油罐呼吸损耗.doc

_油库油气损耗量计算及回收技术研究 摘 要：原油和轻质油品含有大量的轻烃组分，具有很强的挥发性，给企业和社会带来了严重的安全隐患，环境污染，能源浪费及经济损失。因此，努力降低蒸发损耗，是我国能源储备建设中一项具有重要意义的工作。近年来，随着国内外对节能、环保及安全问题的日益重视，关于油库油气损耗的研究已取得了许多成果。本文研究分析了造成油库油气损耗的原因及影响因素，蒸发损耗的类型，以及在油库储存油品时的降耗措施，归纳总结了油气损耗中“大小呼吸”的理论计算方法，在实际生产应用中选择适合本国的方法，研究分析当前国内外在油气回收技术方面的进展，以及几种油气回收技术的应用状况和研究重点，最后结合我国油库实际运营与管理情况，提出适合我国的油气回收技术。 关键词：油库，油气损耗 ，损耗计算，油气回收精品资料Depot loss calculation and recovery of oil and gas researchAbstract: Crude oil and light oil contains large amounts of light hydrocarbon components, and highly volatile, to business and society poses a serious security risk, environmental pollution, energy waste and economic loss. Therefore, efforts to reduce evaporation loss, is the construction of an energy reserve is important work. In recent years, with domestic energy-saving, environmental protection and safety issues growing emphasis on oil and gas depot loss research has made a lot of achievements. This paper analyzes the reasons for loss caused by oil and gas depot and influencing factors, the type of evaporation loss, as well as in the oil storage depot when saving measures, summarized the loss of oil and gas Size breathing theory calculation method applied in the actual production select nationally appropriate method to study the analysis of the current domestic and international oil and gas recovery technology in progress, as well as several oil and gas recovery technology application status and research priorities, and finally combining the actual operation and management of oil depots, putting forward for Chinas oil and gas recovery technology .Keywords: oil depots, oil loss, loss calculation, oil and gas recovery精品资料目 录1 绪 论11.1课题意义11.2国内外研究现状12 油库油气蒸发损耗42.1 引起蒸发损耗的原因42.1.1 温度变化42.1.2 油罐上方空间的影响42.1.3 