1、重慶科技學(xué)院油氣儲存技術(shù)課程設(shè)計報告學(xué) 院:石油與天然氣工程學(xué)院 專業(yè)班級:油氣儲運工程設(shè)計地點（單位） 重慶科技學(xué)院石油科技大樓 K802設(shè)計題目：某中轉(zhuǎn)原油庫工藝設(shè)計一呼吸損耗量的確定及降耗措施指導(dǎo)教師評語：成績（五級記分制）：指導(dǎo)教師（簽字）：摘要石油是國家的重要戰(zhàn)略物資，它產(chǎn)量的增減關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)的增減，但在原油的儲 存中存在損耗，同樣給經(jīng)濟(jì)帶來了損耗。本文通過了對某中轉(zhuǎn)原油庫的油品呼吸損耗帶 來的嚴(yán)重后果及危害進(jìn)行了闡述，分析了其產(chǎn)生原因及各種影響因素 一并對自然通風(fēng)損 耗、大呼吸損耗、小呼吸損耗所造成的油品損耗進(jìn)行了分析，采用了兩種罐的呼吸損耗 量計算方法，計算了油品呼吸損耗量，并

2、進(jìn)行了對比，根據(jù)其經(jīng)濟(jì)性選擇了浮頂油罐儲 存原油產(chǎn)品，最后提出了相應(yīng)的降低油品蒸發(fā)損耗的措施。 ？ 關(guān)鍵詞：呼吸損耗 浮頂油罐 計算損耗量 措施目錄1引言 02設(shè)計說明書 1設(shè)計目的 1設(shè)計依據(jù)（任務(wù)書所給基礎(chǔ)數(shù)據(jù)） 13油品呼吸損耗概述 1油品呼吸損耗帶來的危害 1引起油品呼吸損耗的原因 24油罐類型的選擇及數(shù)量的確定 35油庫呼吸損耗計算方法 4固定罐蒸發(fā)損耗計算方法 4固定頂油罐的“小呼吸”蒸發(fā)損耗 4固定頂油罐的大呼吸損耗 8浮頂罐呼吸損耗的計算方法 1010 錯誤！未定義書簽。6損耗量計算 14固定頂罐呼吸損耗量計算 14 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。浮頂罐呼吸損耗量的計算

3、 15浮頂罐的靜止儲存損耗 15 錯誤！未定義書簽。固定頂罐與浮頂罐呼吸損耗比較 167降低油品蒸發(fā)損失的措施 16降低油罐內(nèi)外溫差的措施 16提高油罐的承壓能力 17消除液面上的氣體空間 17設(shè)置呼吸閥擋板 17收集和回收油蒸氣 17加強(qiáng)管理改進(jìn)操作措施 188結(jié)論 189參考文獻(xiàn) 18附圖1罐區(qū)工藝流程圖1引言石油及其產(chǎn)品一般都具有揮發(fā)性，使一部分物料散逸到油品上方的氣體空間中造成 損失。油品的成分越輕揮發(fā)性越強(qiáng)，如汽油的揮發(fā)性就較強(qiáng)。而溫度越高通風(fēng)情況越好 也會加劇揮發(fā)，因而在油品倉儲過程中，蒸發(fā)損耗是一直在發(fā)生的。油品蒸發(fā)損耗是油 品倉儲過程中最主要的損失，一般占到油品倉儲損耗的70姒

4、上。有數(shù)據(jù)顯示，全世界每年因為油品蒸發(fā)損耗而散失于大氣中的數(shù)量約有 1億噸。石油及其產(chǎn)品主要由碳、氫兩種元素組成，是由多種碳?xì)浠衔锝M成的混合物，其中 不乏含有C5以下的輕組分，且這些輕組分具有很強(qiáng)的揮發(fā)性。由于受到工藝技術(shù)及設(shè)備 的限制，不可避免地會有一部分較輕的液態(tài)組分汽化，造成不可回收的損失，這種現(xiàn)象 稱為油品的蒸發(fā)損耗。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，油品從井場到煉制加工、儲運然后到銷售的全部過程中，油品損 失的數(shù)量約占到原油的23%,而其中損失的70豚自于原油罐、調(diào)和罐、成品油罐的自 然損耗、大呼吸損耗、小呼吸損耗，以上這些數(shù)據(jù)表明，油品蒸發(fā)損失的數(shù)量確實是相當(dāng) 可觀的，對于當(dāng)前世界范圍內(nèi)存在的能

