呼吸损耗量的确定及降耗措施.docx

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1、重庆科技学院油气储存技术课程设计报告学院:石油与天然气工程学院专业班级:油气储运工程设计地点（单位）重庆科技学院石油科技大楼K802设计题目：某中转原油库工艺设计一呼吸损耗量的确定及降耗措施指导教师评语：成绩（五级记分制）：指导教师（签字）：摘要石油是国家的重要战略物资，它产量的增减关系到国民经济的增减，但在原油的储存中存在损耗，同样给经济带来了损耗。本文通过了对某中转原油库的油品呼吸损耗带来的严重后果及危害进行了阐述,分析了其产生原因及各种影响因素，并对自然通风损耗、大呼吸损耗、小呼吸损耗所造成的油品损耗进行了分析，采用了两种罐的呼吸损耗量计算方法，计算了油品呼吸损耗量，并进行了对照，根据其

2、经济性选择了浮顶油罐储存原油产品，最后提出了相应的降低油品蒸发损耗的措施。关键词：呼吸损耗浮顶油罐计算损耗量措施目录1弓I言12设计说明书321设计目的32.2设计依据（任务书所给基础数据）33油品呼吸损耗概述43.1 油品呼吸损耗带来的危害43.2 引起油品呼吸损耗的原因44油罐类型的选择及数量的确定65油库呼吸损耗计算方法85.1 固定罐蒸发损耗计算方法81 .1.1固定顶油罐的“小呼吸”蒸发损耗85 .1.2固定顶油罐的大呼吸损耗125.2 浮顶罐呼吸损耗的计算方法145 .2.1浮顶罐的静止储存损耗146 .2.2浮顶罐的发油损耗166损耗量计算186.1 固定顶罐呼吸损耗量计算186

3、.1.1 固定顶小呼吸损耗186.1.2 固定顶罐的大呼吸损耗计算196.2 浮顶罐呼吸损耗量的计算206 .2.1浮顶罐的静止储存损耗207 .2.2浮顶油罐的发油损耗216.3 固定顶罐与浮顶罐呼吸损耗比较217降低油品蒸发损失的措施227.1 降低油罐内外温差的措施227.2 提高油罐的承压能力237.3 消除液面上的气体空间237.4 设置呼吸阀挡板237.5 采集和回收油蒸气237.6 加强管理改进操作措施248结论259参考文献26附图1罐区工艺流程图1引言石油及其产品普通都具有挥发性，使一部份物料散佚到油品上方的气体空间中造成损失。油品的成份越轻挥发性越强，如汽油的挥发性就较强。

4、而温度越高通风情况越好也会加剧挥发，于是在油品仓储过程中，蒸发损耗是向来在发生的。油品蒸发损耗是油品仓储过程中最主要的损失，普通占到油品仓储损耗的70%以上。有数据显示，全世界每年因为油品蒸发损耗而散失于大气中的数量约有1亿吨。石油及其产品主要由碳、氢两种元素组成,是由多种碳氢化合物组成的混合物,其中不乏含有C5以下的轻组分,且这些轻组分具有很强的挥发性。由于受到工艺技术及设备的限制，不可避免地会有一部份较轻的液态组分汽化，造成不可回收的损失，这种现象称为油品的蒸发损耗。根据有关数据表明,油品从井场到炼制加工、储运然后到销售的全部过程中,油品损失的数量约占到原油的23%而其中损失的70%来自于

5、原油罐、调和罐、成品油罐的自然损耗、大呼吸损耗、小呼吸损耗，以上这些数据表明，油品蒸发损失的数量确实是相当可观的,对于当前世界范围内存在的能源危机来衡量，愈加显的问题严重，长期以来,任何更有效的降低油品损耗,向来是石油储运专业人员急需研究和解决的一个重要课题。尽管国内外对油品的蒸发损耗进行了长期的研究，但迄今为止尚未形成系统而完善的理论和精确的计算方法；有关自然环境因素和操作条件对油罐气体空间混合气体状态参数影响的定量分析还有待深入研究；对于降低油品蒸发损耗的措施，特殊是对于原有固定顶油罐的降耗改造措施尚有待进一步发掘和发展。本课题只能根据目前的发展水平，简要介绍油品呼吸损耗的原因、危害、计算

