当一辆空油罐车被交警抓住并处以超载罚款时，处理这种情况需要遵循一定的步骤和考虑多个因素。以下是一个清晰、详细且有深度的解答：

一、初步应对

1. 保持冷静：首先，司机应保持冷静，不要与交警发生争执或冲突。
2. 了解罚款原因：详细询问交警罚款的具体原因，是否是因为车辆超重、超载或者有其他违规行为。
3. 查看相关证件：向交警出示车辆的行驶证、运输证等相关证件，以证明车辆的合法性和空车状态。

二、核实车辆状态

1. 确认空车状态：如果油罐车确实是空车，那么需要向交警明确说明这一点，并尽可能提供证据，如车辆过磅单、行车记录仪记录等。
2. 检查称重设备：如果可能，要求交警使用准确的称重设备对车辆进行复称，以确保没有误判。

三、法律途径

1. 申请行政复议或诉讼：如果司机认为罚款不合理或存在误判，可以在规定时间内向相关部门申请行政复议，或者直接向人民法院提起行政诉讼。
2. 准备证据：在申请行政复议或诉讼前，司机应收集并整理好所有相关证据，包括车辆空车状态的证明、称重记录、交警的罚款单等。

四、后续处理

1. 等待结果：在提交行政复议或诉讼后，需要等待相关部门的处理结果。
2. 遵守决定：如果行政复议或诉讼结果维持原罚款决定，司机应按规定缴纳罚款；如果结果撤销了罚款，那么司机就无需缴纳。

五、预防与建议

1. 加强沟通：在日常运输过程中，司机应与交警保持良好的沟通，及时解释车辆状态，避免误解。
2. 了解法规：司机应熟悉并了解相关的交通法规和运输规定，以确保自己的运输行为合法合规。
3. 保留证据：在运输过程中，司机应保留好所有相关的证据和记录，以备不时之需。

综上所述，当一辆空油罐车被交警抓住并处以超载罚款时，司机应保持冷静、了解罚款原因、核实车辆状态，并通过法律途径维护自己的合法权益。同时，加强沟通与了解法规、保留证据也是预防类似情况再次发生的重要措施。