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原油庫的油品損耗及其控制

文檔作者：張燈貴王英波鮑時(shí)付王新增文檔來源：中石化管道儲運(yùn)分公司黃島油庫		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年06月15日
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?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? 油?? 氣?? 儲?? 運(yùn)?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? 2005 年??
節(jié)能環(huán)保
原油庫的油品損耗及其控制
張燈貴* ?? 王英波?? 鮑時(shí)付?? 王新增
( 中石化管道儲運(yùn)分公司黃島油庫)
張燈貴?? 王英波等: 原油庫的油品損耗及其控制, 油氣儲運(yùn), 2005, 24( 3) 46~ 48。
?? ?? 摘?? 要?? 介紹了原油在儲運(yùn)過程中形成損耗的幾種形式, 闡述了蒸發(fā)損耗的形成過程、測量方
法及相應(yīng)的計(jì)算公式, 分析了大氣溫度對儲油罐內(nèi)油氣的溫度和濃度及原油損耗率的影響, 指出了
降低原油蒸發(fā)損耗的幾種措施。
?? ?? 主題詞?? 原油儲罐?? ?? 油品蒸發(fā)?? ?? 損耗?? ?? 影響因素?? ?? 措施
一、原油損耗的形式
?? ?? 原油在存儲和運(yùn)輸過程中, 導(dǎo)致油品損耗的原
因有很多, 一般分為漏損、混油損失、蒸發(fā)損耗三種,
其中蒸發(fā)損耗最為嚴(yán)重。
1、?? 漏?? 損
原油漏損是指油罐或管道的破損泄漏、輸油泵
閥門盤根填壓得不嚴(yán)或連接不嚴(yán)泄漏、油罐加熱盤
管穿孔或管道腐蝕穿孔、清罐或清管、以及大罐放水
時(shí)帶油等原因?qū)е掠土繐p失。
2、?? 混油損失
混油損失是指由于倒錯流程、同一儲油罐存放
不同品種的原油、管道的順序輸送、油品置換等都會
產(chǎn)生一部分混油。混油不僅會造成油品數(shù)量的損
失, 而且還會造成油品質(zhì)量的損失。
3、?? 蒸發(fā)損耗
原油的蒸發(fā)損耗是在原油儲運(yùn)過程中損耗量最
大和最常見的, 因蒸發(fā)而損耗的輕質(zhì)油餾分不僅會
污染環(huán)境、形成不安全隱患, 而且還會浪費(fèi)能源、造
成經(jīng)濟(jì)上的損失。
二、原油蒸發(fā)損耗的測定
?? ?? 原油的蒸發(fā)損耗量可以通過以下方法進(jìn)行
測定。
1、?? 量油法
量油法是通過測量油罐油面的高度、油品的密
度和溫度而得出蒸發(fā)損耗的數(shù)量, 其公式為:
?? G = F(H 1 ??1– H 2 ??2 ) ( 1)
式中?? ??G ?? ?? ?? 儲油過程中的蒸發(fā)損耗量, kg;
?? ?? ?? F ?? ?? ?? 儲油罐的橫截面積, m2 ;
?? ?? ?? H 1 ?? ?? ?? 儲油開始時(shí)的油品液位, m;
?? ?? ?? H 2 ?? ?? ?? 儲油一段時(shí)間后的油品液位, m;
?? ?? ?? ??1 ?? ?? ?? 儲油開始時(shí)的油品密度, kg/ m3 ;
?? ?? ?? ??2 ?? ?? ?? 儲油一段時(shí)間后的油品密度,
kg/ m3。
2、?? 量氣法
量氣法是采用氣體流量計(jì)測出油罐呼出的氣體
體積( V ) , 采用氣體分析儀測出呼出的油氣濃度
(C) , 根據(jù)油氣的密度( ??) 得出蒸發(fā)損耗的數(shù)量
( ??G ) 。其公式為:
?? G = V C ?? ( 2)
三、原油蒸發(fā)損耗的計(jì)算
?? ?? 油罐在儲油時(shí), 罐內(nèi)油面以上的空間充滿了混
合氣體, 隨著氣體空間內(nèi)溫度和壓力的變化, 混合氣
參?? 考?? 文?? 獻(xiàn)
