《某油罐蒸發(fā)損耗與環(huán)境溫度的關(guān)系講解》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《某油罐蒸發(fā)損耗與環(huán)境溫度的關(guān)系講解（36頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 重慶科技學(xué)院 目錄 目 錄 摘 要.............................................................. I ABSTRACT ........................................................ I I 1 引言 .............................................................. 1 2 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 ....................................

2、.................... 2 2.1 設(shè)計(jì)目的 .................................................... 2 2.2 設(shè)計(jì)依據(jù) ................................................... 2 3 小呼吸損耗及其特點(diǎn) ................................................ 3 3.1 油罐內(nèi)溫度的變化規(guī)律 ........................................ 3

3、 3.2 氣體空間中油品蒸氣濃度的分布規(guī)律 ............................ 3 4 小呼吸蒸發(fā)損耗計(jì)算公式 ............................................ 5 4.1 蘇聯(lián)公式 .................................................... 5 4.2 美國(guó)公式 .................................................... 5 4.3 日本資源能源廳公式 ..........

4、................................ 6 4.4 中國(guó)石油化工 ( CPCC) 系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)公式 ............................. 6 5 實(shí)例計(jì)算及結(jié)果分析 ................................................ 8 5.1 實(shí)例及數(shù)據(jù) .................................................. 8 5.2 公式的選用 ...........................................

5、....... 9 5.3 計(jì)算結(jié)果與結(jié)論 ............................................. 10 5.4 小呼吸損失的相關(guān)結(jié)論 ....................................... 12 6 油罐的大呼吸 ..................................................... 13 6.1 大呼吸蒸發(fā)損耗公式 ......................................... 13 6.2 實(shí)例分析

6、................................................... 15 6.3 大呼吸損失的相關(guān)結(jié)論 ....................................... 16 7 減小油罐的大、小呼吸 ............................................. 18 8 油品的蒸發(fā)損耗 ................................................... 19 8.1 油品的蒸發(fā)損耗的大小相關(guān)結(jié)論 .............

7、.................. 19 8.2 減少蒸發(fā)損耗的對(duì)策 ......................................... 19 8.2.1 優(yōu)化操作，降低損耗 ................................... 19 8.2.2 選用反射效應(yīng)大的油罐涂料 ............................. 20 8.2.3 采用壓力儲(chǔ)罐 ......................................... 20 8.2.4 安裝呼吸

8、閥擋板 ....................................... 20 重慶科技學(xué)院 目錄 8.2.5 拱頂罐增加氮封 20 結(jié)束語(yǔ) 22 參考文獻(xiàn) 23 重慶科技學(xué)院 摘要 摘 要 石油是國(guó)家的重要戰(zhàn)略物資， 它的產(chǎn)量增加和質(zhì)量的提高都直接關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的需要和發(fā)展。 而在油品的交接計(jì)量過(guò)程中都不同程度的存在著油品的損耗問(wèn)題，各種形式的損耗給社會(huì)帶來(lái)了巨大的損失， 故研究和處理油品損耗是石油計(jì)量的重要組成部分之一。 減少油品損耗是石油儲(chǔ)運(yùn)的重要組成部分。 在各種損耗中液體

9、的蒸發(fā)是造成油品損耗的主要原因， 本文就不同天內(nèi)其他條件不變的情況下改變大氣溫度計(jì)算出小呼吸損耗量得出油罐小呼吸損耗與環(huán)境溫度的關(guān)系并計(jì)算大呼吸損耗。 關(guān)鍵詞：蒸發(fā)損耗 環(huán)境溫度 小呼吸損耗 大呼吸損耗 I 重慶科技學(xué)院 ABSTRACT ABSTRACT

10、 Petroleum is the important strategic materials, and its yield increase and quality improvement is directly related to the needs and development of the national economy. And in the process of product handover measurement are different degree of the product loss problems, various forms of

11、loss brought great losses to the society, so the research and deal with the oil loss is one of the important part of oil metering. To reduce product loss is an important part of oil storage and transportation. Evaporation of the liquid in the various losses is the main cause of the loss of oil produ

12、ct, in this paper, the other conditions unchanged under the condition of different days change of atmospheric temperature calculated little breathing wastage draw tank breathing loss relations with the environment temperature. Keywords:Evaporation loss；The environment temperature； Small breathing l

13、oss ； Large breathing loss II 重慶科技學(xué)院 引言 1 引 言 在石油儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中 , 由于工藝技術(shù)、 設(shè)備和管理等方面的原因 , 石油的一部分 較輕的組分逸入大氣 , 造成損失，此現(xiàn)象稱為油氣的蒸發(fā)損耗。儲(chǔ)罐“小呼吸” 損耗，是指因儲(chǔ)罐溫差變化而使油

14、品蒸發(fā)損耗。 儲(chǔ)油罐中靜止儲(chǔ)存的油品， 白天 受太陽(yáng)熱輻射使油溫升高， 引起上部空間氣體膨脹和油面蒸發(fā)加劇， 罐內(nèi)壓力隨 之升高，當(dāng)壓力達(dá)到呼吸閥允許值時(shí)， 油蒸汽就逸出罐外造成損耗。 夜晚或暴雨 天氣等使罐區(qū)儲(chǔ)罐溫度下降，罐內(nèi)氣體收縮，油氣凝結(jié)，罐內(nèi)壓力隨之下降，當(dāng) 壓力降到呼吸閥允許真空值時(shí)， 空氣進(jìn)入罐內(nèi)， 使氣體空間的油氣濃度降低， 又為溫度升高后油氣蒸發(fā)創(chuàng)造條件。這樣反復(fù)循環(huán)，就形成了油罐的小呼吸損失?！按蠛粑?損耗是油罐收油時(shí)， 罐內(nèi)油面上升， 氣體空間的混合氣受到壓縮使壓力升高，壓力達(dá)到一定值時(shí)，呼吸閥打開，油蒸氣排放到罐外。當(dāng)油罐發(fā)油時(shí)，罐內(nèi)油面下降，