6、方法以及降低油品呼吸损耗的措施。2设计说明书2.1 设计目的（D确定油品呼吸损耗量；（2）降低呼吸损耗的措施；（3）罐区工艺流程图一张（2#图纸）；2.2 设计依据（任务书所给基础数据）某油库由管道输进原油30万吨/年，全部由铁路外运；油库所在区域年平均气温15.4,月最高温度37,月最低温度-27C；年平均降雨量280mm,日最大降雨量640mm,年平均降雨天数37天；风向为西北。原油凝固点36,初储点77,50粘度8.8mPa.S0密度861kgm3,粘温指数0.038.3油品呼吸损耗概述3.1 油品呼吸损耗带来的危害油品呼吸损耗会带来以下危害。（1）油品数量的减少，据统计，国内外从油井到

7、炼制加工、到油品储运销售的全过程中,光损耗率就达到全部的23%之多；油品质量降低，由于蒸发损失的大部份是油品中的轻组分,因此油品蒸发损失后严重的影响到油品的性质，更严重者甚至能使合格油品变为不合格油品；（3）经济损失，由于油品的蒸发损失严重,所以造成经济上的损失就比较大,若以总损耗率2.5%,全世界一年加工原油400000万吨计算,则全世界每年散失在大气中的油品就有100OO万吨摆布，由此造成的经济损失可想而知；（4）环境污染造成影响健康，油品蒸发损耗的轻组分散失到大气中,污染了大气,当人体吸入油蒸气后,就极大的伤害了人体的健康；（5）危害安全，当散失到大气中的油品蒸汽超过了一定的浓度,达到了

8、爆炸极限,会给部份地区造成潜在的火灾爆炸危（Wei）险，再加之蒸发损耗在大气中的油品蒸气大部份就是轻组分，所以就更增大了火灾的危（Wei）险性。3.2 引起油品呼吸损耗的原因油品的呼吸损耗都是在储存与输转过程中发生传质，这种传质过程发生在气液两相接触面上，即发生呼吸损耗。引起油品呼吸损失的主要因素有油品温度、外界温度、油罐上方空间大小、油罐的类型以及油罐的大、小呼吸等。1、温度。油品储存的温度越高,轻组分就越易汽化,则油料蒸发就越严重,例如我厂一个500立方米的汽油储罐,在夏季储存汽油时,每天汽油的蒸发损失就达到80公斤左右。2、油罐上方空间。油罐中油品的上部空间越大，蒸发损失就越大,据有关数

9、据统计表明在相同温度和密封条件下储存同一种汽油，装油量为油罐20%时的蒸发损失比装油量为油罐95%时的蒸发损失大8倍。3、油罐的密封程度。油罐的密封程度对蒸发损失也有影响,一具500立方米的油罐因孔盖不严密引起的自然通风,一天内汽油罐可损失汽油160公斤,原油罐损失原油80公斤。4、油罐的大呼吸油品性质:油品密度越小,轻质储分越多,越易汽化为气态，所以损耗就越大；油品蒸汽压越高,越不易由液态汽化为气态，所以损耗就越小；沸点越低,说明油品中轻组分含量越高,所以损失就越大。(2)收发油速度:进油，出油速度越快,油品上层空间的压力变化就越大,所以损失就越大。(3)罐内压力等级：常压敞口罐压力等级低，

10、所以遇到油品上层空间压力稍有变化，就有油品蒸汽逸入大气,所以大呼吸损耗就大,如储罐耐压程度增大,所以油品上层空间压力的变化不会使油品蒸发到大气中，所以大呼吸损耗就小,有关资料数据表明，当油罐如果密闭,耐压程度达到5Kpa时,则是普通储罐大呼吸损耗的75%摆布,如耐压程度达到26Kpa时,则可基本上消除油罐的小呼吸损耗,并在一定程度上又降低了油罐的大呼吸损耗。(4)油罐的周转次数：油罐的周转次数越多，即收发油越频繁，则油品上层空间的压力变化就越频繁,所以大呼吸损失就越大。5、小呼吸损耗(1)昼夜温差变化:如昼夜温差变化越大,则罐内气体空间温度、油品蒸发速度、油品浓度和蒸汽压力就变化越大,所以小呼