1, ?? 程?? 林: 換熱器內(nèi)流體誘導(dǎo)振動, 科學(xué)出版社( 北京) , 200l 年。
2, ?? 吳金星等: 管殼式換熱器失效分析、預(yù)防及在線檢測, 壓力容器,
2001, 18( 6) 57~ 60。
3, ?? 程緒賢等: 金屬的焊接與切割, 石油大學(xué)出版社( 山東) , 1995。
4, ?? 孫曉峰等: 管殼式換熱器的腐蝕與防護(hù)分析, 化工裝備技術(shù),
1997, 18( l) 52~ 55。
( 收稿日期: 2004??06?? 11)
編輯: 仇?? 斌
?? * 266500, 山東省青島市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)油港一路3 號; 電話: ( 0532) 6832209。
46
體內(nèi)的油氣濃度也不同, 油品溫度增高時(shí), 油面蒸發(fā)
速度加快, 更多的輕質(zhì)餾分分子進(jìn)入氣體空間, 促使
混合氣濃度增高。當(dāng)氣體空間的壓力減小時(shí), 油面
所受的壓力也減小, 油品的蒸發(fā)速度加快, 氣體空間
的油品蒸發(fā)溫度也相應(yīng)提高, 直到飽和狀態(tài)。若這
種混合氣體溢出罐外就造成了油品的蒸發(fā)損耗。
1、?? 大呼吸損耗
大呼吸損耗是指當(dāng)油罐在收油時(shí), 油液位不斷
上升, 罐內(nèi)氣體受到壓縮而使壓力升高, 使得呼吸閥
打開, 混合氣體將隨著液面的不斷升高而排除罐外,
造成損耗; 當(dāng)油罐在發(fā)油時(shí), 由于液位不斷下降, 使
氣體空間的容積不斷增大, 壓力減小, 當(dāng)壓力下降到
呼吸閥的控制值時(shí), 呼吸閥打開, 油罐吸入空氣, 使
得氣體空間的油品蒸氣濃度下降, 促使油面進(jìn)一步
的蒸發(fā), 在結(jié)束發(fā)油后, 罐內(nèi)壓力又逐漸上升, 直至
向罐外呼出氣體, 造成原油損耗。
?? ?? 地面油罐對于! 大呼吸?造成的損耗量可以按式
( 3) 進(jìn)行計(jì)算。
?? Gb = ??V C ??Z ( 3)
式中?? ??Gb ?? ?? ?? 一次大呼吸損耗量, kg;
?? ?? ?? ??V ?? ?? ?? 油罐呼出的混合氣體體積, m3 ;
?? ?? ?? C ?? ?? ?? 油蒸氣的平均體積濃度;
?? ?? ?? ??Z ?? ?? ?? 油蒸氣的密度, kg/ m3。
若??V= 0, 即無氣體空間就不會產(chǎn)生大呼吸閥
損耗, 浮頂油罐在浮船未落地時(shí), 基本可以消除油品
的大呼吸損耗。
2、?? 小呼吸損耗
小呼吸損耗是指油品在罐內(nèi)靜存儲時(shí), 由于罐
內(nèi)氣體空間溫度的晝夜升降變化引起的罐內(nèi)氣體的
膨脹和收縮, 導(dǎo)致油品蒸氣溢出罐外造成的損耗。
其損耗量的計(jì)算式#1?如下:
?? ?? ??Gs = V ( 1 - C1 )P1 / T1 - ( 1 - C2 ) P2 / T2
% C/ ( 1- C) M/ R ( 4)
C =
C1 + C2
2
M = 60+ 0. 3tn + 0. 001 t n
2
tn = t HK - 30
式中?? ??Gs ?? ?? ?? 一次小呼吸損耗量, kg ;
?? ?? ?? V ?? ?? ?? 油罐氣體空間的體積, m3 ;
?? ?? ?? C1 ?? ?? ?? 呼吸開始時(shí)混合氣體中油蒸氣的體
積濃度;
?? ?? ?? C2 ?? ?? ?? 呼吸結(jié)束時(shí)混合氣體中油蒸氣的體
積濃度;
?? ?? ?? P1 ?? ?? ?? 呼吸開始時(shí)罐內(nèi)混合氣體的壓力,
MPa;
?? ?? ?? P2 ?? ?? ?? 呼吸結(jié)束時(shí)罐內(nèi)混合氣體的壓力,
MPa;
?? ?? ?? T1 ?? ?? ?? 呼吸開始時(shí)罐內(nèi)混合氣體的絕對溫
度, K;
?? ?? ?? T2 ?? ?? ?? 呼吸結(jié)束時(shí)罐內(nèi)混合氣體的絕對溫
度, K;
?? ?? ?? C ?? ?? ?? 油蒸氣的平均體積濃度;