5、源危機(jī)來衡量 ，愈加顯的問題嚴(yán)重，長期以來，任 何更有效的降低油品損耗，一直是石油儲運專業(yè)人員急需研究和解決的一個重要課題。盡管國內(nèi)外對油品的蒸發(fā)損耗進(jìn)行了長時間的研究，但迄今為止尚未形成系統(tǒng)而完善的理論和精確的計算方法；有關(guān)自然環(huán)境因素和操作條件對油罐氣體空間混合氣體狀 態(tài)參數(shù)影響的定量分析還有待深入研究；對于降低油品蒸發(fā)損耗的措施，特別是對于原 有固定頂油罐的降耗改造措施尚有待進(jìn)一步發(fā)掘和發(fā)展。本課題只能根據(jù)目前的發(fā)展水平，簡要介紹油品呼吸損耗的原因、危害、計算方法以及降低油品呼吸損耗的措施。2設(shè)計說明書設(shè)計目的（1）確定油品呼吸損耗量；（2）降低呼吸損耗的措施；（3）罐區(qū)工藝流程圖一張（

6、2#圖紙）；設(shè)計依據(jù)（任務(wù)書所給基礎(chǔ)數(shù)據(jù)）某油庫由管道輸進(jìn)原油 30萬噸/年，全部由鐵路外運；油庫所在區(qū)域年平均氣溫C,月最高溫度 37C,月最低溫度-27 C；年平均降雨量 280mm日最大降雨量640mm年平均P$雨天數(shù)37天；風(fēng)向為西北。原油凝固點36C,初儲點77C, 50c粘度。密度861kg/m3,粘溫指數(shù).3油品呼吸損耗概述油品呼吸損耗帶來的危害油品呼吸損耗會帶來以下危害。( 1)油品數(shù)量的減少，據(jù)統(tǒng)計, 國內(nèi)外從油井到煉制加工、到油品儲運銷售的全過程中，光損耗率就達(dá)到全部的23%之多；(2) 油品質(zhì)量降低， 由于蒸發(fā)損失的大部分是油品中的輕組分, 因此油品蒸發(fā)損失后嚴(yán)重的影響到

7、油品的性質(zhì), 更嚴(yán)重者甚至能使合格油品變?yōu)椴缓细裼推罚?(3) 經(jīng)濟(jì)損失，由于油品的蒸發(fā)損失嚴(yán)重, 所以造成經(jīng)濟(jì)上的損失就比較大, 若以總損耗率%,全世界一年加工原油 400000 萬噸計算 , 則全世界每年散失在大氣中的油品就有10000 萬噸左右 , 由此造成的經(jīng)濟(jì)損失可想而知； (4) 環(huán)境污染造成影響健康，油品蒸發(fā)損耗的輕組分散失到大氣中 , 污染了大氣, 當(dāng)人體吸入油蒸氣后 , 就極大的損害了人體的健康； (5) 危害安全，當(dāng)散失到大氣中的油品蒸汽超過了一定的濃度, 達(dá)到了爆炸極限, 會給部分地區(qū)造成潛在的火災(zāi)爆炸危險, 再加上蒸發(fā)損耗在大氣中的油品蒸氣大部分就是輕組分, 所以就更增

8、大了火災(zāi)的危險性。引起油品呼吸損耗的原因油品的呼吸損耗都是在儲存與輸轉(zhuǎn)過程中發(fā)生傳質(zhì)， 這種傳質(zhì)過程發(fā)生在氣液兩相接觸面上，即發(fā)生呼吸損耗。引起油品呼吸損失的主要因素有油品溫度、外界溫度、油罐上方空間大小、油罐的類型以及油罐的大、小呼吸等。1、溫度。油品儲存的溫度越高 , 輕組分就越易汽化 , 則油料蒸發(fā)就越嚴(yán)重, 例如我廠一個 500 立方米的汽油儲罐, 在夏季儲存汽油時 , 每天汽油的蒸發(fā)損失就達(dá)到 80 公斤左右。2、油罐上方空間。油罐中油品的上部空間越大, 蒸發(fā)損失就越大, 據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明在相同溫度和密封條件下儲存同一種汽油 , 裝油量為油罐20%時的蒸發(fā)損失比裝油量為油罐95%時

9、的蒸發(fā)損失大8 倍。3、油罐的密封程度。油罐的密封程度對蒸發(fā)損失也有影響, 一具 500立方米的油罐因孔蓋不嚴(yán)密引起的自然通風(fēng), 一天內(nèi)汽油罐可損失汽油 160 公斤 , 原油罐損失原油 80公斤。4、油罐的大呼吸(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 ; 沸點越低 , 說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: 常壓敞口罐壓力等級低, 所以遇到油品上層空間壓

