。进出料管(72)形状为L形。即在进出料管(72)底端焊一横管(78)，横管(78)底面开有长槽(79)，两端焊有封板(80)。隔离液高低液位计(74)(75)与入孔盖(71)的连接见图六。

3．隔离液液位计：(见图6)件(80)是底上开有孔的隔离显示液瓶，孔通回气(平衡)管(81)和压力导管(82)。(82)下有压力检测盒(83)。隔离液瓶上有液面显示管(84)和与接头(85)连接的螺纹。接头(85)内有螺纹，上接防护套管(86)，下接隔离显示液瓶(80)，外与入孔盖(89)密接。垫环(87)因盖板(89)厚薄不一，用来调节更换自身高度。圆螺母(88)通过防护套管(86)，垫环(87)将接头(85)与入孔盖(89)密接。液面显示管(84)，下接隔离液瓶子上口，处在防护套管(86)内，显示液面的升降。防护套管(86)上有盖(90)，来防护液面显示管(84)的安全；下接接头(85)，起螺栓的作用，通过圆螺母(88)将整个隔离液液位计固定在入孔盖(89)上。压力导管(82)与(83)以及(80)与(81)(82)(84)(85)之间的连接均采用树脂粘接。

4．高液位计的安装位置：高液位计的安装位置应能测到最高液位，且在最高液位下能安全运行，超过这个限度，由于太阳辐射，罐体温度升高，油品受热澎涨而外溢或罐体成受较大应力，这些都是不允许的。液面到罐顶的弓形高由计算确定。它与液体澎涨率成正比，与液体澎涨温差成正比，与液体容器直径成正比。

5．浮顶油罐或／和风细雨加油站储油罐静止设备改造：这类设备一般是在用设备，内存物料，不宜动火。需将原有呼吸口(内浮顶负压安全阀口)或放空口改作回气平衡口，并引致装卸站、点。管线的制作应现场测绘，离开现场在安全区进行制作，制好后运至现场安装。浮顶油罐内浮顶上的接管宜采用软管，软管与固定硬管之间的连接宜采用万向管接头，管与管之间的连接以及浮顶与管接头之间的连接均采用树脂粘接，不得动火。

6．动、静密闭设备之间的平衡管、液体输送管由软管快速接头来实现动、静密闭设备的快速连接。软管快速接头的软管一般装阴阀。动、静密闭设备上一般装阳阀，与静密闭设备相连的管道装固定接头。(管快速接头申请专利号00 2 26222．3)。

7．多功能加油枪：目前所使用加油枪结构简单，性能单一，远不能满足环保节能等诸多要求，必须进行改进。加油枪改造：(见图7和图3)为了加油时密封油箱(56)的孔(57)，需在加油枪(54)上增加软体盖(／塞)(55)。在软体盖(／塞)(55)上并行安装进料管(92)，回气管(93)；为了感知液位高低，需增加感知液位器---浮筒(94)。浮筒(94)安装在进料管(92)内。进料管(92)上安装管接头(95)，回气管(93)上安装管接头(96)，分别连接橡胶软管(51)(52)。加油时，软体盖(／塞)(55)压在油箱(56)的孔(57)上，使油箱(56)与储油罐(42)所有接口不与大气相通。储油罐(42)内的油通过输油管(58)由油泵(59)橡胶软管(51)将油灌装到油箱(56)；与此同时油箱(56)内的气体通过回气管(52)(53)进到储油罐(42)。当油加满油箱时，浮筒(94)自动浮起，切断给油油路，给油停止。全过程即以储油罐(42)内的油置换油箱(56)内的气，无油气排放损失，并达到环保要求。油气得以回收，达到节能目的。储油罐(42)无空气进入，不能形成易爆混合气体，确保安全生产。(更详细资料见AHJ型多功能加油枪)8．拱顶储油罐：在炼油厂和城乡油库的轻质油罐或汽油储罐中，除浮顶油罐外还有拱顶储油罐(含锥顶、无力矩顶、钢网架顶)。它们的大呼吸如同浮顶油罐，油从那里来，油气就排向那里。油去那里，油气就从那里来。由于油品的输出，大量油气(含有氮气等混合气)将进入罐内，由于气温的变化，气温升高时油气被呼出，气温降低时空气被吸入，从而造成油气小呼吸损耗。这种损耗称作小呼吸损失。小呼吸损失占总损失的15％左右。对于小呼吸损失，只需做个气包，将呼吸阀的呼吸口与气包连接起来就可以。