15、氣體空間壓力下降，罐內(nèi)壓力低至一定真空度時(shí)，真空閥打開， 將空氣吸入罐內(nèi)。 吸入的空氣使罐內(nèi)的油蒸氣濃度減小， 加劇了油品的蒸發(fā)， 發(fā)油結(jié)束后，罐內(nèi)氣體空間壓力迅速回升，壓力升高至呼吸閥打開，呼出混合氣。 1 重慶科技學(xué)院 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2.1 設(shè)計(jì)目的 （ 1）計(jì)算該油罐在

16、14天內(nèi)每天的小呼吸損耗量及其累計(jì)；（ 2）分析由此得出什么樣的結(jié)論； （ 3）大呼吸損耗的計(jì)算； 2.2 設(shè)計(jì)依據(jù) 假設(shè)該油罐的其他情況不變， 一天只發(fā)生一次小呼吸損耗， 儲(chǔ)存的油品也不 變，只改變環(huán)境條件如表所示（溫度變?yōu)? 8 月份 12 日至 24 日每天的的日最低、 最高氣溫、日平均氣溫），即僅僅通過(guò)改變大氣溫度，計(jì)算該油罐在此 14 天內(nèi) 每天的小呼吸損耗量及其累計(jì)。并分析由此會(huì)得出什么樣的結(jié)論。 表 2-1 該地區(qū)的環(huán)境條件 時(shí)間 Tdmin Tdmax T1 T2 t d

17、 Py1 Py2 （℃） （℃） （ K） （ K） （℃） （ kg kmol ） ( kpa ) kpa ) 8 月 12 日 28 36 301 309 30 64.69 38 51 8 月 13 日 28 31 301 304 29 64.57 38 41.5 8 月 14 日 27 30 300 303 28 64.46 37.5 41 8 月 15 日 26 32 299 305 28 64.46 37 42 8 月 16 日 26

18、31 299 304 28 64.46 37 41.5 8 月 17 日 26 32 299 305 28 64.46 37 42 8 月 18 日 25 29 298 302 28 64.46 34 40.5 8 月 19 日 23 27 296 300 25 64.13 32 39 8 月 20 日 23 28 296 301 25 64.13 32 39.5 8 月 21 日 23 28 296 301 25 64.13 32 39.5 8 月 22

19、 日 23 29 296 302 25 64.13 32 40.5 8 月 23 日 24 30 297 303 26 64.24 32.5 41 8 月 24 日 24 29 297 302 26 64.24 32.5 40.5 8 月 25 日 23 29 296 302 25 64.24 32 40.5 2 重慶科技學(xué)院 小呼吸損耗及其特點(diǎn) 3 小呼吸損耗及其特點(diǎn) 油罐在沒(méi)有收發(fā)油作業(yè)的情況

20、下， 隨著外界氣溫、 壓力在一天內(nèi)的升降周期 變化，罐內(nèi)氣體空間溫度、油品蒸發(fā)速度、油氣濃度和蒸汽壓力也隨之變化。這 種排出石油蒸氣和吸入空氣的過(guò)程造成的油氣損失， 叫小呼吸損失。 油罐小呼吸 損耗具有如下特點(diǎn)。 3.1 油罐內(nèi)溫度的變化規(guī)律 油罐內(nèi)氣體空間晝夜溫度變化很大。白天氣體空間受鋼板的熱輻射，其溫度 高于油罐周圍大氣的溫度。 據(jù)實(shí)測(cè)，氣體空間的溫度在徑向是均勻一致的， 而在 縱向則不一致。白天上部高于下部，其差值可達(dá) 20~30℃；晚上，上下溫差為 5~10℃。油品表面層（約 0.5 m 范圍內(nèi)）受上部氣體空間影響，溫度

21、變化較大，白天油品表面層溫度比油品內(nèi)部溫度高， 晚上則相反。油品表面層和內(nèi)部的溫度差一般不超過(guò) 5℃。表面層晝夜溫度的變化值為其上部的氣體空間晝夜溫度變化值的 20%~40%。油品內(nèi)部的溫度基本上是均勻一致的，它在一天之內(nèi)的變化一般只有 1~3℃。大氣溫度和油罐內(nèi)氣體空間的溫度均按正弦曲線變化，它們同時(shí)達(dá) 到最大值和最小值。 從日出到正午這段時(shí)間內(nèi)升溫最快， 傍晚前降溫最快。白天，油罐氣體空間溫度顯著高于大氣溫度。 可以通過(guò)淋水降溫， 油罐淋水后氣體空間的晝夜溫差將大大減小。 圖 3.1

22、 淋水罐及不淋水罐氣體空間的晝夜溫度變化曲線 3.2 氣體空間中油品蒸氣濃度的分布規(guī)律 氣體空間中油品蒸氣濃度的徑向分布基本均勻，縱向則自上而下地增大。在 3 重慶科技學(xué)院 小呼吸損耗及其特點(diǎn) 油面上 0.7~1 m 的范圍內(nèi)，濃度顯著增大，且愈接近油面，濃度愈接近飽和值，這個(gè)大濃度層稱為擴(kuò)散層。 在此大濃度層以上的整個(gè)氣體空間， 油品蒸氣濃度較小，分布也比較均勻。 罐內(nèi)油品蒸氣的濃度晝夜之間也發(fā)生變化， 白天溫度高則濃度大，晚上溫度低則濃度小。