10、力稍有變化 ,就有油品蒸汽逸入大氣, 所以大呼吸損耗就大, 如儲罐耐壓程度增大 , 所以油品上層空間壓力的變化不會使油品蒸發(fā)到大氣中 , 所以大呼吸損耗就小 , 有關(guān)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，則是一般儲罐大呼吸損耗的75%fc右,如耐壓程度達(dá)到26Kpa時，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。5、小呼吸損耗(1)晝夜溫差變化：如晝夜溫差變化越大，則罐內(nèi)氣體空間溫度、油品蒸發(fā)速度、油 品濃度和蒸汽壓力就變化越大

11、，所以小呼吸損耗越大。(2)油罐所處地區(qū)的日照系數(shù)：日照系數(shù)越大，小呼吸損耗越大。(3)儲罐大?。簝拊酱?，截面積越大，油品與外界接觸的面積就越大，蒸發(fā)面積也就 越大，小呼吸損耗越大。(4)大氣壓:大氣壓越低，小呼吸損耗越大。(5)油罐裝滿程度：油罐裝滿，氣體空間容積就小，小呼吸損耗越小。(6)此外還與油品的性質(zhì)如沸點、蒸氣壓、組分含量及油品管理水平、油品儲存設(shè)備等因素有關(guān)。4油罐類型的選擇及數(shù)量的確定參考油庫設(shè)計與管理書可知，可根據(jù)周轉(zhuǎn)系數(shù)法決定油庫容量，則各種油品設(shè)計容量可由下式求得：K(4-1 )式中：Vs 某種油品白設(shè)計容量，m3；G 該種油品白年周轉(zhuǎn)額，t ;該種油品的密度，t/m3

12、;K該種油品的周轉(zhuǎn)系數(shù)。對一、二級庫采用 K 1 3 ；三級及其以下油庫采用K 4 8 0油罐利用系數(shù)。一般，輕油取”=;重油取”=。說明：根據(jù)該油庫各種油品年銷量，密度等參數(shù)，粗約計算可知該油庫屬于一、二級油 庫范疇之內(nèi)，所以可取K 3,同時由于該油庫經(jīng)營的原油全為輕油，則取q =0 原油設(shè)計容量計算如下：由石油庫容量大小分級表如下：表石油庫的等級劃分等級石油庫總?cè)萘?TV/m3等級石油庫總?cè)萘縏V/m3一級100000< TV四級1000 WTVv 10000二級30000 WTW 100000五級TVv 1000三級10000 WTW 30000因為100000< TV,該油

13、庫為一級油庫。根據(jù)油庫設(shè)計實用手冊中石油庫儲存油品的火災(zāi)危險性分類表（表格如下） 表 石油庫儲存油品的火災(zāi)危險性分類表規(guī)范名稱類別油品1點Ft /c油品舉例石油庫設(shè)計規(guī)范 GB500742002甲汽油、原油乙A1、2、3號噴氣燃料、燈用煤油B輕柴油丙A重柴油、燃料油B潤滑油由表中分類可知原油屬于甲類，根據(jù)油品的設(shè)計容量計算結(jié)果可知，原油選用 6個 20000m3和1個3000m3固定頂罐，或選用2個50000m3、1個20000m3和1個3000m3 的浮頂罐。為了降低呼吸損耗量，要確定選用何種罐，達(dá)到最經(jīng)濟(jì)效益，分別計算兩種罐的呼 吸損耗量，并進(jìn)行比較，最終以確定。5油庫呼吸損耗計算方法油庫

14、的呼吸損耗量的確定要依據(jù)自然環(huán)境條件，選擇能最降低油庫呼吸損耗的油 罐。油庫的呼吸損耗的方法包括罐頂罐的呼吸損耗和浮頂罐的呼吸損耗。以下為油罐呼 吸損耗的計算方法。固定罐蒸發(fā)損耗計算方法固定頂油罐的“小呼吸”蒸發(fā)損耗油罐的油品蒸發(fā)損耗是由于罐內(nèi)混合氣體狀態(tài)參數(shù)（溫度、壓力、容積）的變化引 起的。在壓力不高的情況下處于平衡狀態(tài)的常溫氣體，并利用理想氣體的狀態(tài)方程式或 克拉伯龍公式推導(dǎo)出來的，只是由于簡化的方式及推導(dǎo)的方法不同才表現(xiàn)出不同的形(1)瓦廖夫斯基-契爾尼金公式瓦廖夫斯基-契爾尼金公式適用的三個基本條件：油罐是嚴(yán)密的，不存在自然通風(fēng)現(xiàn)象；油罐蒸氣和空氣組成的混合氣體在儲存條件下可以看出是