9．气包：气包的设计前提是认为在一个呼吸周期内，呼与吸是相等的。气包的容积与所有拱顶储油罐的可能的最大空间容积成正比，与当地日最大温差和太阳辐射拱顶储油罐的罐壁温度高出气温之和成正比，气压变化很小可忽略不记。气包的结构可设计成地上式或半地下式。地上式气包型式多样，多见于娱乐场所，而作为油气回收的气包做成半地下式的更为合适。半地下式气包如图8是固定顶容器最大呼气状态，气包膜片已全部鼓起。气包由以下构件组成：混凝土结构半地下槽(101)，气包膜片(102)，入孔(103a 103b)，滑动门(104)，油气进出管(105)，气包锁固环(106)，钢索(107)，气包拉耳(108)，橡胶垫(109a 109b)，气包压板(110)，地脚螺栓(111)，螺母(112)，护管(113)，排水沟(115)，挡风墙(116)挡风柏树。在使用气囊之前应将所有拱顶储油罐的可能的最大空间容积用氮气或油气置换。彻底清除油气中的氧气，在以后的操作中不再会有空气进入，确保安全且无油气损失。图9是固定顶容器最大吸气状态，气包膜片已全部塌瘪凹下。

三．本发明的技术方案特征是：1．用多功能加油枪将空气隔离于输油系统之外，回收汽车油箱内不含空气且较为纯净的油气于贮油罐，从而替代贮油罐从大气中吸入空气而形成易燃易爆的混合气体的可能性。油气失去助燃剂后，既使温度达到油气裂解的程度也不会燃烧。因而在以后的生产运输过程是安全可靠的。

2．用软管快速接头加回气管改造汽油贮、运设备和工艺流程，使设备及管道内无空气进入，油气的回收是利用汽油流出而腾出的空间来纳入油气的，不需另置设备，既方便汽油的出入又方便油气的入出，既无大气污染又回收能原，投资省效益高，既不需担心易燃易爆，确实是安全又可靠。

3．在储油罐中固定顶油罐随轻质油的输出，空间增大，由于太阳的辐射气温变化，呼吸损失增大，本已隔绝了空气的油罐，由于呼吸又重新进入空气形成易燃易爆的混合气体，这是非常危险的。为了解决这一难题，不是用惯常的煤气钢制浮动气柜，而是采用地上或半地上气包。气包结构形式灵活多样，占地不受限制，节约钢材，加工制造容易，制造成本低；由于气包内无空气(氧)存在，安装高度低，不担心闪电雷击，安全可靠；固定顶油罐呼气时气包膨胀鼓起，固定顶油罐吸气时气包塌瘪凹下，满足使用要求。

四．应用：本发明适用于炼油厂的汽油灌装站，城乡油库转运站，城区汽油加油站以及各种行业的对环保有要求的，减少能耗的，易燃、易爆、有毒、有害这一类物质的倒运灌装站、点。

五．经济效益与社会效益：1．汽油从工厂到用户至少要倒运3～4次，即炼厂成品油到铁路罐车，铁路罐车到省市油库，省市油库到汽车罐车，汽车罐车到市区加油站，市区加油站到汽车摩托车用户；离炼厂近的加油站，不经铁路罐车到省市油库，而直接从炼厂成品油库到汽车罐车，汽车罐车到市区加油站，市区加油站到汽车摩托车用户，至少要倒运3次。损失率总计为2．7％～3．6％，按全国油品加工能力为1．7亿吨，90％的为燃料油，其中汽油约占燃料油的65．4％左右，即生产汽油约10000万吨，按此计算，年损失约270～360万吨。全国推行本环保节能技术，将每年减少向大气排放碳氢化合物约270～360万吨对环境造成的污染。

2．全国推行本环保节能技术，99％以上的油气可回收，将每年可回收油气达270～360万吨，按现行市场油价2800元／吨计算，每年可回收(或节约)资金达75．6～100．8亿元。将进一步缓解我国能源紧缺状态和促进国民经济的发展。

3．我国能源不足，据石化局最新统计，99年石油进口量突破4000万吨，约占石油总消费量的20％，专家予测，进口石油占消费总量的比例仍将增大。全国推行本环保节能技术后，每年可减少进口原油270～360万吨，每吨原油按1400元／吨计，每年减少进口原油费约50亿元。2、3两项合计，每年可创造经济价值(节约)为150亿元。

4．在整个汽油生产运输和油气回收过程中，由于AHJ型多功能加油枪的设计和使用，从源头上解决了油气中混有空气的潜在危险，堵绝了油气中混和空气形成易爆气体的根本问题。因而消除隐患，使我国汽油生产运输永远处在更较安全状态，大大减少发生火灾的危险。

5．该项技术的实施，从大的范围来看，将进一步形成具有国际竞争力的产业结构和产品结构，带动工农业互相提升，参加国际竞争。