油罐严密程度42.1.4 油罐大呼吸42.1.5 小呼吸损失52.2 油品蒸发损耗的类型52.2.1 按造成损耗的原因来划分52.2.2 按作业性质分类62.3 油气损耗的危害72.3.1 火灾危险性72.3.2 油蒸气污染环境82.3.3 降低了油料质量，浪费能源82.4 降耗措施92.4.1 采用喷淋水冷却92.4.2 用防腐涂料92.4.3 对油罐采取隔热措施102.4.4 提高油罐承压能力102.4.5 消除液面上的气体空间102.4.6 设置呼吸阀挡板102.4.7 加强管理、改进操作113 关于损耗量的计算方法123.1 固定罐蒸发损耗计算方法123.1.1 固定顶油罐的“小呼吸”蒸发损耗123.1.2 固定顶油罐的“大呼吸”蒸发损耗163.2 浮顶油罐的蒸发损耗193.2.1 浮顶罐“小呼吸”损耗193.2.2 浮顶罐“大呼吸”计算223.3 计算方法的比较及适用234 油气回收技术研究254.1 油气回收概念254.2 油气回收方法254.2.1 吸收法264.2.2 吸附法284.2.3 冷凝法294.2.4 膜分离法304.3 油气回收技术综合比较324.4 油气回收技术研究及发展趋势344.4.1 世界发达国家地区的情况和我国现状344.4.2 油气回收技术的发展方向354.5 油库安装油气回收系统应注意的问题364.5.1 选择适宜的油气回收方案364.5.2 在设计和选型时，应该注意的问题365 某油库油气损耗量计算及回收技术应用375.1 损耗量计算375.1.1 CPCC方法375.1.2 API方法405.2 选用回收方案425.3 适合我国的油气损耗计算方法及回收技术42结 论44参考文献45致 谢47精品资料_1 绪 论1.1课题意义 随着经济快速发展，工业化和城镇化进程加快，人们对主要用于工业生产、化工原料以及交通工具燃料的石油化工产品的需求也越来越高，导致储油库的数量大幅增加。储油库储存及销售的原油和汽油等轻质油品中含有大量的轻烃组分，具有很强的挥发性，因此不可避免地会有一部分液态烃组分汽化，以油气的形式进入大气环境，不仅浪费能源，而且造成环境污染，影响人体健康。因此对储油库的油气挥发量过程进行分析，选取正确的方法进行计算十分必要1。 石油及其产品在中国的能源结构中占有相当的比重，中国已发展为生产和消费石油的大国。在油品的储运过程中，由于其自身的自然挥发性而造成的各种损耗是十分严重的，而其中一半以上是属于油罐的小呼吸损耗。虽然我们现在还不能完全消除油罐小呼吸作用而带来的油品自然蒸发损耗，但我们可以通过研究和分析造成这种损耗各具体细节的全过程，找出一些行之有效的减少方法并有针对地采用一定的措施，最大限度地减少或限制这种损耗。我们的油气回收工作远远落后于发达国家，油气损失对石油资源造成的浪费。由于原油及成品油的蒸发损耗造成油料数量减少、油品质量降低、潜在火灾隐患、环境污染等一系列问题，在环境保护和节约能源的要求下，油气回收技术已成为公众关注的热点。 因此，油气损耗量计算及回收技术的研究，对节约能源及环境保护有重大意义。1.2国内外研究现状 随着我国经济的飞速发展，能源、安全和环境问题日益突出。2007年国家环境保护总局和国家监督检验检疫总局共同发布了三个强制性国家标准，明确了汽油储存、运输、排放过程中的非甲烷总烃含量的排放限值，并限定了实施期限。一般情况下，油库油气挥发过程主要可分为三个阶段，即卸油、油库储油和收、发油阶段。虽每一个阶段中都有油气的排放，但排放的量有一定的区别，通常情况下，把储油阶段的油气挥发称为小呼吸，把收、发油阶段的油气挥发统称为大呼吸。 对于浮顶罐大、小呼吸排放的主要蒸发损失烃类( NMHC) 的排放量计算， 国内外均开展了许多研究工作，其中得到公认的有美国石油学会(API)和美国国家环保局(EPA)以及中国石油化工(CPCC)推荐的经验公式。计算油品蒸发损耗量的方法很多，归纳起来，大致有两类。一类是使用半理论半经验公式。这类公式一般是从理论分析入手，推导出理论方程式，然后借助于实验测定的数据对方程式中的若干参数进行数据处理。一类是使用纯经验公式，这类公式是以大量实验数据为基础，经过统计、分析，整理成包括各种主要因素的经验公式或图表2。