第2章石脑油的物化特性及其危险特性
第2章石脑油的物化特性及其危险特性
在实际生产过程中，要达到高效、安全、稳定的生产，不但要使设备设施保 持完好的运行状态，了解所操作的物料的物化性质，也是保证安全生产的一个重 要保证。
2．1石脑油的组成及用途
石脑油又称为粗汽油，轻汽油，化工汽油；是石油中部分轻馏组分的泛称，主 要为C4---C6烷烃组份，为无色或浅黄色液体。因有其不同的馏程范围而用途不同， 且可分离出多种有机原料，而主要用作重整和化工原料、裂解芳烃原料，生产高 辛烷值汽油等。
2．2主要理化特性
石脑油属中闪点易燃液体，闪点为．2。C，沸点在20～160。C之间，相对密度d420 为0．78--．．0．97，爆炸极限为1．1～8．7％(体积)，引燃温度为350\，不溶于水， 溶于多数有机溶剂。
2．3主要危险牲
石脑油蒸气和空气混合会有爆炸危险，遇明火会发生燃烧爆炸，和氧化剂混合会发 生反应。石脑油蒸气比空气密度大，在较低的地方扩散性很好，遇明火会引着回燃。
石脑油中有害物的成分主要是丁烷、戊烷、己烷，蒸气会刺激上呼吸道和眼 部，对中枢神经系统有抑制作用。如果浓度太高，会在短时间内引起呼吸困难、 头痛、头晕、恶心、气短、紫绀等缺氧症状，皮肤接触蒸气或液体可引起皮炎， 对水体、土壤和大气等环境可造成严重污染。另一方面，由于生产工艺和装置稳 定性影响，石脑油蒸汽中不同程度地含有H2S的存在，严重时H2S含量达1000ppm， 足以引起急性中毒而导致闪电式死亡。
2．4储运注意事项
由于石脑油易燃、易挥发、有毒害性，要求密闭操作，储存于阴凉、通风处，且应 远离火种、热源，防止阳光直射。储存设施包括照明、通风等应选用适应的防爆类型和
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中国石油大学(华东)工程硕十学位论文
防爆等级，并配备相应品种和数量的消防器材。罐储、装卸和运输时要有防火防爆技术 措施，禁止使用易产生火花的机械设备和工具。操作人员必须经过专门培训，严格遵守 操作规程，操作人员过滤式复读面具，戴安全防护眼镜，穿防静电工作服，戴橡胶耐油 手套，装卸、运输时应注意合理控制流速(不超过3m／s)，且有接地装置，防止静电积 聚。
因此，在石脑油卸车过程中，采取足够的控制措施保证安全、改善职工工作 环境并提高生产效率是完全有必要的。
第3章卸车时发生气阻和抽窄的机理及控制
第3章 卸车时发生气阻和抽空的机理及控制
由于石脑油易燃、易挥发、有毒害性，要求密闭操作，储存于阴凉、通风处，且应 远离火种、热源，防止阳光直射。储存设施包括照明、通风等应选用适应的防爆类型和 防爆等级，并配备相应品种和数量的消防器材。罐储、装卸和运输时要有防火防爆技术 措施，禁止使用易产生火花的机械设备和工具。操作人员必须经过专门培训，严格遵守 操作规程，操作人员过滤式复读面具，戴安全防护眼镜，穿防静电工作服，戴橡胶耐油 手套，装卸、运输时应注意合理控制流速(不超过3m／s)，且有接地装置，防止静电积 聚。
因此，在石脑油卸车过程中，采取足够的控制措施保证安全、改善职工工作环境并 提高生产效率是完全有必要的。
3．1气阻与泵抽空的形成机理
卸车系统中采用离心泵直接卸车的工艺流程，泵入口之前的卸油管路中，鹤管最高 点的绝对压力反而较低，卸车过程中，气温如果上升，极易导致此处油品轻组分气化， 溶解的空气也会析出。此外，卸车过程中随着车内油液面不断下降，鹤管最高点之前的 虹吸管路中的绝对压力逐渐降低，因此伴随着油品轻组分的气化、油品中溶解空气的析 出、以及系统漏气，会产生大量的气泡。这些气泡在卸车管路中会受到浮力和挠流阻力 的共同作用，不断向鹤管最高点运移，最终积聚在一起形成气带。当气带体积较大时， 将会占据整个过流断面，导致管路中过油量大幅减小，甚至断流，形成气阻。
离心泵正常工作时，叶轮入口处为低压带区，而一旦当鹤管最高点或其它部位因为 气阻造成断流时，导致泵入口油流不能及时连续供给，泵压力急剧下降，进而导致泵入 口处油品急剧气化，连同泵入口油管中油流携带的积聚气体团进入泵体内，泵内压力骤 降，导致离心泵抽空，油品更无法吸入泵内，影响离心泵的正常运转，甚至使离心泵停 止作业。