15、理想氣體；油罐氣體空間中混合氣的油氣濃度是均勻而飽和的。大氣罐的小呼吸損耗可按下式粗略計算：Xi VCy T/、M Xi y5-1)90式中M Xi 小呼吸油罐呼出的空氣質(zhì)量，Kg;V油罐氣體空間容積，m3;Cy 相應(yīng)于油品日平均溫度下的油氣飽和濃度；T 氣體空間的晝夜溫差，C。瓦廖夫斯基-契爾尼金公式是一種適用于各種用于各種呼吸損耗的通用公式，因此 又常被人們稱為油罐蒸發(fā)損耗的基本公式。(2)康士坦丁諾夫公式康士坦丁諾夫公式是從溫度和油氣濃度的微量變化所引起的罐內(nèi)空氣質(zhì)量變化入 手，采用積分求和的方法推導(dǎo)出來的。它不僅考慮了一次小呼吸的起始狀態(tài)和終了狀態(tài), 而且考慮了整個呼氣過程中狀態(tài)參數(shù)變

16、化對損耗量的影響。Pv1Pv 2 VPaPzPv1 TMy V y1Ug yln az;gT2(5-2)T1 T2 RP a P ya Py2 T1式中Ti 氣體空間的日最低溫度，K;T2 氣體空間的日最高溫度，K;Py1 氣體空間日最低溫度下油品的飽和蒸氣壓，kPa；Py2 氣體空間日最高溫度下的油品飽和蒸氣壓，kPa；V 油罐氣體空間的體積，m3；y空氣的摩爾質(zhì)量，kg/kmol ；Cy1狀態(tài)1時混合氣的油氣飽和濃度，Cy1 Py1/R, %;Cy2X態(tài)2時混合氣的油氣飽和濃度，Cy2 Py2 / P2, %PX犬態(tài)1時氣體空間絕對壓力P2 X犬態(tài)2時氣體空間絕對壓力(3) API理論公式

17、美國石油學(xué)會(API)推薦的固定頂油罐小呼吸損耗公式同樣是由混合氣中的空氣 入手，建立理想氣體狀態(tài)方程，導(dǎo)出由于溫度和油氣濃度變化所引起的混合氣體積增量, 然后引入濃度系數(shù)概念計算一次小呼吸的油品體積。M K V 1( Pyiy2)T2 T1Py2 巳 2 兄(53)M y K yV ( ) 1 5-3 )K 1 380 8 yTlB Pya Py2 Pa Pya Py2式中V油罐氣體空間的體積，m3；K 系數(shù)，K =0.081b/gal 9.59kg/m3;y空氣的摩爾質(zhì)量，kg/kmol ；K單位換算常數(shù)，K=；Py1 氣體空間日最低溫度下油品的飽和蒸氣壓，kPa；Py2 氣體空間日最高溫

18、度下的油品飽和蒸氣壓，kPa；T1 氣體空間的日最低溫度，K;T2 氣體空間的日最高溫度，K;Pa 當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，kPa；Pz真空閥的控制壓力，kPa；Pya 壓力閥的控制壓力，kPa；(4) API經(jīng)驗公式0.68LyP(5-4)0.024K1K2 D1.73HT FpCE Pyp式中Ly 拱頂罐的年小呼吸損耗量，m3/a；K1 單位換算系數(shù)；K2 油品系數(shù)；汽油取K2 1，原油取1mmHg 133.332Pa, K2 0.58Pa當(dāng)?shù)卮髿鈮海琺mHg ,；Py 油品本體溫度下的真實蒸氣壓，mmHg ；D 儲罐直徑，m ;H 儲罐內(nèi)氣相空間的高度，包括罐頂部分的相當(dāng)高度，m ;T每日大氣溫度

19、變化的年平均值，C ;Fp 涂層因子或涂料系數(shù)；見表2-3;C 小罐修正系數(shù)； (30ft )時，C=1; 6ft<D<30ft 時，亦可按 C=a+bD+eD2+fD3 計管 苴中 a 8.2626 102 b 7.3631 10 2 e 1.3099 10 3 f 1.9891 106.此式僅適用于較長時期的小呼吸損耗計算，計算周期為年。必要時，也可以季或月為計算周期，但不適宜再短。此時，用以確定油品的真實蒸氣壓的油品本體溫度及氣體空間晝夜溫度等的參數(shù)取季或月的平均值，求得的損耗值除以4或12為該季或月的小呼吸損耗量。表涂漆系數(shù)Fdp涂漆顏色涂漆系數(shù)Fp罐頂罐壁狀況良好狀況較差

