孙萌
（中国石化销售股份有限公司天津石油分公司 ）
摘要：推广使用车用乙醇汽油可以减少机动车尾气中有害物质的排放，改善生态环境，并可进一步优化能源结构，加快安全高效现代的能源体系建设。但是，各地在用油库由于受场地及行政审批困难的限制，很难再新建乙醇储罐。为此，本文以华北地区某成品油油库为例，通过对经营量的预测分析，确定乙醇罐规模，选择以现有储罐为基础进行改造，并配套进行工艺及自控系统等设计，最终实现组分汽油与燃料乙醇按照9：1的体积比在线调和，为有同样改造需求的在用油库提供参考。
关键词：燃料乙醇 油罐改造 在线调和 工艺设计 自控设计
1.背景介绍
石油是不可再生能源，我国石油的储量低、需求量高，使用的石油70%以上都来自进口，对外部的依赖程度非常大。而燃料乙醇的生产资源丰富，技术成熟，属可再生能源，推广使用乙醇汽油可以降低国家对外部石油的依赖度。目前，很多地区雾霾频发，严重影响人民的身体健康。乙醇汽油可有效降低汽车尾气排放，理论计算，能使碳烃排量下降16.2%，一氧化碳排量下降30%，对减少大气污染是非常有效的。
因此，推广使用车用乙醇汽油是国家的一项战略性举措，具有重要的现实意义和战略意义。当前形势下，推广使用车用乙醇汽油，一是可以替代部分石油，减少我国石油的对外依赖，有利于提高能源自给能力和安全水平；二是有利于减少二氧化碳以及机动车尾气中颗粒物、一氧化碳等有害物质排放，对防治大气污染具有重要作用；三是有利于消化陈化粮，变废为宝，保障粮食安全，促进农业农村发展。
当前，新建乙醇储罐所需的消防、安监、环保、规划等手续审批严格，办理难度较大。此外，新增乙醇储罐后，将会导致油库库容增加，甚至影响油库等级，后期将带来一系列其他问题。而且，即使有相关部门的支持配合，新建乙醇储罐还需综合考虑在用油库的受场地限制和储罐摆布。因此，对现有在用的油品储罐进行改造用以存储乙醇，是当前最为经济合理的方案。
2.配送中心建设规模的确定
2.1油库经营量预测
该库所处地区近年来生产总值持续增长，带动了该区域成品油消费均保持在较高的水平，根据该油库所归属的成品油省级销售公司统筹部署，未来几年该库的经营量预测如下：
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图1 近几年油库经营量预测
2.2公路发、卸油能力分析
通过经营量的预测可以看出，该油库可能出现汽油年最大出库量为66.94万吨，按单鹤管10万吨/年发油量核算，目前该油库有汽油鹤管10套。因此，公路发油系统能够满足乙醇汽油经营需求。
本次改造拟采用2台Q=100m3/h、H=40m两台管道离心泵可并联进行燃料乙醇公路卸车；设一台Q=60m3/h、压差0.4MPa容积泵用于燃料乙醇离心泵引油及槽车扫底油。按照每天卸车工作能力6小时计算，燃料乙醇日平均卸车能力约为950吨，能够满足乙醇汽油经营需求。
2.3乙醇储存能力适应性分析
车用乙醇汽油是组分汽油与燃料乙醇按照9:1的体积比进行混合，燃料乙醇罐容的大小取决于车用乙醇汽油经营量。该油库现有罐容6万m3，其中汽油罐容为2.6万m3，柴油3.4万m3。油库在2024年汽油经营达到峰值，汽油经营量为66.94万吨、柴油经营量为73.44万吨。按上述数据计算，油罐装量系数为0.8，汽油密度按0.74 g/ m3、柴油密度按0.84 g/ m3考虑，可以计算出汽油罐年周转次数为44次，柴油罐年周转次数为32次。
根据未来几年经营量的预测，2024年汽油经营量达到峰值，此时燃料乙醇密度按照0.79 g/ m3考虑，可以计算出66.94万吨的车用乙醇汽油将含有燃料乙醇9万m3。
燃料乙醇储存天数按不超过10天计算（乙醇罐周转次数为35次），燃料乙醇罐装量系数为0.8，计算该库需要燃料乙醇储罐总罐容为3125m3。本次改造拟将1座1000m3柴油拱顶罐和1座3000m3柴油拱顶罐改造为内浮顶储罐后存储燃料乙醇。
3.配送中心工艺方案设计
3.1公路收油区工艺方案设计
本次工程拟对在现有公路卸车泵组进行接建，接建泵组内增设2台容积泵，利用现有汽、柴油公路卸车场地，在靠近卸车泵组的6个卸车位上分别新增2个DN100燃料乙醇卸车口，用于燃料乙醇公路卸车。
3.2公路发油区工艺方案设计
本次工程拟对现有汽油发油设施进行改造，增加乙醇汽油在线调合系统。在现有公路发油亭5座汽油发油台内新建10台管道离心泵，用于燃料乙醇公路装车。自燃料乙醇罐至公路乙醇发车泵新建1根DN200管道，用于燃料乙醇公路装车，保证组分汽油与燃料乙醇的体积比为9：1。
4.配送中心自动控制方案设计
本次改造将2座拱顶罐柴油罐改为内浮顶罐并将油品改为燃料乙醇，罐上伺服液位计、压力变送器、高高、低低液位开关等设备利旧，在乙醇罐附近增加可燃气体检测器。发油亭将原10套汽油鹤管全部改为乙醇汽油发油鹤位，自控专业增设发油仪表设备并完善发油系统；在原有公路卸车基础上增加乙醇公路卸车功能，增加乙醇卸车泵2台，发油岛内增加乙醇发油泵10台，卸车口附近可燃气体检测器利旧。
4.1公路发油系统方案设计
为适合燃料乙醇发油使用，将原双通道发油控制更换为带比例调合功能的四通道发油控制器。新增乙醇流量计、电液阀、一体化温度变送器信号送入相应发油控制器中，通过总线将信息送至发油管理室的管理机中。
4.2油罐计量系统方案设计
本设计方案涉及的两座油罐计量系统仪表均选择利旧，油罐改造完成后重新安装计量仪表，用以实现油罐所需的数据采集和处理、显示动态流程、液位温度、密度等参数检测与跟踪、油罐高低液位报警等功能。
4.3泵阀控制系统方案设计
本次设计的乙醇罐罐前第二道操作阀均为电动阀门，并新增乙醇卸车泵及发油泵的联锁功能。改造后乙醇罐将液位计的高低液位软报警点作为进出乙醇的操作依据，到液位达高低液位时通过报警提示，人员在操作站操作切换电动阀实现乙醇罐的切换。若人员没有操作，当液位到达高高、低低音叉液位开关液位时，高高液位开关联锁乙醇罐入口阀门及相关卸车泵，以防止乙醇罐超装冒罐；低低液位开关联锁乙醇罐出口阀门及相关发油泵，防止内浮顶油罐浮盘落底引起运行危险，确保乙醇罐进出油品安全。
5.结术语
经过十几年的推广应用，车用乙醇汽油在我国得到了长足的发展，取得了良好的经济和社会效益，各地掀起了车用乙醇汽油推广热潮。在当前危化品存储规模审批愈发严格的形势下，本文以现用国标储罐为基础进行改造，用以存储燃料乙醇，这样既可节省投资，又可以不改变现有的储罐布局，是目前在用油库进行乙醇汽油配送中心改造中较为成熟的方案，可为今后进行乙醇汽油配送中心改造的项目提供参考和借鉴。
参考文献
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