23、 4 重慶科技學(xué)院 小呼吸蒸發(fā)損耗計(jì)算公式 4 小呼吸蒸發(fā)損耗計(jì)算公式 4.1 蘇聯(lián)公式 蘇聯(lián)公式包括兩個(gè)：瓦廖夫斯基—契爾尼金公式 (4-1) 式和康士坦丁諾夫公式 (4-2) 式。瓦氏公式是一種適用于各種呼

24、吸損耗的通用公式，它是在三個(gè)假設(shè)條件的情況下推導(dǎo)出來(lái)的半理論半經(jīng)驗(yàn)公式。 康氏公式則是從溫度和油氣濃度的微量變化引起的罐內(nèi)空氣質(zhì)量變化入手， 采用積分求和的方法推導(dǎo)出來(lái)的半理論 半經(jīng)驗(yàn)公式。 瓦廖夫斯基—契爾尼金公式： G1 P1 Py1P2 Py2 Py y （4-1） V T2 P Py R T1 康士坦丁諾夫公式 : Py1 Py2 y 1 T2 G2 P Py1 （ 4-2 ） V T2 ln P2Py2 T1 T1 R

25、 式中： G1 、 G2 ——油罐日小呼吸損耗量， kg/d； V——油罐氣體空間體積， m3 ； P1 、 P2 ——狀體 1 和 2 時(shí)氣體空間絕對(duì)壓力 kPa； Py1 、 Py 2 ——?dú)怏w空間日最低溫度下油品的飽和蒸氣壓， kPa； y ——油蒸氣摩爾質(zhì)量， kg/kmol ； R——通用氣體常數(shù)； T1 、 T2 ——分別為氣體空間的日最低和最高溫度， K ； 4.2 美國(guó)公式 美國(guó)公式包括三個(gè)： API 理論公式 (4-3) 式，API 經(jīng)驗(yàn)

26、公式 (4-4) 式和美國(guó)環(huán) 保局 (EPA)經(jīng)驗(yàn)公式 (4-5) 式。API 理論公式是從混合氣中的空氣入手， 建立理想 氣體狀態(tài)方程， 導(dǎo)出由于溫度和濃度變化所引起的混合氣體積增量， 然后引入濃 度系數(shù)概念計(jì)算一次小呼吸損耗的油品體積。 API 經(jīng)驗(yàn)公式是一個(gè)純經(jīng)驗(yàn)的評(píng)價(jià)公式，依據(jù) 64 個(gè)靜止油罐的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) ( 小直徑罐除外 ) 回歸出小呼吸損耗關(guān)聯(lián)式，其依然存在一定的誤差。 EPA 經(jīng)驗(yàn)公式的推導(dǎo)過(guò)程和 API 經(jīng)驗(yàn)公式大致相似，公式形式也相似，不同點(diǎn)在于各系數(shù)的取值上。 5 重慶科技學(xué)院

27、 小呼吸蒸發(fā)損耗計(jì)算公式 V Py1 Py2 T2 T1 Py 2 Py1 Pa Pz （ 4-3） G3 K P y K 1380 8 y T1 Pa Pya Py 2 Pa Pya Py 2 K y Py 0.68 1. 73 0.51 0.5 (4-4) G4 0.024 365 K1 K 2 Pa Py D H T FpC 0.0226

28、 Py 0.68 G5 K 3 K4 y D1. 73H 0.51 T 0.5 F pC (4-5) P y 365 Pa 式中： K、 K1 、 K 3 、 K ——單位換算常數(shù)， K 取 51.6 ； K1 取 3.05 ； K3 取 8.71 ； K 取 9.59 ； K2 、 K 4 ——油品系數(shù)，

29、汽油 K 2 、 K 4 取 1，原油 K 2 取 0.58 ， K4 取 0.65 ； Py ——油品本體溫度下的真實(shí)蒸氣壓， kPa； H——?dú)怏w空間高度， m，包括罐頂部分的相當(dāng)高度； △ T——大氣溫度的平均日溫差，℃； Fp ——涂漆系數(shù)，取 1.0 ； C——小罐修正系數(shù)，當(dāng) D≥9.14 時(shí)， C=1； 4.3 日本資源能源廳公式 日本資源能源廳公式 (4-6) 式也是一個(gè)純經(jīng)驗(yàn)的評(píng)價(jià)公式，以大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)、分析，整理成包含各種主要因素的經(jīng)驗(yàn)公式。 2 / 3 y （ 4-6

30、 ） G6 0.024Vg K5 K 6 exp 0.039ta 273 t 22.4 273 式中： Vg ——油罐容積， m3 ； K5 、 K 6 ——油品系數(shù)， 汽油 K5 取 0.20 ， K 6 取 0.16 ，原油 K 5 取 16， K 6 取 12； t a ——大氣日平均溫度，℃； t ——排氣溫度，取氣體空間的平均溫度，℃； 4.4 中國(guó)石油化工 (CPCC)系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)公式 中國(guó)石油化工 (CPCC)系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)公式 (4-7) 式也是一個(gè)純經(jīng)驗(yàn)的評(píng)價(jià)公式，該公式

31、具有較大的局限性，是一個(gè)適用于本地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)公式。 6 重慶科技學(xué)院 小呼吸蒸發(fā)損耗計(jì)算公式 0.191 Py 1000 0.68 1.73 0.51 0.45 G7 365 y K c 100910 Py 1000 D H T FpC (4-7) 式中： y ——油蒸氣摩爾質(zhì)量， kg/kmol ； T ——每日大氣溫度變化的年平均值，℃； Kc——油品系數(shù)，汽油取 1，原油取 0.58 ；