20、白 鋁粉？ 白 鋁粉？ 白 鋁粉？ 白 淺灰 中灰? ? ? ?白白版版版版灰好展 車車 車車 7 匚一 一(5)美國環(huán)保局經(jīng)驗公式0.68Lb 0.226K1K2 y(5-5)PD173HTFpCPaPy.p式中Lb 固定頂油罐年小呼吸損耗油品量，kg / a或1b/a ;Ki 單位換算系數(shù)；K2 油品系數(shù)；汽油取K2 1,原油取K2 0.58y油蒸氣摩爾質(zhì)量，kg/kmol ;Pa 當(dāng)?shù)卮髿鈮海?mmHg, 1mmHg 133.332Pa；Py 油品本體溫度下的真實蒸氣壓，mmHg ；D 儲罐直徑，m ;H 儲罐內(nèi)氣相空間的高度， 包括罐頂部分的相當(dāng)高度，m ;T每日大氣溫度變化的年平均值

21、，C；Fp 涂層因子或涂料系數(shù)；C 小罐修正系數(shù)；(6)日本資源能源廳公式F10.024KlV2 3K2 exp(0.039T)22.4y273 t273(5-6)式中油罐小呼吸損耗量，kg/d ；V 油罐容積，m3;T大氣日平均溫度，C；y 68 kg / kmol ,原油 y 49kg/kmol ;y油蒸氣摩爾質(zhì)量，汽油 t 排氣溫度，C；Ki、K2 油品系數(shù)，汽油Ki 其中K2exp(0.039T)即油氣濃度。0.20 , K2 16 ;原油 K1 0.16 , K212；0.68旦FaPyD1.73H0.51 t0.5k c(5-7)p(7) CPC公式LDS 12.751 10 3K

22、E式中LDS 固定罐的年小呼吸損耗量，kg/a ;儲存油品白平均密度，t/m3;KE油品系數(shù),汽油取24,原油取14;Py油品本體溫度下的真實蒸氣壓；Pa大地大氣壓，mmHg ;D 儲罐直徑，m ;H 儲罐內(nèi)氣相空間的高度，包括罐頂部分的相當(dāng)高度，m ;T每日大氣溫度變化的年平均值，C；Kp 涂層因子或涂料系數(shù)；C 小罐修正系數(shù);固定頂油罐的大呼吸損耗(1)瓦廖夫斯基-契爾尼金公式油罐收發(fā)作業(yè)時，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，溫度變化將使實際呼出量增加；溫降階段收油時將使實際呼出量減少。在長期的頻繁作業(yè)中，二者相互抵 消

23、，因而可以不考慮收發(fā)作業(yè)期間溫度和濃度的變化。1PMyFaPzPyV1PaPyaPyV2(5-8)TP Py R式中Pa 當(dāng)?shù)卮髿鈮?，kPa ;P z真空閥的控制壓力，kPa；油品本體體溫度下的真實蒸氣壓，kPa或1bf / in2 ；V X犬態(tài)1時油罐氣體空間容積，m3;Ra 壓力閥才$制壓力，kPa ;V 2X犬態(tài)2時油罐氣體空間容積,m3y 油蒸氣摩爾質(zhì)量；R通用氣體常數(shù)，R 8.314kJ/(kmolg<)T 氣體空間溫度，K(2)API 公式 1API油罐“大呼吸”蒸發(fā)損耗公式是基于油罐每進(jìn)一定體積油必然排出同體積混合氣的假設(shè)導(dǎo)出的，并且再次引入混合氣濃度系數(shù) 和狀態(tài)下單位體積

24、混合氣中所含油品的體積。1/Z這一概念?；旌蠚鉂舛认禂?shù)1/Z指在飽vy印2(690 4 y)K(5-9)式中Vy 油罐收油作業(yè)的油品損耗量，m3或ft3KT 操作系數(shù)，取決于油罐周轉(zhuǎn)系數(shù) N, N<36寸,Kt 180 N ； N 36時,6NKt 1 ；K2 油品系數(shù)，汽油 (1,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;V1(3)-一油罐收油量，m3或ft3;API公式2f 5PVL kt10(5-10)式中F 常壓時汽油儲罐年呼氣量。m3/a ;P 散裝溫度下液體的真實蒸汽壓,mm