?? ?? ?? R ?? ?? ?? 通用氣體常數(shù),
取8. 315 J/ ( K mo l) ;
?? ?? ?? M ?? ?? ?? 油蒸氣的平均分子量, g/ mol;
?? ?? ?? tn ?? ?? ?? 油蒸氣各餾分的平均沸點(diǎn)溫度, &amp;amp; ;
?? ?? ?? tH K ?? ?? ?? 原油初餾點(diǎn), &amp;amp; 。
3、?? 自然通風(fēng)損耗
自然通風(fēng)造成的油品損耗量的計(jì)算式為:
?? Gw = 86 400Q C ??Z ( 5)
Q = f 2gH ( ??h - ??k ) / ??h
1/ 2
式中?? ??Gw ?? ?? ?? 油品自然通風(fēng)損耗量, kg/ d;
?? ?? ?? Q ?? ?? ?? 混合氣體逸出量, m3 / s;
?? ?? ?? ??Z ?? ?? ?? 油蒸氣的密度, kg/ m3 ;
?? ?? ?? ?? ?? ?? 通風(fēng)孔氣體流量校正系數(shù);
?? ?? ?? f ?? ?? ?? 通風(fēng)孔面積, m2 ;
?? ?? ?? H ?? ?? ?? 兩孔間的垂直距離, m;
?? ?? ?? ??h ?? ?? ?? 混合氣體的密度, kg/ m3 ;
?? ?? ?? ??k ?? ?? ?? 空氣的密度, kg/ m3 ;
?? ?? ?? g ?? ?? ?? 重力加速度, m/ s2。
四、大氣溫度對蒸發(fā)損耗的影響
?? ?? 對于立式地面金屬罐而言, 白天隨著大氣溫度
不斷上升, 罐體的鋼板吸收輻射熱后溫度上升很快,
罐內(nèi)氣體空間的溫度也隨之上升, 氣體空間的溫度
一般在每天日照時(shí)間14 ? 00 ~ 15 ? 00 達(dá)到最大
值, 之后隨著日照強(qiáng)度的減弱, 溫度也隨著下降, 其
變化趨勢見圖1。
罐內(nèi)油氣溫度升高會引起油氣濃度的變化, 并
且油氣濃度是在一定范圍內(nèi)波動的( 見圖2) 。
油罐內(nèi)油品損耗率與油氣的排除量和油氣濃度
有關(guān), 并且隨著油氣排除量和油氣濃度的增加而增
大, 其變化趨勢見圖3。
第 24 卷第 3 期?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? 張燈貴等: 原油庫的油品損耗及其控制?? ?? ?? ?? ?? ?? 47
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圖1 ?? 罐內(nèi)氣體空間溫度與大氣溫度的變化曲線
圖2 ?? 油氣濃度的變化曲線
圖3 ?? 油品損耗率的變化曲線
五、降低原油蒸發(fā)損耗的措施
?? ?? 由于油罐的類型、儲存原油的種類和油罐的作
業(yè)頻繁程度等的不同, 造成油品蒸發(fā)損耗的數(shù)量也
不同, 為此, 通常采取以下幾種措施來降低油品的蒸
發(fā)損耗。
1、?? 合理安排運(yùn)行方式
( 1) 定期檢查罐頂?shù)拿芊鉅顩r, 使油罐呼吸閥正
負(fù)壓適度, 呼吸正常; 在同時(shí)具有浮頂罐和拱頂罐
時(shí), 應(yīng)優(yōu)先使用浮頂罐進(jìn)行收發(fā)油作業(yè)。
( 2) 嚴(yán)格控制罐內(nèi)原油的加熱溫度, 以降低油品
蒸氣壓, 減少油量的損耗。
( 3) 盡量使同品種的原油集中儲存, 并且在條件
允許時(shí), 盡可能使罐內(nèi)油品保持較高液位。
( 4) 在油罐進(jìn)油操作時(shí), 應(yīng)盡量在降溫時(shí)作業(yè)。
由于在降溫時(shí)罐內(nèi)氣體因溫降而收縮, 使蒸氣分子
凝結(jié)加快或蒸發(fā)減慢, 因此進(jìn)油時(shí)罐內(nèi)排除的氣體
量必然少于進(jìn)油量, 致使損耗量比升溫時(shí)大量減少。
另外, 在油罐進(jìn)油時(shí)應(yīng)盡量加大泵的排量, 使油品在
進(jìn)油過程中來不及大量蒸發(fā), 從而減少損耗。同時(shí),
在安排油罐進(jìn)油時(shí), 應(yīng)優(yōu)先安排剛排空的儲罐。