32、 7 重慶科技學(xué)院 實(shí)例計(jì)算及結(jié)果分析 5 實(shí)例計(jì)算及結(jié)果分析 5.1 實(shí)例及數(shù)據(jù) 假設(shè)油罐的其他情況不變， 一天只發(fā)生一次小呼吸損耗， 儲(chǔ)存的油品也不變， 只改變環(huán)境條件如表

33、 3-1 所示（溫度變?yōu)?8 月份 12 日至 24 日每天的日最低、 最 高氣溫、日平均氣溫），即僅僅改變大氣溫度，計(jì)算該油罐在此 14 天內(nèi)每天的 小呼吸損耗量極其累計(jì)。并分析由此會(huì)得出什么樣的結(jié)論。 表 5-1 該地區(qū)的環(huán)境條件 Tdmin Tdmax T 1 T2 td Py1 Py2 時(shí)間 （℃） （℃） （ K） （ K） （℃） （ kg kmol ） ( kpa ) kpa ) 8 月 12 日 28 36 301 309 30

34、 64.69 38 51 8 月 13 日 28 31 301 304 29 64.57 38 41.5 8 月 14 日 27 30 300 303 28 64.46 37.5 41 8 月 15 日 26 32 299 305 28 64.46 37 42 8 月 16 日 26 31 299 304 28 64.46 37 41.5 8 月 17 日 26 32 299 305 28 64.46 37 42 8 月 18 日 25 29 298 30

35、2 28 64.46 34 40.5 8 月 19 日 23 27 296 300 25 64.13 32 39 8 月 20 日 23 28 296 301 25 64.13 32 39.5 8 月 21 日 23 28 296 301 25 64.13 32 39.5 8 月 22 日 23 29 296 302 25 64.13 32 40.5 8 月 23 日 24 30 297 303 26 64.24 32.5 41 8 月 24 日 24 2

36、9 297 302 26 64.24 32.5 40.5 8 月 25 日 23 29 296 302 25 64.24 32 40.5 8 重慶科技學(xué)院 實(shí)例計(jì)算及結(jié)果分析 5.2 公式的選用 對(duì)于三個(gè)半理論半經(jīng)驗(yàn)公式 ( 瓦氏公式，康氏公式， API 理論公式 ) ，它們的計(jì)算值和相對(duì)誤差都很接近， 而且誤差分布圖也非常相似。 因?yàn)檫@個(gè)公式選取的影響小呼吸損耗的主要因素都是 T1 ， T2 ，Py1，Py2。而且蘇聯(lián)的兩個(gè)公式計(jì)算結(jié)果非常接近， 但康氏公式比瓦氏公式計(jì)算誤差稍小些，

37、可知經(jīng)過(guò)微積分推導(dǎo)出來(lái)的公式較準(zhǔn)確些。如圖 5.1 所示。 圖 5.1 瓦式 (1) ，康氏 (2) ，API 理論公式 (3) 相對(duì)誤差分布圖 EPA 經(jīng)驗(yàn)公式和中石化系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)公式 (CPCC)計(jì)算的相對(duì)誤差比較接近，誤差分布圖大體相似。兩個(gè)公式在 1 月份相對(duì)誤差較低，其他月份相對(duì)誤差較高。但總體來(lái)說(shuō)， EPA 經(jīng)驗(yàn)公式優(yōu)于 CPCC 公式。如圖 5.2 所示。

38、 圖 5.2 EPA 經(jīng)驗(yàn)公式 (1) 和 CPCC 公式 (2) 相對(duì)誤差分布圖 API 經(jīng)驗(yàn)公式和日本資源能源廳公式計(jì)算的相對(duì)誤差比較接近，誤差分布圖 也大體相似，而且一年中相對(duì)誤差值相對(duì)于其他公式的相對(duì)誤差值都比較低， 計(jì)算結(jié)果比較準(zhǔn)確。但是在 1 月份的時(shí)候，計(jì)算值比實(shí)測(cè)值偏差很大。 從圖 5-3 可看出， API 經(jīng)驗(yàn)公式只有在 1 月和 7 月的時(shí)候相對(duì)誤差比日本資源能源廳公式 9 重慶科技學(xué)院 實(shí)例計(jì)算及結(jié)果分析 高，其他月份都低于日本資源能源廳公式?？傮w來(lái)說(shuō)， API 經(jīng)驗(yàn)公式優(yōu)于日本資源能源廳公式。如

39、圖 5.3 所示。 圖 5.3 API 經(jīng)驗(yàn)公式 (1) 和日本資源能源廳公式 (2) 相對(duì)誤差分布圖 因此， 一般來(lái)說(shuō)， EPA 經(jīng)驗(yàn)公式和 API 經(jīng)驗(yàn)公式適應(yīng)范圍比較廣， 計(jì)算誤 差值比較小，適用于各地區(qū)油罐小呼吸損耗的計(jì)算。因此，各地區(qū) 1 月份油罐 小呼吸損耗的計(jì)算公式建議采用 EPA 經(jīng)驗(yàn)公式，其他月份建議采用 API 經(jīng)驗(yàn)公式。 所以該實(shí)例選用 API 經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算該油罐在此 14 天內(nèi)每天的小呼吸損耗量極其累計(jì)。并由此得出小呼吸損耗與