25、Hg vl液體年泵入罐量，m/a ；Kt 周轉(zhuǎn)系數(shù);美國環(huán)保局公式Lw 0.24K1K2 yPyKT(5-11)式中油罐收油作業(yè)蒸發(fā)損耗量，kg/10m3或1b/10 3gal ;K1 單位換算系數(shù)，式中參數(shù)采用國際制單位時，Ki 60658;采用英制單位時，K1 1;K2油品系數(shù)，汽油K2 1,原油% 0.84;Py 油品蒸氣壓，Py (Py1 Pyl)/2, kPa；y油蒸氣摩爾質(zhì)量，kg/kmol ;K 180 NKt操作系數(shù)，取決于油罐周轉(zhuǎn)系數(shù)N, N 36時，T 6N ； N 36時，Kt1.?(5)日本資源能源廳公式F211 0.16P K2exp(0.039T)g10022.4y

26、273 t273(5-12)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;K2 油品系數(shù)，汽油K2 16；原油K2 12;T大氣日平均溫度，Cy油蒸氣摩爾質(zhì)量，汽油 y 68kg / kmol ,原油 y 49kg / kmol ;t 排氣溫度，；(6) CPCC 公式Ldw 4.35 10 5P VKtKe(5-13)式中Ldw 固定罐的年大呼吸損耗量，kg/a；P 儲罐內(nèi)平均溫度下油品真實蒸氣壓，Pa ;V 油品年泵送入罐體積，m3 / a ;儲存油品白平均密度，t/m3;Kt 周轉(zhuǎn)系數(shù)；KE 油品系數(shù)，(汽油取，原油取)浮頂罐呼吸損耗的計算方法

27、浮頂罐的靜止儲存損耗由于浮頂罐內(nèi)可供油品蒸發(fā)的自由表面及氣體空間體積比普通固定頂油罐小得多, 而且氣體空間不隨油面高度變化而改變，因而收到了較好的降耗效果靜止儲存時，促進(jìn)油品蒸發(fā)損耗的主要因素是外界環(huán)境中風(fēng)的作用而使油罐周邊密 封圈空間產(chǎn)生的強(qiáng)制對流，而由于溫度和濃度變化所引起的呼吸損耗則退居次要地位。 除此之外，還有一些穿過浮頂?shù)母郊鶐淼纳倭繐p耗。因此，應(yīng)從風(fēng)力入手分析浮頂 罐靜止儲存的油品蒸發(fā)損耗量。為建立浮頂罐靜止儲存蒸發(fā)損耗相關(guān)式，假設(shè)：1.氣流穿過密封圈所遇到的阻力， 遠(yuǎn)大于流過環(huán)形氣體空間的阻力，其中環(huán)形空間的壓力P看作不變的；2.垂直穿過密封裝置的氣流，其流態(tài)為層流。因而，穿

28、過密封裝置的氣體體積流量與密封圈內(nèi)外兩側(cè)的 壓差成正比。(1)外浮頂罐靜止儲存損耗：Ls Ks nP*D yKcEfKi(5-14)式中Ls 一外浮頂罐靜止儲存損耗量，kg/a或1b/a ;Ks 密封系數(shù)，見表；油罐所處地平均風(fēng)速，n與密封有關(guān)的風(fēng)速指數(shù)；P* 蒸氣壓函數(shù)，無量綱，Py 油品平均溫度下的真實m/s 或 mil/h ;蒸氣壓,Py / Pa2- ，1 Py / PakPa;Pa 油罐所在地的平均大氣壓，kPa;D油罐直徑，m或ft ;y油氣摩爾質(zhì)量，kg/kmol或1b/1bmol ;Kc 油品系數(shù)，汽油 Kc 1,原油Kc 0.4;Ef 二次密封系數(shù)，石油及石油產(chǎn)品Ef 1,其

29、它揮發(fā)性有機(jī)液體 Ef 0.25;K1 單位換算系數(shù)，式中參數(shù)采用國際單位制單位時，K1上488；采用英制0.477 n油罐類型密封裝置類型n單位時，K1 1.外浮頂罐金屬滑履密封單層帶鞋托裝一次密封帶邊圈托裝二次密封液托彈性填料密封單層帶風(fēng)雨擋帶邊圈托裝二次密封氣托彈性填料密封單層帶風(fēng)雨擋帶邊圈托裝二次密封(2)內(nèi)浮頂油罐靜止儲存損耗其中不僅考慮了浮頂邊圈密封損耗，而且考慮了油罐鋼板連接方式和浮頂附件對損耗的 影響，其計算公式為：Ls Ki KrD Ff FdKdD2 P yK,(5-15)式中Ls內(nèi)浮頂罐靜止儲存損耗，kg/a或1b/a ;Kr 邊圈密封損耗系數(shù)；D油罐直徑，m或ft ;F