( 5) 在油罐發(fā)油操作時(shí), 作業(yè)應(yīng)進(jìn)行得慢些, 這
樣可使罐內(nèi)氣體濃度下降較為緩慢, 以避免或減少
發(fā)油結(jié)束后出現(xiàn)回逆呼出損耗, 因此可以在呼吸閥
的底部安裝呼吸閥擋板, 使氣流折向罐壁, 避免直沖
油面, 從而減少油面蒸發(fā)。
( 6) 在長輸管道上, 采用! 從泵到泵?的密閉輸送
工藝, 取消中間站的緩沖罐, 這樣能夠消除中間站油
罐的大小呼吸閥損耗。
2、?? 降低罐內(nèi)氣體的溫度
( 1) 對地面金屬油罐的罐頂進(jìn)行淋水降溫, 讓冷
卻水帶走罐體所吸收的太陽輻射熱。
( 2) 正確選擇罐頂和罐壁涂料的顏色, 可以減少
太陽輻射熱的吸收和罐內(nèi)氣體溫差的變化, 進(jìn)而減
少蒸發(fā)損耗。涂料以白色或鋁灰色最好。
( 3) 對地面金屬油罐采取絕熱措施, 可在罐頂和
罐壁上安裝反射絕熱裝置( 如裝兩層石棉水泥板) 或
安裝一定厚度的保溫層, 以降低罐內(nèi)氣體溫度變化,
減少小呼吸閥損耗。
( 4) 采用地下油罐可以消除小呼吸閥損耗。
3、?? 減少油罐的氣體空間和回收油品蒸氣
減少油罐氣體空間的方法有, 建造浮頂油罐, 以
最大限度地解決大小呼吸損耗問題, 也可將微球覆
蓋層浮在油面上來隔絕空氣。
回收油品蒸氣是將套頂罐、球形氣囊罐與儲存
相同油品的油罐氣體空間用管道連接, 這樣可以在
很大程度上減少大小呼吸閥的損耗, 防止污染空氣。
4、?? 提高油罐的承壓能力
對金屬拱頂罐而言, 提高油罐的承壓能力是通
過提高鋼材與焊接工藝的強(qiáng)度#2?
, 使其能夠超過油
品在儲存溫度下的飽和蒸氣壓, 從而達(dá)到減少小呼
吸損耗的作用。
參?? 考?? 文?? 獻(xiàn)
1, ?? 潘丕武等: 石油計(jì)量技術(shù)基礎(chǔ), 海洋出版社( 北京) , 2001。
2, ?? 中國石油天然氣總公司勞資局編: 綜合計(jì)量工, 石油工業(yè)出版社
( 北京) , 1998。
( 收稿日期: 2004??03?? 25)
編輯: 仇?? 斌
48 油?? 氣?? 儲?? 運(yùn)?? ?? 2005 年??
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作?? 者?? 介?? 紹
喬國發(fā)?? 1975 年生, 1998 年畢業(yè)于石油大學(xué)( 山東) 石油工程專業(yè), 2001 年畢業(yè)于石油大學(xué)( 山東) 油氣井工
程專業(yè), 獲碩士學(xué)位, 現(xiàn)在石油大學(xué)( 山東) 油氣儲運(yùn)工程專業(yè)攻讀博士學(xué)位。
侯?? 磊?? 高級講師, 1966 年生, 1988 年畢業(yè)于石油大學(xué)( 山東) 石油儲運(yùn)專業(yè), 2001 年畢業(yè)于石油大學(xué)( 山
東) 石油儲運(yùn)專業(yè), 獲碩士學(xué)位, 現(xiàn)在石油大學(xué)( 北京) 攻讀博士學(xué)位。
宋?? 磊?? 高級工程師, 1969 年生, 1992 年畢業(yè)于石油大學(xué)( 山東) 石油儲運(yùn)專業(yè), 現(xiàn)在中國石油蘭州石化分公
司生產(chǎn)處從事化工生產(chǎn)管理工作。
儲小燕?? 1979 年生, 2000 年畢業(yè)于南京工業(yè)大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院安全工程專業(yè), 現(xiàn)在南京工業(yè)大學(xué)機(jī)
械與動力工程學(xué)院攻讀碩士學(xué)位, 主要從事管道的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)與完整性評定的研究工作。
尚長印?? 高級工程師, 1956 年生, 1979 年畢業(yè)于蘭州石油學(xué)校工業(yè)自動化專業(yè), 現(xiàn)任陜西省天然氣有限責(zé)任
公司副總經(jīng)理, 從事生產(chǎn)運(yùn)行管理工作。