11、吸损耗越大。(2)油罐所处地区的日照系数：日照系数越大,小呼吸损耗越大。(3)储罐大小:储罐越大,截面积越大,油品与外界接触的面积就越大,蒸发面积也就越大,小呼吸损耗越大。(4)大气压:大气压越低,小呼吸损耗越大。(5)油罐装满程度:油罐装满,气体空间容积就小,小呼吸损耗越小。(6)此外还与油品的性质如沸点、蒸气压、组分含量及油品管理水平、油品储存设备等因素有关。4油罐类型的选择及数量的确定参考油库设计与管理书可知，可根据周转系数法决定油库容量，则各种油品设计容量可由下式求得：(4-1)式中：m 3；t：vs某种油品的设计容量，G该种油品的年周转额，该种油品的密度，tm3;K该种油品的周转系数

12、。对一、二级库采用K=13;三级及其以下油库采用K=48v一一油罐利用系数。普通，轻油取n=095;重油取n=0.85。说明：根据该油库各种油品年销量，密度等参数，粗约计算可知该油库属于一、二级油库范畴之内，所以可取K=3,同时由于该油库经营的原油全为轻油，则取n=095原油设计容量计算如下：）Kv30.860.95由石油库容量大小分级表如下:表4.1石油库的等级划分等级石油库总容量TVm3等级石油库总容量TVm3一级100000TV四级1000TV10000二级30000TV100000五级TV1000三级10000TV30000因为100OOoWTV,该油库为一级油库。根据油库设计实用手册

13、中石油库储存油品的火灾危（Wei）险性分类表（表格如下）。表4.2石油库储存油品的火灾危（Wei）险性分类表规范名称类别油品闪点F/C油品举例石油库设计规范GB500742002甲F28汽油、原油乙A28F451、2、3号喷气燃料、灯用煤油B45F60轻柴油内A60F120润滑油由表中分类可知原油属于甲类，根据油品的设计容量计算结果可知，原油选用6个20000m3和1个3000m3固定顶罐，或者选用2个5000Om3、1个20000m3和1个3000m3的浮顶罐。为了降低呼吸损耗量，要确定选用何种罐，达到最经济效益，分别计算两种罐的呼吸损耗量，并进行比较，最终以确定。5油库呼吸损耗计算方法油库

14、的呼吸损耗量的确定要依据自然环境条件，选择能最降低油库呼吸损耗的油罐。油库的呼吸损耗的方法包括罐顶罐的呼吸损耗和浮顶罐的呼吸损耗。以下为油罐呼吸损耗的计算方法。5.1 固定罐蒸发损耗计算方法5.1.1 固定顶油罐的“小呼吸”蒸发损耗油罐的油品蒸发损耗是由于罐内混合气体状态参数(温度、压力、容积)的变化引起的。在压力不高的情况下处于平衡状态的常温气体，并利用理想气体的状态方程式或者克拉伯龙公式推导出来的，只是由于简化的方式及推导的方法不同才表现出不同的形式。(1)瓦廖夫斯基-契尔尼金公式瓦廖夫斯基-契尔尼金公式合用的三个基本条件：油罐是严密的，不存在自然通风现象；油罐蒸气和空气组成的混合气体在储

15、存条件下可以看出是理想气体；油罐气体空间中混合气的油气浓度是均匀而饱和的。大气罐的小呼吸损耗可按下式粗略计算：式中AMxi小呼吸油罐呼出的空气质量，Kg；_V油罐气体空间容积，m3；C相应于油品日平均温度下的油气饱和浓度；AT气体空间的昼夜温差，瓦廖夫斯基-契尔尼金公式是一种合用于各种用于各种呼吸损耗的通用公式，因此又常被人们称为油罐蒸发损耗的基本公式。(2)康士坦丁诺夫公式康士坦丁诺夫公式是从温度和油气浓度的微量变化所引起的罐内空气质量变化入手，采用积分求和的方法推导出来的。它不仅考虑了一次小呼吸的起始状态和终了状态,而且考虑了整个呼气过程中状态参数变化对损耗量的影响。P+PP(P+P-PT)编My=VTrrmnII(PJP丁FL胃川(512aya-21式中T气体空间的日最低温度