油气的回收有着非常重要的意义，首先，油气回收有利于节约资源。石油是不可再生资源，用完之后就会枯竭；其次，油气回收可以减少对环境的污染。 早在20世纪初， 国外工业发达国家就意识到油气蒸发的危害和油气回收的经济价值，并对油气回收技术开始研究，并获得了很多专利，现在许多装置也投入了使用，国外几乎所有的相关场合都装有油气回收装置，并很好地控制了油气的排放。欧洲和北美洲各国在20世纪70年代初就建立了油气回收行业。 目前，美国、欧洲等国的油气回收行业已经很成熟了，在炼厂、油库、加油站、油码头等油蒸气排放量比较大的地方都安装有油气回收装置，油气排放的浓度都限制在很低的标准，油气损失的量很小。同时也在积极地开展油气回收效果评价研究，并制定了完整的法律和制度来管理油气回收的执行，还有完善的油气回收效果评价方法。油气回收工艺及装置比较成熟的公司主要有：美国Edwards Engineering公司的直接冷凝法油气回收工艺；日本丸善(Maruzen)公司的吸收法( SOVUR )油气回收工艺;美国Jordan Technologies、SYMEX 等公司的吸附法油气回收工艺；德国GKSS研究所和BORS IG公司合作开发的膜法油气回收工艺。我国油气回收行业的起步比较晚，20世纪70年代，国内科研机构和企业开始研究油气回收技术和装置。 2007年是我国油气回收行业迅速发展的一年，国家相关部门陆续公布了多个标准和规范，如:储油库大气污染物排放标准、汽油运输大气污染物排放标准、加油站大气污染物排放标准、成品油批发企业管理技术规范、成品油仓储企业管理技术规范、油气回收系统工程技术导则、环境影响评价技术导则、油库、加油站大气污染治理项目验收检测技术规范等，非常有利于推动我国油气回收行业的发展、推动油气回收产品的需求。 现在，我国油气回收技术有了一定的发展，也有了一些比较成熟的油气回收产品，但是同国外相比，我国油气回收的研究与国外还有很大的差距。国外成熟的油气回收工艺种类比较多，但是国内油气回收工艺比较单一；国产油气回收装置主要以冷凝法和吸收法为主，油气排放的浓度也比较高；由于受到自动化、膜技术等技术的限制，国内对于新工艺的研究比较少，与国外差距较大。 随着油气回收技术的不断成熟，加之近年来油价的不断高涨，对油库进行油气回收改造经济效益十分明显，2011年国务院下发的国家环境保护“十二五” 规划中也提到了对“加强石化行业生产、输送和存储过程挥发性有机污染物排放控制”。继续要求“实施加油站、油库和油罐车的油气回收综合治理工程”，油气回收技术利国利民，在环境情况恶化严重、燃料能源日趋紧张的情况下，加强油气回收改造的顺利推进无疑是一项明智的选择4。因此，如何有效地减少储存区的呼吸量是科研工作者研究的重点问题。 2 油库油气蒸发损耗2.1 引起蒸发损耗的原因任何形式的油品蒸发损耗都是在输、储油容器内部传质过程的基础上发生的。这种传质过程发生在气、液接触面的相际传质，即油品的蒸发，以及发生在容器气体空间中烃分子的扩散。通过上述传质过程，容器气体空间原有的空气逐渐变为趋于均匀分布的烃蒸气和空气的混合气体。当外界条件变化引起混合气体状态参数改变时，混合气体从容器排入大气，就造成了油品的蒸发损耗1。引起蒸发的内因是油料的馏分组成，馏分组成越轻，沸点越低，蒸气压越大，蒸发越严重，蒸发损失越大，对油品质量影响越严重。引起油气蒸发损耗的主要原因有:油温变化、油罐顶壁同液面间体积大小、油罐罐顶不严密等4。2.1.1 温度变化 油气储存过程中，当温度升高时，罐内油气体积膨胀，部分油气蒸发出罐外，当温度降低时，罐内油气减少，罐外部分空气进入罐内。另外，储存温度愈高，油气蒸发愈严重5。2.1.2 油罐上方空间的影响 油罐中装油量越少，油气空间越大，相对蒸发损失越大。实验表明，在相同温度和密封条件下，储存同一种汽油，装油量为油罐容积20%时的蒸发损失比装油量为油罐容积95%时大8倍。2.1.3 油罐严密程度 如果罐顶有缝隙或孔眼，且不在同一高度，由于罐内混合气的密度大于空气密度，罐内的混合气体将由下部孔眼逸入大气，空气从上部孔眼进入则罐内，形成自然通风损耗。