30、d 頂板接縫長度系數(shù)，系數(shù)頂板接縫長度與頂板面積的比值；Kd 頂板接縫損耗系數(shù)，焊接頂板，Kd 0；非焊接頂板，采用國際單位制單位時， 丸 3.66,采用英制單位時，丸 0.34;Ki 單位換算系數(shù)，式中參數(shù)采用國際單位制單位時，K 0454；采用英制單位時，K1 1. 01.FfNKfifi總浮頂附件損耗系數(shù)，F(xiàn)fWK.-某附件的數(shù)量；-某附件的損耗系數(shù)；油氣摩爾質(zhì)量，kg/kmol或1b/1bmol ;P* 蒸氣壓函數(shù)，無量綱，P*Py/Pa;0 .5 211 Py / PaKc油品系數(shù)，汽油 Kc 1,原油Kc 0.4；表邊圈密封系數(shù)Kr密封裝置類型采用國際單位制單位米用英制單位氣托單密

31、封液托單密封氣托單密封加二次密封液托單密封加二次密封當(dāng)浮頂油罐發(fā)油時，隔著液面下降，一部分粘附在罐壁上的原油將直接暴露在大氣 中，并且很快汽化，由此而造成的油品損耗稱為浮頂罐的發(fā)油損耗，或稱粘壁損耗。浮頂罐發(fā)油損耗與原油對罐壁的附著能力， 即原油的年度和油罐內(nèi)壁的粗糙程度有 關(guān)，而且與油罐的結(jié)構(gòu)尺寸及密封裝置對罐壁的壓緊程度有關(guān)。浮頂油罐發(fā)油損耗為：Lw4QC yD(5-16)式中Lw 浮頂油罐發(fā)油損耗，kg/a ;Q 年周轉(zhuǎn)量,103m3/a ;D油罐直徑,m;y 原油密度,kg/m3 ;C油罐壁的粘附系數(shù)，粘附系數(shù)可按下表選取。表 罐壁的粘附系數(shù) C, m3/1000 m2油品罐壁狀況輕銹

32、重銹噴涂內(nèi)襯汽油原油浮頂罐的總呼吸損耗是其靜止損耗與發(fā)油損耗之和：L Ls Lw6損耗量計算固定頂罐呼吸損耗量計算選擇固定頂罐時，選擇6個20000m3和1個3000m3的拱頂油罐，小呼吸損耗計算公式 選API經(jīng)驗公式 (5-4)。Py值根據(jù)溫度T=C查油庫設(shè)計與管理中圖6-11原油的真實蒸氣壓Py 48KPa； 涂漆系數(shù)Fp查油庫設(shè)計與管理表6-4得；小罐修正系數(shù)C,因選擇的油罐直徑D>914m, 所以C=1.大氣溫度的平均日溫差t =3-(-27)=64( C)。20000m3的拱頂油罐氣體空間V20000m3的拱頂油罐的氣體空間高度H, 4V 4 262571 .71 / 、H 2

33、 r =(m)D 3.14 39.993000m3油罐的氣體空間Vm3)1213,一 1812.618 tg =(4243000m3油罐的氣體空間高度H表計算參數(shù):參數(shù)Py(kpa)D (m)H(m)T(C )C 320000 m的油罐486413000 m3的油罐481864120000m3拱頂油罐的小呼吸損耗=m3 / a3000 m3油罐的小呼吸損耗=m3 / a固定頂罐的總小呼吸損耗大呼吸損耗量計算方法采用的是美國環(huán)保局公式(5-5)。20000 m3固定頂油罐的大呼吸損耗量：3000 m3固定頂油罐的大呼吸損耗：固定頂罐總的大呼吸損耗固定頂油罐總呼吸損耗量為小呼吸損耗量與大呼吸損耗量

34、之和L Ly Lw 652529514 1101506 653631c2Qkg/a)浮頂罐呼吸損耗量的計算浮頂罐的靜止儲存損耗選用浮頂缶S,選用2個50000m公稱容積的油罐和1個20000m3公稱容積的油罐和13個3000m公稱容積的油罐，油罐都為外浮頂油罐。米用 CPCOf法(5-14)。原油混合氣的蒸氣壓P*單位換算系數(shù)K1二駕8.180.477計算中所需數(shù)據(jù)，見下表；表計算中所需參數(shù)物質(zhì)名稱罐型KV(m/s)P*D(m)a y(Kg/kmol)KsKcEf原油外浮頂60/491(1) 50000m浮頂罐小呼吸損耗量：(2) 20000m浮頂罐小呼吸損耗量：(3) 3000m浮頂罐小呼吸