40、環(huán)境溫度的關(guān)系。 5.3 計(jì)算結(jié)果與結(jié)論 由公式： G 0.024 K y K1K 2 Pa Py0 .68 D1.73H 0.51 T 0.5 FpC 代入相關(guān)數(shù)據(jù)得： 365 Py 0.68 0.68 G 0.002D1.73 H 0.51 T 0 .5 y Py q T 0 .5 y Py 101.3 Py 101.3 Py 式中： q 0.002D1. 73H 0.51 計(jì)算結(jié)果如表 5

41、-2 、表 5-3 所示 表 5-2 10 重慶科技學(xué)院 實(shí)例計(jì)算及結(jié)果分析 時(shí)間 8 月 12 8 月 13 8 月 14 8 月 15 8 月 16 8 月 17 8 月 18 損耗量 154.4q 83.43q 81.45q 116.57q 105.27q 116.57q 89.01q 表 5-3 時(shí)間 8 月 19 8 月 20 8 月 21 8 月 22 8 月 23 8 月 24 8 月 25

42、 損耗量 84.36q 96.67q 96.67q 105.89q 107.36q 96.82q 106.09q 因此，累計(jì)消耗量為 1440.56q，小呼吸蒸發(fā)損耗量與油罐存油量、空容量、油罐允許承受氣壓力以及溫度的變化有著密切關(guān)系。 溫差大，油品的小呼吸損耗就大，溫差小，油品的小呼吸損耗就少。油氣儲(chǔ)存過(guò)程中，當(dāng)溫度升高時(shí)，罐內(nèi)油氣體積膨脹，部分油氣蒸發(fā)出罐外，當(dāng)溫度降低時(shí)，罐內(nèi)油氣減少，罐外部分空氣進(jìn)入罐內(nèi)。另外，儲(chǔ)存溫度愈高，油氣蒸發(fā)愈嚴(yán)重。 環(huán)境溫度、罐內(nèi)氣相溫度、量油孔氣體流速的關(guān)系曲線圖：

43、 圖 5.4 環(huán)境溫度 - 罐內(nèi)氣相溫度 - 量油孔氣體流速 11 重慶科技學(xué)院 實(shí)例計(jì)算及結(jié)果分析 5.4 小呼吸損失的相關(guān)結(jié)論 主要有以下幾點(diǎn)： (1) 晝夜溫差變化。晝夜溫差變化愈大，小呼吸損失愈大。 (2) 油罐所處地區(qū)日照強(qiáng)度。日照強(qiáng)度愈大，小呼吸損失愈大。 (3) 儲(chǔ)罐越大，截面積越大，小呼吸損失越大。 (4) 大氣壓。大氣壓越低，小

44、呼吸損失越大。 (5) 油罐裝滿程度。油罐滿裝，氣體空間容積小，小呼吸損失小。 12 重慶科技學(xué)院 油罐的大呼吸 6 油罐的大呼吸 所謂大呼吸損耗， 亦謂之動(dòng)態(tài)損耗，

45、 是指在進(jìn)行油罐收發(fā)油作業(yè)時(shí)， 由于罐內(nèi)油品液位的升降而造成的損耗。 油罐收油時(shí)，油品液面上升→壓縮氣體空間→罐內(nèi)壓力升高， 當(dāng)氣體壓力增大呼吸閥的正閥值時(shí)， 呼吸閥打開， 油氣和空氣呼出罐外，造成損耗； 而當(dāng)油罐發(fā)油時(shí)， 油罐內(nèi)的油品液面降低→氣相空間增大→氣相空間壓力降低， 當(dāng)壓力下降到呼吸閥的負(fù)閥值時(shí)， 呼吸閥打開， 罐外空氣進(jìn)入罐內(nèi)，使得氣相空間的油蒸氣濃度降低，由于油面其油氣未飽和，又促使油品加速蒸發(fā)， 直至重新達(dá)到飽和。 在發(fā)油作用后， 罐內(nèi)壓力又逐漸上升，直至向罐外呼出含油氣體， 造成 油品損耗。 6.1 大呼吸蒸發(fā)損耗公式 瓦廖夫斯基 - 契爾尼

46、金公式 油罐收發(fā)作業(yè)時(shí)， 除了由于油面高度變化引起的呼吸損耗外， 還必然伴隨有由于 溫度和油氣濃度變化引起的呼吸損耗。 溫升階段收油時(shí)， 溫度變化將使實(shí)際呼出 量增加；溫降階段收油時(shí)將使實(shí)際呼出量減少。 在長(zhǎng)期的頻繁作業(yè)中， 二者相互 抵消，因而可以不考慮收發(fā)作業(yè)期間溫度和濃度的變化。 M y 1 Pa Pz Py V1 PaPya Py V2 Py y (6-8) T P Py R 式中 Pa—— 當(dāng)?shù)卮髿鈮海?kPa ； Pz—— 真空閥的控制壓力， kPa ；

47、 Py—— 油品本體體溫度下的真實(shí)蒸氣壓， kPa 或 1bf / in 2 ； V1 —— 狀態(tài) 1時(shí)油罐氣體空間容積， m3 ； Pya —— 壓力閥控制壓力， kPa ； V2 —— 狀態(tài) 2時(shí)油罐氣體空間容積， m3 y —— 油蒸氣摩爾質(zhì)量； R —— 通用氣體常數(shù)， R 8.314kJ / (kmol K ) T —— 氣體空間溫度， K P Pa Pz Pya / 2 (2)API 公式 1 13 重慶科技學(xué)院 油罐的大呼吸 API 油罐“大呼吸” 蒸發(fā)損耗公式是基于油罐毎進(jìn)一定體積油必然排出同體積混合