造成油罐自然通风损耗的原因有:油罐破损;采光孔或量油孔被打开而未及时关上等造成的蒸发损耗严重，不仅使油蒸气大量逸出罐外，而且会加速液面蒸发。据推算，如果两孔眼的高差为0.5m，孔眼面积为1cm2 气体空间的油气浓度为5%那么由于自然通风每昼夜油品损耗量约为16kg。2.1.4 油罐大呼吸 大呼吸是指油罐进发油时的呼吸。油罐进油时，由于油面逐渐升高，气体空间逐渐减小，罐内压力增大，当压力超过呼吸阀控制压力时，一定浓度的油蒸气开始从呼吸阀呼出，直到油罐停止收油，所呼出的油蒸气造成油品蒸发的损失。油罐向外发油时，由于油面不断降低，气体空间逐渐减小，罐内压力减小，当压力小于呼吸阀控制真空度时，油罐开始吸入新鲜空气，由于油面上方空间油气没有达到饱和，促使油品蒸发加速，使其重新达到饱和，罐内压力再次上升，造成部分油蒸气从呼吸阀呼出。影响大呼吸的主要因素有: (1)油品性质:油品密度越小，轻质馏分越多，损耗越大； (2)收发油速度:进油、出油速度越快，损耗越大； (3)油罐耐压等级:油罐耐压性能越好，呼吸损耗越小。当油罐耐压达到5kPa时则降耗率为25.1%，若耐压提高到26kPa时，则可基本上消除小呼吸损失，并在一定程度上降低大呼吸损失。 (4)与油罐所处的地理位置、大气温度、风向、风力及管理水平有关。2.1.5 小呼吸损失 油罐在没有收发油作业的情况下，随着外界气温、压力在一天内的升降周期变化，罐内气体空间温度、油品蒸发速度、油气浓度和蒸汽压力也随之变化。这种排出石油蒸气和吸入空气的过程造成的油气损失，叫小呼吸损失。小呼吸损失的影响因素主要有以下几点: (1)昼夜温差变化。昼夜温差变化愈大，小呼吸损失愈大。 (2)油罐所处地区日照强度。日照强度愈大，小呼吸损失愈大。 (3)储罐越大，截面积越大，小呼吸损失越大。 (4)大气压。大气压越低，小呼吸损失越大。 (5)油罐装满程度。油罐满装，气体空间容积小，小呼吸损失小。2.2 油品蒸发损耗的类型油品蒸发损耗的类型，一般是按照造成损耗的原因来划分的。在生产管理单位，为了便于损耗量的统计和油品数量的核算，又常按油品储运过程中的作业性质来划分。对于某些损耗来说，二者并无实质上的区别，只是习惯上的名称不同而已2。2.2.1 按造成损耗的原因来划分油品的损耗包括以下几种： （1）自然通风损耗 自然通风损耗是由于罐顶有孔眼或在两个孔眼间存在着高差情况下，因混合气密度比空气密度大，致使罐内混合气从低处孔眼排入大气，外界空气从高处孔眼流入罐内。这种由于孔眼位差和气体密度的不同，引起气体自然对流所造成的损耗叫自然通风损耗。自然通风损耗多发生在罐顶、罐身腐蚀穿孔或焊缝有砂眼，消防系统泡沫室玻璃损坏，呼吸阀阀盘未盖严，液压阀未装油或油封不足，量油孔、透光孔未盖好等情况下。由于自然通风损耗原因既有设备问题，也有管理问题。因此只要加强管理，及时维修好设备，自然通风损耗是可以避免的。 （2）静止储存损耗 罐内油品在没有收发作业静止储存情况下，油品处于静止状态，油品蒸汽充满整个气体空间。日出之后，随着大气温度和太阳辐射强度增加，罐内气体空间和油品温度上升，混合气体体积膨胀并且油品蒸发加剧，使混合气体压力增加，呼吸阀的真空阀盘打开，油蒸气随着混合气体呼出罐外。午后，随着大气温度的降低和太阳辐射的减弱，混合气体收缩，甚至部分油蒸汽冷凝，因此罐内压力减小，吸入空气。由于罐内气体空间温度和油气浓度的昼夜变化而引起的损耗。静止储存损耗又称为“小呼吸”损耗。 （3）动液面损耗 油品在收发作业时，由于液面高度变化而造成的油品损耗。其中油罐收油过程发生的损耗称为收油损耗，发右后由于吸入的空气被饱和而引起的呼出称为回逆呼出。通常，油罐收油作业中产生的损耗又称为油罐的“大呼吸”损耗。2.2.2 按作业性质分类 按作业性质划分损耗类型是我国石化销售系统目前使用的方法。按这种划分的损耗不仅包括蒸发损耗，而且包括石油产品的残漏损耗。所谓残漏损耗是指由于容器、管道微量渗透；车船等容器内部粘附，余油不卸净；不可避免的少量滴洒等原因所造成的油品损失。 根据这种分类方法，我国制定了散装液态石油产品损耗定额标准。这一标准的制定和实施，对于不断提高生产企业的管理水平和操作技术水平具有积极的促进作用。