一般情况下，用离心泵系统进行轻油卸车比较困难主要与卸车系统有关。一是随着 操作鹤管某处绝对压力小于操作温度下的油品饱和蒸气压，会形成管路气阻；二是离心 泵入口处油流的绝对压力小于离心泵的允许吸入压力，会产生气蚀；三是由于压力下降， 油品蒸发产生大量油蒸汽和析出的空气进入泵体内，导致离心泵抽空。气阻是卸车管路 中的油流被积聚的气体团阻断的现象，离心泵抽空是由于进入离心泵内的油蒸汽密度
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中国石油大学(华东)T程硕上学位论文
小，不能及时排出泵腔，导致后续流体不能『F常进入离心泵的现象。管路气阻与泵抽空 的现象都是由于压力降低、油品蒸发行程气体以及油品中析出空气行程聚集气团所致。
由以上分析可知，导致管路发生气阻与泵抽空现象的共同原因都是管路中形成积聚 气团，此外，气阻的产生会加剧离心泵的抽空，同样离心泵抽空也是气阻的一种表现形 式。
3．2管路中气体团产生的原因
造成卸车管路发生气阻和离心泵抽空的积聚气体团主要来源于三个方面： (1)轻质油品的挥发 在鹤管上部卸车系统操作时，当泵入口之前卸油管路高点处(例如图3．1中C点处)
的绝对压力小于操作温度下油品的饱和蒸气压时，油品的轻质组分会发生气化。实际生 产中，油品发生汽化的机理是比较复杂的。因为若是单一组分的液体，其饱和蒸气压只 与温度有关，是温度的单值函数。但是轻质油品大都是由多组分烃类相互溶解而组成的 复杂混合物，在一定温度下其饱和蒸气压与各组分的分相浓度有关，并不是固定值。例 如：在20℃时，石脑油中的轻组分C3的饱和蒸气压为0．85MPa，而其重组分CIO的饱 和蒸气压却小于零。一般情况下，油品中轻组分的饱和蒸气压值较高，重组分的饱和蒸 气压较低。在卸车过程中，当卸车管路中某处的绝对压力降低至操作温度下油品某一轻 组分的饱和蒸气压时，该轻组分会发生气化，并且会逐渐加剧，导致发生气化的组分逐 渐增多。对应于图3．1，由于轻油的组分性质不同，卸车时随着油罐车内油液面的下降， 鹤管顶部C点处的绝对压力不断降低，在压力降至油品的饱和蒸气压之前，C点处相当 部分的轻组分就已经发生气化。
(2)外部气体进入卸车系统 由于卸油系统的管路中各个连接环节的密封性能不佳，以及操作原因造成的漏气现
象是不容忽略的。某些大型轻油卸车系统在操作时，管路系统中的阀门、鹤管的换向转 动接头等密封点较多，操作时产生负压时，外部气体渗入管路系统在所难免。另外，相 邻空鹤位的阀f了未能完全关闭，或已卸空的鹤位阀门不能及时关闭，也会导致卸油管路 中油流携带的空气增多。
第3章卸车时发生气阻和抽空的机理及控制
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图3-1鹤管卸车示意图
Fi93-1 The crane tube unloading schemes (3)卸车过程中油品溶解气的析出 一般油品中均不同程度的含有溶解气。在常温常压下，汽油对空气的体积溶解度约
为20％，随着外界压力的降低，溶解度会逐渐减小。同时汽油还会携带部分以微小气泡存在的空气。在卸车过程中，当管路某一点绝对压力小于该温度下大气压力时，部分溶解空气和携带的微小气泡就会析出，进而反作用加速油品的气化。
3．3气阻和泵抽空的控制
分析研究表明，泵入口管路的气体形成主要受油品的挥发、系统外气体的进入、油品中析出气三个方面的影响，而其中油品的挥发更多的受油品自身性质的影响，因而针对一定的油品则主要是控制管路中的绝对压力，从而减少气体生成。因此，可以通过一些优化控制方法来控制石脑油卸油系统的气阻和泵抽空现象。
3．3．1泵入口管线的优化 根据虹吸原理，要保证油品在鹤管内正常流动，必须使从鹤管吸入口至卸车泵入口
处管道内任一点的剩余压力小于大气压。由图3．1可知，鹤管高度过大，要维持油品的 正常流动，C点的剩余压力低一些较好，另外泵入口管道过细或过长，管道的沿程损失和局部损失也将增大，同样要求管道内任一点的剩余压力低一些较好。但过低的剩余压 力，特别是当低于油品的饱和蒸气压时，必然会产生油品中空气析出和油品蒸发气化， 这些气体积聚并窝存于管道中，易形成气带导致断流现象。因而针对以上分析，要尽量 控制C点的安装高度，增大泵入口管线的管径。
另一方面，为防止系统外气体的进入，要尽量减少泵入口管路管件数量，减少静密
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