48、氣的假設(shè)導(dǎo)出的，并且再次引入混合氣濃度系數(shù) 1/Z 這一概念?；旌蠚鉂舛认禂?shù) 1/Z 指在飽和狀態(tài)下單位體積混合氣中所含油品的體積。 Vy K T K 2 Py V1 (6 -9) 4 y )K (690 式中 Vy —— 油罐收油作業(yè)的油品損耗量， m3 或 ft 3 KT —— 操作系數(shù)，取決于油罐周轉(zhuǎn)系數(shù) N，N<36時(shí)，K T 180 N ； N 36 6N 時(shí)， KT 1； K 2 —— 油品系數(shù)，汽油 K 2 1，

49、原油 K2 0.75 ； Py—— 油品蒸氣壓， Py ( Py1 Py1 ) / 2 ，kPa； y —— 油蒸氣摩爾質(zhì)量， kg/kmol ； K —— 單位換算常數(shù)， K 51.6 ； 3 3 V1 —— 油罐收油量， m 或 ft ； 5.8PVL KT (6 -10) F 6 10 式中 F —— 常壓時(shí)汽油儲(chǔ)罐年呼氣量。 m3/a； P —— 散裝溫度下液體的真實(shí)蒸汽壓， mmHg； VL —— 液體年泵入罐量， m3 /a； KT —— 周轉(zhuǎn)系數(shù)； (4) 美國(guó)環(huán)保局公式

50、 LW 0.24K1K 2 y Py KT (6 -11) 式中 LW —— 油罐收油作業(yè)蒸發(fā)損耗量， kg /10 m3 或 1b /10 3 gal ； K1 —— 單位換算系數(shù)，式中參數(shù)采用國(guó)際制單位時(shí)， K1 0.0658 ；采用 英制單位時(shí)， K1 1 ； K 2 —— 油品系數(shù)，汽油 K 2 1 ，原油 K 2 0.84 ； Py —— 油品蒸氣壓， Py (Py1 Py1) / 2， kPa； y —— 油蒸氣摩爾質(zhì)量， kg/kmol ； 14

51、重慶科技學(xué)院 油罐的大呼吸 KT 180 N KT—— 操作系數(shù)，取決于油罐周轉(zhuǎn)系數(shù) N， N 6N ； 36時(shí)， N 36時(shí) ， KT 1； (5) 日本資源能源廳公式 F2 1 y 1 0.16P K 2 exp(0.039 T ) (6-12) 100 273 t 22.4 273 式中 F2 —— 每立方米收油量的大呼吸損耗， kg / m3 ； P —— 油品的雷特蒸氣壓， kgf / cm2 ； K 2 —— 油品系數(shù)，汽油 K 2 1

52、6；原油 K 2 12 ； T —— 大氣日平均溫度，℃ y —— 油蒸氣摩爾質(zhì)量，汽油 y 68kg / kmol ，原油 y 49 kg / kmol ； t —— 排氣溫度，℃； (6) CPCC公式 LD W 4. 3 5 15 0P V KT KE (6-13) 式中 LDW —— 固定罐的年大呼吸損耗量， kg / a ； P —— 儲(chǔ)罐內(nèi)平均溫度下油品真實(shí)蒸氣壓， Pa ； V —— 油品年泵送入罐體積， m3 / a ； 3 —— 儲(chǔ)存油品的平均密度， t / m ； K T —— 周轉(zhuǎn)系數(shù)； K E

53、 —— 油品系數(shù)，（汽油取 1.0，原油取 0.75） 6.2 實(shí)例分析 油氣處理站共有 4 座 5 000 m3 原油儲(chǔ)罐，其中 3 座為凈化原油儲(chǔ)罐，一座 為事故原油儲(chǔ)罐， 4 座大罐通過(guò)大罐抽氣系統(tǒng)相連。以圖 5.4 為基礎(chǔ)，取每 1 h 內(nèi)的中間氣速為平均氣速，計(jì)算 1 h 內(nèi)逸出的氣體流量為： V/ 4 d 2 3600 式中： V ——逸出氣體實(shí)際狀態(tài)流量， m3 / h ； d ——量油孔直徑， m； v ——?dú)怏w流速， m/s。 15 重慶科技學(xué)院 油罐的大呼吸 量油孔氣體流速 -

54、逸出氣體流量關(guān)系曲線見圖 6.2 。 圖 6.2 量油孔氣體流速 - 氣體流量 由圖 6.2 的曲線可以看出，油罐逸出氣體流量變化很大，最低時(shí)需要補(bǔ)入 300 m3 / h ，而最多時(shí)逸出氣流量達(dá)到 630 m3 / h 。從 19 日 16∶00 時(shí)至 20 日 16∶00 時(shí)，該站生產(chǎn)的原油全部進(jìn) 2＃油罐，罐內(nèi)液位從 5 525 mm上升到 7 659 mm，折合產(chǎn)油約 900 t 。3＃罐

55、為原油外輸罐，液位從 3 702 mm 降為 2 542 mm， 折合外輸原油量約 490 t 。兩項(xiàng)相抵折合罐內(nèi)原油體積增加約 494 m3 。由于這 個(gè)處理站的 4 座儲(chǔ)罐是通過(guò)抽氣系統(tǒng)連接在一起的， 所以 2＃罐在液位上升過(guò)程 中排出的氣體首先補(bǔ)充進(jìn)了 3＃罐，多余部分才是真正排出了罐外，即大呼吸損 耗 494 m3 。由此可見，在 24 h 內(nèi)從大罐揮發(fā)逸出的氣體總體積為 4 575 m3 ， 由大呼吸造成的部分為 494 m3 ，只占總損耗量的 10.8%。 因此，大、小呼吸損耗中主要是小呼吸損耗。 6.3 大呼吸損失的相關(guān)結(jié)論