同时也为石油产品交接过程中经常出现的数量差规定了“法定”的范围，为合理解决这类矛盾提供了依据。 按作业性质划分的损耗类别包括: （1）储存损耗 储存损耗又称保管损耗，是指油罐静止储油时发生的损耗，相当于“小呼吸”损耗。储存损耗量等于储存期内各个静储阶段损耗量的代数和。每个静储阶段的损耗量可由该罐上次收（发）油后与这次收（发）油前两次检尺计量的油品数量差求得。 （2）输转损耗 输转损耗是指油品在油罐与油罐之间通过管道转移过程发生的损耗。输转损耗量等于发油罐的输出量与收油罐的收入量之差。 （3）装车（船）损耗 装车损耗是将油品从油罐装入车（船）时发生的损耗，损耗量等于油罐发油量与车（船）收油量之差。 （4）卸车（船）损耗 卸车（船）损耗是指将油品从车（船）卸入油罐时发生的损耗。损耗量等于车（船）的卸油量与油罐收油量之差。 （5）运输损耗 运输损耗是利用油轮（驳）、铁路油罐车、汽车油罐车散装运送石油产品时，由于运输设备不严密而发生的途中损耗。损耗量等于起运前和到达车、船装载量的差。 （6）灌桶损耗 灌桶损耗是指将油品灌入油桶过程中发生的损耗。损耗量等于油罐输出量与油桶灌装量之差。 如果只考虑上述作业中由于油品气化而损耗的部分，所谓输转损耗、装车（船）损耗、卸车（船）损耗、灌桶损耗，即相当于各作业情况下的“大呼吸”损耗。但是，实际作业中由于容器收发后的检尺计量与收发作业之间的时间间隔不会很长，因而上述损耗一般不包括“大呼吸”损耗中的回逆呼出。这部分损耗量多计入油罐的储存损耗中。2.3 油气损耗的危害 损耗的物质主要是油品中的较轻组分，因而油品蒸发不仅造成数量的损失，还造成质量下降；同时散失在空气中的油蒸气不仅造成大气污染，而且在局部的生产部位构成了潜在的火灾危险。2.3.1 火灾危险性 油蒸气与空气混合， 可形成爆炸混合物， 且易在低洼、不通风的地方积聚。当油气混合物中，油蒸气含量达到爆炸极限浓度时，容易引发爆炸。油品蒸发排放出的高浓度的油气，给企业及社会带来了许多的危害6。如汽油的爆炸极限（体积分数)为1%到6%，汽油的蒸汽密度约为3.0到3.1kg/m3，而空气的密度为1.1kg/m3。当严重超过火灾爆炸极限时，密度比空气大的高浓度的油气大量蒸发排放扩散，并主要漂浮聚集在地面空间，从而，从而带来了很大的安全隐患。因此，炼厂、油库、加油站等领域，防止油气、油品失控而形成爆炸性混合气体，是预防着火爆炸事故的主要环节。2.3.2 油蒸气污染环境 油蒸气是气相烃类，属有毒物品，因其密度大于空气而漂浮于地面之上，易致窒息。另外，油蒸气还容易形成更大危害的光化学烟雾的二次污染物 氮氧化物。这种情况，随着环境保护要求的提高，所引起对大气的污染越来越受到人们的重视5。油气密度大于空气而漂浮于地面上，从而加剧对人及周围环境的影响。一般裂化汽油比直馏汽油毒性大，但同碳数的烯烃比烷轻的毒性弱些。人吸入不同浓度的油气，会引起慢性中毒或急性中毒，其中呼吸系统、神经中枢系统受破坏较大。度)中毒或急性(重度)中毒，其呼吸系统、神经中枢系统受破坏较大，芳香烃含量大还会影响造血系统。油气直接进入呼吸道后，会引起剧烈的呼吸道刺激症状，重患者可出现呼吸困难、寒颤发热、支气管炎、肺炎甚至水肿，伴渗出性胸膜炎等。油气对神经中枢系统的破坏，轻度中毒症状有头昏、乏力、恶心、呕吐等轻度麻醉症状和流泪、咳嗽、眼结膜充血等粘膜刺激症状。其慢性中毒作用主要表现为神经衰弱综合症、多发性周围神经炎，部分患者有“汽油性瘾症”及中毒性脑病(类似精神分裂症)。重度(急性)中毒可出现昏迷、四肢强直、发作性痉挛，少数患者发生脑水肿、精神症状或中枢高热，也可伴有多发性周压神经病变，严重者直至死亡7。汽油还具有去脂作用，使皮肤等细胞内类脂质平衡发生障碍，出现干燥、教裂、角化，个别有急性皮炎。动物实验结果表明，丙烷、丁烷和异丁烷还对心脏功能具有抑制作用。据调查，石化企业环境污染已经对周围儿童健康产生影响，显示出非特异性免疫功能呈下降趋势。不同浓度的烃蒸汽对人的危害程度不同。又如，芳香烃含量大还会影响造血系统，长期接触芳香烃的苯、甲苯和二甲苯等蒸汽，可以诱发白血病、染色体失常等症状。