王?? 岳?? 教授, 1962 年生, 1984 年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)油氣儲運(yùn)工程專業(yè), 1993 年畢業(yè)于東北大學(xué)熱
能工程系, 獲碩士學(xué)位, 現(xiàn)任遼寧石油化工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院副院長, 主要從事油氣儲運(yùn)工藝技術(shù)
的研究及教學(xué)工作。
彭忍社?? 高級工程師, 1960 年生, 1982 年畢業(yè)于河北地質(zhì)學(xué)院探礦工程專業(yè), 現(xiàn)在中國石油西氣東輸管道分
公司工程技術(shù)處從事管道工程技術(shù)管理工作。
田艷玲?? 助理工程師, 1976 年生, 1999 年畢業(yè)于西南石油學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專業(yè), 現(xiàn)在中國石油天然氣管
道科學(xué)研究院從事機(jī)械設(shè)備研究和鋼管防腐施工工作。
李?? 彬?? 助理工程師, 1976 年生, 1998 年畢業(yè)于西南石油學(xué)院油氣儲運(yùn)工程專業(yè), 2004 年畢業(yè)于西南石油
學(xué)院油氣儲運(yùn)工程專業(yè), 獲碩士學(xué)位, 現(xiàn)在中國石油天然氣股份有限公司勘探與生產(chǎn)分公司天然氣
處工作。
王鴻膺?? 講師, 1973 年生, 1994 年畢業(yè)于石油大學(xué)( 山東) 石油儲運(yùn)專業(yè), 1998 年獲該專業(yè)碩士學(xué)位, 現(xiàn)在石
油大學(xué)( 山東) 儲運(yùn)教研室從事油庫設(shè)計(jì)及油氣田集輸技術(shù)的教學(xué)和科研工作。
杜堅(jiān)強(qiáng)?? 工程師, 1969 年生, 1992 年畢業(yè)于石油大學(xué)( 山東) 石油儲運(yùn)專業(yè), 現(xiàn)在勝利油田東勝精攻石油開
發(fā)集團(tuán)有限責(zé)任公司從事管理工作。
李永強(qiáng)?? 工程師, 1973 年生, 1996 年畢業(yè)于石油大學(xué)( 山東) 石油天然氣儲運(yùn)工程專業(yè)?，F(xiàn)在中石化管道儲
運(yùn)分公司濰坊輸油處生產(chǎn)技術(shù)科從事技術(shù)管理工作。
楊寶山?? 工程師, 1972 年生, 1994 年畢業(yè)于山東工業(yè)大學(xué)內(nèi)燃機(jī)專業(yè), 現(xiàn)任勝利油田海洋石油開發(fā)公司副總
工程師。
張燈貴?? 工程師, 1975 年生, 1998 年畢業(yè)于西安石油學(xué)院工業(yè)管理工程專業(yè), 現(xiàn)在中石化管道儲運(yùn)分公司黃
島油庫從事生產(chǎn)技術(shù)管理工作。
王振洪?? 工程師, 1974 年生, 1996 年畢業(yè)于西南石油學(xué)院油氣儲運(yùn)專業(yè), 現(xiàn)在河南油田油建公司從事技術(shù)管
理工作。
朱?? 波?? 講師, 1959 年生, 1982 年畢業(yè)于鄭州糧食學(xué)院機(jī)械系, 現(xiàn)在江蘇科技大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院從事
工程圖學(xué)教學(xué)及非開挖設(shè)備研究工作。
聶世全?? 高級工程師, 1961 年生, 1983 年畢業(yè)于中國人民解放軍后勤工程學(xué)院油料儲運(yùn)專業(yè), 現(xiàn)在中國人民
解放軍蘭州軍區(qū)聯(lián)勤部物資油料部從事油庫技術(shù)、安全管理工作。
陶宏偉?? 工程師, 1972 年生, 1994 年畢業(yè)于西南石油學(xué)院油氣儲運(yùn)專業(yè), 現(xiàn)在中國石油西南分公司輸氣管理
處從事技術(shù)管理工作。

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