56、 （ 1) 油品性質(zhì) : 油品密度越小 , 輕質(zhì)餾分越多 , 越易汽化為氣態(tài) , 所以損耗就越大 ; 油品蒸汽壓越高 , 越不易由液態(tài)汽化為氣態(tài) , 所以損耗就越小 ; 沸點(diǎn)越低 , 說(shuō)明油品中輕組分含量越高 , 所以損失就越大。 (2) 收發(fā)油速度 : 進(jìn)油 , 出油速度越快 , 油品上層空間的壓力變化就越大 , 所以損失就越大。 (3) 罐內(nèi)壓力等級(jí) : 常壓敞口罐壓力等級(jí)低 , 所以遇到油品上層空間壓力稍有變化 , 就有油品蒸汽逸入大氣 , 所以大呼吸損耗就大 , 如儲(chǔ)罐耐壓程度增大 , 所以 油品上層空間壓力的變化不會(huì)使油品蒸發(fā)到大氣中, 所以大呼吸損耗就小 ,

57、 有關(guān) 16 重慶科技學(xué)院 油罐的大呼吸 資料數(shù)據(jù)表明 , 當(dāng)油罐如果密閉 , 耐壓程度達(dá)到 5Kpa 時(shí), 則是一般儲(chǔ)罐大呼吸損耗的 75%左右 , 如耐壓程度達(dá)到 26Kpa 時(shí), 則可基本上消除油罐的小呼吸損耗 , 并在一定程度上又降低了油罐的大呼吸損耗。 (4) 油罐的周轉(zhuǎn)次數(shù) : 油罐的周轉(zhuǎn)次數(shù)越多 , 即收發(fā)油越頻繁 , 則油品上層空間的壓力變化就越頻繁 , 所以大呼吸損失就越大。

58、 17 重慶科技學(xué)院 減小油罐的大、 小呼吸 7 減小油罐的大、小呼吸 油氣空間越大， 儲(chǔ)罐大呼吸和小呼吸排氣量增加。 外浮頂罐和內(nèi)浮頂罐采用浮頂與油面直接接觸，基本不存在氣體空間，大大減小了油罐的大小呼吸損耗。浮頂罐與固定罐相比，油品蒸發(fā)損耗減少 85%以上，還提高了儲(chǔ)罐的防火防爆能 力。固定罐采用

59、直接漂浮在液面上的撓性覆蓋層能減少固定罐的蒸發(fā)損失。 能降低固定罐蒸發(fā)損失 50%～80%。另外， 在相同的條件下， 油罐安裝呼吸閥擋板可減少蒸發(fā)損耗 20%～30%。 目前，使用效果較好的是采用浮頂和內(nèi)浮頂油罐。這兩類油罐的灌頂 ( 或浮 盤 ) 浮在液面上，隨油面升降，極大地減少了蒸發(fā)自由表面和氣體空間體積，因而具有非常好的降低蒸發(fā)損耗效果。 這不僅可以減小小呼吸損失 , 還能從基本上消除大呼吸損耗 , 目前采用最為廣泛的是浮頂油罐 , 這種油罐的罐頂 ( 或浮船 ) 浮在油面上 , 隨液位的變化而升降 , 從而可以極大地減少蒸發(fā)自由表面積和氣體空間體積 , 降低油

60、品的蒸發(fā)損耗 , 但 由于浮船和油品直接接觸 , 所以腐蝕比較嚴(yán)重 , 所以當(dāng)前研究動(dòng)向即采用其它覆 蓋在油品表面來(lái)降耗 , 其目的是尋找一種比重小 , 流動(dòng)性好 , 化學(xué)性能安全 , 不存在腐蝕 , 使用壽命長(zhǎng)的物質(zhì) , 使其覆蓋在油品上 , 隔絕油品和空氣的接觸 , 消除蒸發(fā)自由表面從而減小小呼吸損耗。 18 重慶科技學(xué)院 油品的蒸發(fā)損耗 8 油

61、品的蒸發(fā)損耗 8.1 油品的蒸發(fā)損耗的大小相關(guān)結(jié)論 油品的蒸發(fā)損耗屬于自然損耗， 蒸發(fā)是表面汽化現(xiàn)象， 液體中分子能量的分布是不均勻的， 有些分子的能量特別大， 是以克服分子間的吸引力而從液體表面逸出年，這就是蒸發(fā)現(xiàn)象。這種損耗的大小主要有以下結(jié)論。 （ 1）油品的溫度及壓力的影響：溫度越高或壓力越低，則蒸發(fā)量就越大；反之則少。 （ 2）油罐的結(jié)構(gòu)形式及油罐液面蒸發(fā)面積的影響，當(dāng)油罐抗壓能力強(qiáng)及油罐蒸 發(fā)液面小，則蒸發(fā)的量就小。 反之，抗壓能力小，油罐蒸發(fā)液面達(dá)， 蒸發(fā)量就大。 （ 3）蒸發(fā)損失與罐內(nèi)液面上空間的氣體流通情況，以及空氣中含蒸發(fā)氣體

62、的多少等有關(guān)。當(dāng)液面上氣體的流動(dòng)速度快和空氣中含蒸發(fā)氣體少，則蒸發(fā)量加快。 （ 4）蒸發(fā)損失與油罐的操作有很大關(guān)系，在操作中油位變化頻繁，則加速蒸發(fā)損失。 8.2 減少蒸發(fā)損耗的對(duì)策 油氣蒸發(fā)損耗是緩慢而持續(xù)進(jìn)行的， 而且這種損耗形式表現(xiàn)得非常隱蔽。 加之管理部門對(duì)油氣的蒸發(fā)損耗沒(méi)有明確要求和指標(biāo)約束， 損耗量的大小常常被計(jì)量誤差所掩蓋。 因而不易引起人們的關(guān)注， 近年來(lái)原油價(jià)格暴漲， 人們對(duì)原油運(yùn)輸、加工、儲(chǔ)存過(guò)程中的損耗日漸重視， 因此減少或回收油品儲(chǔ)存過(guò)程中的蒸發(fā)損耗顯得非常重要。 8.2.1 優(yōu)化操作，降低損耗 操作中盡量將油品集中儲(chǔ)