多环芳香烃对人体有害，有些甚至是致癌的。 油气不仅作为一次污染物而对环境产生直接危害，还是产生光学烟雾的主要反应物。光化学烟雾是一种具有强烈刺激性的浅蓝色烟雾，其有害影响主要表现在以下几个方面：1）损害人和动物的健康。2）影响植物生长。3）影响材料质量。4）降低大气能见度。2.3.3 降低了油料质量，浪费能源蒸发的都是油料中的最轻组分油气蒸发还会严重影响成品油质量，甚至使合格油料变成不合格。如汽油蒸发损失，造成起动性能变差，抗爆性下降。此外， 还将加速汽油氧化，增加胶质，降低辛烷值，而辛烷值的降低会使燃料在发动机中燃烧时抗爆性能变差6。油品蒸发损耗属于自然损耗，一定数量范围内的损耗具有天然的合理性，得到各种油品蒸发损耗定额的认可。而且这种损耗是以缓慢的形势持续发生的，损耗量的大小常常被产品计量误差所掩盖。因而不引起人们的注意。但是典型调查资料表明，油品蒸发损耗的累计数量是十分惊人的。油气损耗不仅造成油气资源浪费，而且降低了油品品质，造成严重的环境污染，同是给油田安全生产造成了极大的隐患。从近年来国内发生的数起由于静电所引发罐区挥发的油气火灾和爆炸故事看，油气火灾导致了大量的人员伤亡和经济财产损失，罐区油气回收已成为燃眉之际。2.4 降耗措施2.4.1 采用喷淋水冷却罐顶安装环形冷却喷淋水管，并设置自动温控装置。当温度达到一定高的时候，对罐顶不断进行均匀的喷淋水冷却。水由灌顶经罐壁流下，使冷却水带走钢罐所吸人的太阳辐射热，以降低油罐气体空间温度，达到冷却油罐的目的。进行喷淋水操作时，掌握喷淋水的起止时间非常重要。在日出后不久，油罐就会出现呼气现象，要赶在呼气之前开启冷却喷淋水。而且，关闭冷却水不宜过早，如果淋水结束过早，罐内气体空间的温度和压力还可能回升而再出现呼气。淋水还应不间断进行，如果间断进行，反而造成油表面气体空间的温度猛烈升降，罐内温度差甚至大不淋水的油罐，这样不能起到降温作用，反而起到反作用。喷淋水冷却的优点是操作简便；是耗水量大，而且容易造成油罐防腐层的破坏。 2.4.2 用防腐涂料几乎所有油罐都需使用防腐涂料。涂料不仅能起防腐作用，而且可降低罐内温度变化，减少油品蒸发损耗。涂料最好是浅色，这样的颜色可以反射光线，特别是使用反射热效益大的红外线涂料，效果更好。而且由于油罐多数为室外露天放置，由于长期日晒雨淋，较容易被破坏，因此涂料需定期重刷，才能保证防腐和反射性能保持良好。涂料的颜色对油品损耗的影响各不相同，其中白色涂料最有利于降低油品损耗，铝灰色次之，在现场中，我们常见的就是这两种颜色。表2-1 涂料的颜色对油品损耗的影响项目油罐使用的涂料颜色白色铅色黑色油罐吸收辐射热，%5988100油品损耗，%1001802402.4.3 对油罐采取隔热措施可以在油罐罐顶和罐壁安装隔热装置，以降低罐内温度变化，减少油品小呼吸损耗。简单的措施是在罐顶、罐壁挂上两层石棉水泥板，石棉板为波浪形，内外均涂上白色涂料。同时在两层石棉水泥板中间和石棉板内层与罐体之间形成两道空气火层，从而达到良好的隔热效果。下表为无隔热层对油品损耗的影响。表2-2 无隔热层对油品损耗的影响油罐容积，蒸发损耗量，kg降低损耗率%无隔热层有隔热层1001.951.2635.4200040.820.450.0500081.740.151.02.4.4 提高油罐承压能力提高油罐承压能力对减少油品蒸发损耗的作用非常明显，当油罐的压力控制到5684Pa时，小呼吸损耗为大气罐的52%，当提高到14700Pa以上时，可以基本消除小呼吸损耗。要提高油罐承压能力，一般需从改进油罐的结构入手。采用球形罐可达到较高的承压能力，其缺点是造价较高。通常采用的拱顶油罐，可用金属锚栓加固罐壁下部，锚栓的下端固定在埋人土中的钢筋混凝土板上。2.4.5 消除液面上的气体空间 油气空间越大，储罐大呼吸和小呼吸排气量增加。外浮顶罐和内浮顶罐采用浮顶与油面直接接触，基本不存在气体空间，大大减小了油罐的大小呼吸损耗。浮顶罐与固定罐相比，油品蒸发损耗减少85%以上，还提高了储罐的防火防爆能力。固定罐采用直接漂浮在液面上的挠性覆盖层能减少固定罐的蒸发损失。能降低固定罐蒸发损失50%80%。