35、損耗量：(4) .浮頂油罐的總靜止呼吸損耗選用浮頂缶S,選用2個50000m公稱容積的油罐和1個20000m3公稱容積白油罐和1 個3000m3公稱容積的油罐，油罐都為外浮頂油罐。計算浮頂罐的發(fā)油損耗。采用公式 (5-16)。(1) 50000m浮頂罐大呼吸損耗量4 300 5 1.03 861 .= 7639.17 (kg / a)60 12(2) 20000m浮頂罐大呼吸損耗量3 一(3) 3000m浮頂罐大呼吸損耗量4 300 1.03 861=1612.41(kg/a)16.5 40(4)浮頂油罐的發(fā)油損耗固定頂罐與浮頂罐呼吸損耗比較固定罐的呼吸損耗量為(kg/a),浮頂罐的呼吸損耗量

36、為(kg/a),由此可見，固定頂 油罐呼吸損耗量明顯比浮頂罐呼吸損耗量大的多，浮頂罐是為減少油品蒸發(fā)損耗而設(shè)計的一種油罐，所以采用浮頂油罐更為經(jīng)濟(jì)。本課題中應(yīng)采用2個50000m3、1個20000m3、 1個3000m3的浮頂油罐。7降低油品蒸發(fā)損失的措施油品蒸發(fā)損耗多少，取決于油蒸氣的濃度、排出氣體的體積及油氣的密度。油品蒸 發(fā)的損失量與前三者之間的關(guān)系可用以下計算公式來表示：G=CVPG表示油品的蒸發(fā)損耗量；C表示混合物中油蒸氣的密度；V表示排出的氣體體積;P表示油氣的密度；以上的計算公式中由于油氣的密度由油品內(nèi)在組成而定，無法改變，因此只能設(shè)法使油氣濃度和排出的氣體體積盡量減少，則損耗就

37、會降低。在生產(chǎn)實踐中，降低油品蒸發(fā)損耗的措施主要有以下幾個途徑，歸納如下：降低油罐內(nèi)外溫差的措施(1)淋水降溫。夏季的白天，不間斷地對灌頂淋水，在罐頂形成均勻的流動水膜， 沿罐壁留下。流水帶走頂板和壁板吸收的太陽輻射熱，不僅嫩有效地降低氣體空間溫度 及其晝夜溫差，而且能降低油面溫度及其晝夜溫度變化幅度。圖為淋水罐和不淋水罐氣體空間晝夜溫差變化曲線。從圖中可以看出，油罐淋水后氣體空間的晝夜溫差將大 大減小。圖淋水罐及不淋水罐氣體空間的晝夜溫度變化曲線(2)正確選用油罐涂料油罐涂料不僅起防腐作用，還能影響油罐對太陽輻射熱的 吸收能力。在油罐使用過程中，油罐涂料對太陽輻射熱的吸收系數(shù)常因空氣的作用而

38、增 加，例如鋁粉漆剛涂完時，吸收系數(shù)為，經(jīng)過一段時間后則可能達(dá)到.因而，選用油罐漆涂料時，應(yīng)注意選用不易由化學(xué)變化而降低其反射陽光性能的涂料。油罐涂層應(yīng)定期 重刷，以保護(hù)罐體不被腐蝕，并保持良好的反射陽光性能。(3)安裝反射隔熱板。 反射隔熱板是由隔熱材料制成。當(dāng)反射隔熱板被安裝在罐 頂或懸吊咋罐壁外側(cè)時，在兩層石棉水泥之間形成第一空氣層，在石棉水泥板與油罐之間形成第二層空氣層，由于這些空氣夾層的存在以及白色涂料對陽光輻射熱的反射作用，這種反射隔熱板具有良好的隔熱效果，從而降低氣體空間的溫度及其變化幅度。提高油罐的承壓能力一般從油罐的結(jié)構(gòu)入手 , 改進(jìn)油罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計, 以便在提高油罐承受壓力的

39、同時, 盡量減少鋼材耗量, 目前廣泛采用的是具有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的立式園柱形拱頂罐, 據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，其承受能力大容積罐可提高10-20KPa,小容積罐可提高30-40 Kpa。另外可以采用球 形罐 , 滴狀油罐等特殊形狀的油狀以提高其承受壓力的能力。消除液面上的氣體空間油氣空間越大，儲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，還提高了儲罐的防火防爆能力。固定罐采用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)