63、存， 不要分散在許多油罐中， 這樣可減少氣體空間的總體積。如將 lO00m 的汽油，儲(chǔ)存于設(shè)計(jì)能力為 1200m 的油罐內(nèi)，蒸發(fā)表面積為 89m ，每月蒸發(fā)損失為 574 kg；若分別儲(chǔ)存于設(shè)計(jì)能力為 400 m 的三個(gè)油罐內(nèi)，蒸發(fā)表面積為 135m，每月?lián)p失 872 kg；蒸發(fā)損失為前一種情況的 1．52倍。在溫度發(fā)生變化時(shí)就可以降低小呼吸損耗。 油罐的量油取樣作業(yè)盡可能在清晨或傍晚進(jìn)行。 因?yàn)檫@時(shí)沒(méi)有溫度的急劇升降， 且油罐內(nèi)外的溫度和壓力比較接近，打開量油孔不會(huì)有嚴(yán)重的呼吸現(xiàn)象。 上下游裝置問(wèn)采用直供料減少中間產(chǎn)品儲(chǔ)量；產(chǎn)品采用在線調(diào)和出廠， 減少調(diào)和倒罐次數(shù)； 在保證生產(chǎn)安全前提下最大

64、程度降低庫(kù)存。 19 重慶科技學(xué)院 油品的蒸發(fā)損耗 8.2.2 選用反射效應(yīng)大的油罐涂料 油罐外表涂料對(duì)罐內(nèi)溫度影響很大。 據(jù)對(duì)同樣大小容積的銀灰色、 綠色、天 藍(lán)色、黑色的 4 個(gè) 50m 的臥式油罐同時(shí)測(cè)定罐內(nèi)溫度，結(jié)果分別為 11℃ 、 14．7℃ 、20． 3℃ 、30℃ ；又同樣在上述四種不同顏色的臥式油罐中裝滿汽油儲(chǔ)存一年后，其蒸發(fā)損失分別為 460kg、550kg、590kg、680kg。銀灰色油罐蒸發(fā)損耗率為 1．3％ ，而黑色油罐的蒸發(fā)損耗率為 1．9％ 以上。 4．3 淋水降溫 陽(yáng)光輻射的 80％，是

65、通過(guò)罐頂導(dǎo)入罐體，經(jīng)測(cè)定，罐頂淋水降溫可降耗 20％ ， 但淋水不能時(shí)淋時(shí)停， 否則罐內(nèi)溫度會(huì)忽高忽低， 小呼吸次數(shù)增加， 非但不能降 耗，反而會(huì)加大損耗。同時(shí)應(yīng)注意淋水造成設(shè)備腐蝕。 8.2.3 采用壓力儲(chǔ)罐 目前，廣泛采用的是具有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的立式圓柱形拱頂罐， 其承壓能力， 大容積罐可提高到 10kPa 到 20kPa，小容積罐可提高到 30kPa 到 40kPa。 8.2.4 安裝呼吸閥擋板 在呼吸閥下端安裝擋板， 使油罐內(nèi)部空問(wèn)蒸氣分層。 當(dāng)油罐吸入新鮮空氣通過(guò)擋板時(shí)，該氣體被分散在罐頂部四周； 呼出油蒸氣時(shí)， 首先將上

66、層濃度較小的油蒸氣從呼吸閥呼出， 從而減少蒸發(fā)損失。 有資料表明，安裝呼吸閥擋板的油罐，可減少油品蒸發(fā)損耗 20％ ～30％ 。 8.2.5 拱頂罐增加氮封 將氮?dú)獬涮钤诠潭斢凸薜挠蜌饪臻g， 這時(shí)因氮?dú)獾拿芏刃∮谟蜌舛≡谟? 氣之上，從而形成氮封，阻止油氣泄漏，可以減少油品蒸發(fā)損耗 98％左右，并且能夠防止油罐內(nèi)氣體爆炸， 而對(duì)儲(chǔ)存油品的性質(zhì)沒(méi)有任何影響。 氮封用的氮?dú)馔ㄟ^(guò)管道輸入固定頂油罐的油氣空間， 氮?dú)鈮毫?yīng)根據(jù)油罐的耐壓程度而定， 盡量降低壓力。 當(dāng)?shù)獨(dú)鈮毫_(dá)到設(shè)定值時(shí)， 自動(dòng)停止供給。 為了保證油罐內(nèi)壓力平衡和保證油罐安全， 油罐頂部安裝呼吸閥。 呼吸閥負(fù)壓時(shí)吸人空氣， 正壓時(shí)排出氣體。排出的氣體可直接排人大氣或與氮?dú)饣厥障到y(tǒng)連接進(jìn)行回收。 氮封系統(tǒng)可單罐運(yùn)行也可同時(shí)控制幾個(gè)罐， 這樣更加經(jīng)濟(jì)合理。 油罐之間用管線連接， 管線上安裝單向閥，以防倒流，油罐之間互不影響。為防止火災(zāi)事故殃及其他儲(chǔ)罐，一般在罐間安裝阻火器。 20 重慶科技學(xué)院 油品的蒸發(fā)損耗