另外，在相同的条件下，油罐安装呼吸阀挡板可减少蒸发损耗20%30%。目前，使用效果较好的是采用浮顶和内浮顶油罐。这两类油罐的灌顶(或浮盘)浮在液面上，随油面升降，极大地减少了蒸发自由表面和气体空间体积，因而具有非常好的降低蒸发损耗效果。2.4.6 设置呼吸阀挡板在油罐呼吸阀接合下方设置挡板是一种投资少、易安装的简易降耗方法。当罐液位较高时，吸入的空气流有可能直接冲击液面上部的大浓度层，从而削弱大浓度层对油品蒸发的抑制作用，加速油品蒸发。装设呼吸阀挡板可改变吸人空气在气体空间顶部沿径向分散，然后平衡地向下推移这样，不仅可以减少发油的回逆呼出，而且可以降低下次呼气的油气浓度。根据实际测定，装设呼吸阀挡板的油罐比不装设呼吸阀挡板的油罐可使油品蒸发损耗降低20%30%。2.4.7 加强管理、改进操作(1)及时调进油品，保持所有油罐都在较高装满程度下存储油品，以减少气体空间体积。如果及时调进有困难时，分散于几个油罐的同类油品应集中存储，尽量减少液位存储。因为此时呼气量大于高液位，对降低蒸发损耗不利。 (2)尽量减少中间转运环节，在条件允许的情况下，最好取消中间油罐、放空罐等中间容器。(3)选择最合适的时间收发油品。尽量在每日上午温升时发油，每日温降时收温；且尽量缩短收发油的时间。(4)适当掌握收发油速度。发油时宜慢、收油时宜快，尽量一次注满油罐。(5)定期检查油罐的密封状况，特别是机械呼吸阀、液压安全阀、消防泡沫室、量油口及计量装置等。(6)在采用人工检尺计量，应尽可能在罐内外的压差最小的时候，例如清晨或傍晚吸气结束后进行。 3 关于损耗量的计算方法 计算油品蒸发损耗量的方法很多，归纳起来，大致有两大类。一类是使用半理论半经验公式。这类公式一般是从理论分析入手，推导出理论方程式，然后借助于实验测定的数据对方程式中的若干数据进行技术处理。这类公式一般是按照一个呼出过程建立的，适用范围广，便于根据具体情况选择参数，进行修正。另一类方法是使用纯经验公式，这类数据时以大量实验数据为基础，经过统计、分析，整理成包括各种主要影响因素的经验公式或图表。这类公式和图表一般用来计算较长时间范围的损耗，消弱了自然条件及作业条件随机变化的影响，使用比较方便。但是，由于受到测试期间自然条件和当时技术水平的限制，往往具有很大的局限性2。对于储罐大、小呼吸挥发的主要污染物烃类( NMHC) 的排放量计算，国内外已进行了许多研究工作，主要计算公式有美国国家环保局( EPA) 推荐的经验公式、美国石油学会(API) 的经验公式和我国原中国石化( CPCC) 系统编制的经验计算公式。3.1 固定罐蒸发损耗计算方法3.1.1 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。 其中，瓦廖夫斯基-契尔尼金公式是一种适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。 （1）瓦廖夫斯基-契尔尼金公式 瓦廖夫斯基-契尔尼金公式适用的三个基本条件： 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： （3-1）式中 小呼吸油罐呼出的空气质量，Kg； V油罐气体空间容积，m3； 相应于油品日平均温度下的油气饱和浓度； 气体空间的昼夜温差，。（2）康士坦丁诺夫公式 在假设条件和推导方法上，康士坦丁诺夫公式与瓦廖夫斯基-契尔尼金公式的不同点主要有以下两点： 康士坦丁诺夫公式是从从温度和油气浓度的微量变化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。也就是说，他不仅考虑了一次小呼吸的始终状态和终了状态，而且考虑了整个呼气过程中参数变化对损耗量的影响。 为了便于求解，康士坦丁诺夫假设在昼夜温度变化范围内，油品蒸气压与温度近似地呈线性关系，因而可以把温度变化以及相应的蒸气压变化作为统一的变量来考虑。 (3-2) 式中 气体空间的日最低温度，K； 气体空间的日最高温度，K； 气体空间日最低温度下油品的饱和蒸气压，kPa； 气体空间日最高温度下的油品饱和蒸气压，kPa； V油罐气体空间的体积，； 空气的摩尔质量，kg/kmol； 状态1时混合气的油气饱和浓度，； 状态2时混合气的油气饱和浓度， 状态1时气体空间绝对压力 状态2时气体空间绝对压力（3）API理论公式 美国石油学会（API）推荐的固定顶油罐小呼吸损耗公式同样是由混合气中的空气入手，建立理想气体状态方程，导出由于温度和油气浓度变化所引起的混合气体积增量，然后引入浓度系数概念计算一次小呼吸的油品体积。 （3-3）式中 V油罐气体空间的体积，； K系数，； 空气的摩尔质量，kg/kmol； K单位换算常数，K=51.6； 气体空间日最低温度下油品的饱和蒸气压，kPa； 气体空间日最高温度下的油品饱和蒸气压，kPa； 气体空间的日最低温度，K； 气体空间的日最高温度，K； 当地大气压力，kPa； 真空阀的控制压力，kPa； 压力阀的控制压力，kPa；（4）API经验公式 (3-4)式中 拱顶罐的年小呼吸损耗量，； 单位换算系数； 油品系数；汽油取，原油取 当地大气压，； 油品本体温度下的真实蒸气压，； 储罐直径，； 储罐内气相空间的高度， 包括罐顶部分的相当高度，； 每日大气温度变化的年平均值， ； 涂层因子或涂料系数；见表2-3； 小罐修正系数；D9.14（30ft）时，C=1；6ftD30ft时，亦可按C=a+bD+eD2+fD3计算，其中，； 此式仅适用于较长时期的小呼吸损耗计算，计算周期为年。必要时，也可以季或月为计算周期，但不适宜再短。此时，用以确定油品的真实蒸气压的油品本体温度及气体空间昼夜温度等的参数取季或月的平均值，求得的损耗值除以4或12为该季或月的小呼吸损耗量1。表3-1 涂漆系数涂漆颜色涂漆系数罐顶罐壁状况良好状况较差白铝粉白铝粉白铝粉白浅灰中灰白白铝粉铝粉铝粉铝粉灰浅灰中灰1.001.041.161.201.301.391.301.331.461.151.181.241.291.381.461.38（5）美国环保局经验公式2 (3-5)式中 固定顶油罐年小呼吸损耗油品量，或； 单位换算系数； 油品系数；汽油取，原油取 油蒸气摩尔质量，kg/kmol； 当地大气压，； 油品本体温度下的真实蒸气压，； 储罐直径，； 储罐内气相空间的高度， 包括罐顶部分的相当高度， ； 每日大气温度变化的年平均值，； 涂层因子或涂料系数； 小罐修正系数；（6）日本资源能源厅公式 (3-6) 式中 F1油罐小呼吸损耗量，； 油罐容积，； T大气日平均温度，； 油蒸气摩尔质量，汽油，原油； 排气温度，； 、油品系数，汽油，；原油，； 其中 即油气浓度。 （7）CPCC公式8 (3-7)式中 固定罐的年小呼吸损耗量，； 储存油品的平均密度，； 油品系数，汽油取24，原油取14； 油品本体温度下的真实蒸气压； 大地大气压，； 储罐直径，； 储罐内气相空间的高度，包括罐顶部分的相当高度，； 每日大气温度变化的年平均值，； 涂层因子或涂料系数； 小罐修正系数；3.1.2 固定顶油罐的“大呼吸”蒸发损耗（1)瓦廖夫斯基-契尔尼金公式 油罐收发作业时，除了由于油面高度变化引起的呼吸损耗外，还必然伴随有由于温度和油气浓度变化引起的呼吸损耗。温升阶段收油时，温度变化将使实际呼出量增加；温降阶段收油时将使实际呼出量减少。在长期的频繁作业中，二者相互抵消，因而可以不考虑收发作业期间温度和浓度的变化。 (3-8)式中 Pa当地大气压， Pz真空阀的控制压力， Py油品本体体温度下的真实蒸气压，或； 状态1时油罐气体空间容积，； 压力阀控制压力，； V2状态2时油罐气体空间容积， 油蒸气摩尔质量； 通用气体常数， 气体空间温度， (2)API公式1 API油罐“大呼吸”蒸发损耗公式是基于油罐毎进一定体积油必然排出同体积混合气的假设导出的，并且再次引入混合气浓度系数1/Z这一概念。混合气浓度系数1/Z指在饱和状态下单位体积混合气中所含油品的体积。 (3-9)式中 油罐收油作业的油品损耗量，或 操作系数，取决于油罐周转系数N，； ，； 油品系数，汽油，原油； Py油品蒸气压，kPa； 油蒸气摩尔质量，kg/kmol 单位换算常数， V1油罐收油量，或；（3）API公式22 (3-10)式中 常压时汽油储罐年呼气量。m3