第四章 油品蒸发损耗ppt课件

1、1,油库设计与管理,中国石油大学（华东）储运工程系,2,第四章 油品蒸发损耗,第一节 概述 第二节 蒸发损耗发生过程 第三节 油罐内温度变化规律 第四节 油罐内混合气体的油气浓度 第五节 油品蒸发损耗量的计算 第六节 油品蒸发损耗量的测量 第七节 油品降耗措施,3,第一节 概述,在石油的开采、输送、加工、储存等过程中，由于油品的挥发性以及工艺技术和设备的不完善，总是不可避免地造成有些油品的损失，这就是人们所说的油品损耗。,4,油品损耗可分为两种类型： （1）蒸发损耗 由于油品较轻组分的挥发，油蒸气逸入大气，造成油品量的损失（自然损耗）。 （2）由于跑、冒、滴、漏、混油等引起的损耗。 它是由于设

2、备检修不及时、技术操作不当、管理不善等原因造成的（事故性损耗） 。,5,油品蒸发损耗的危害性体现在下面几个方面： （1）油品数量下降； （2）油品质量下降； （3）造成大气污染。 尽管国内、国外在油品蒸发损耗的研究进行了较长的时间，但仍有很多的问题没有解决。,6,存在的问题主要表现在三个方面： （1）完整的理论和精确的计算方法； （2）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； （3） 原有油罐的降耗分析。,7,第二节 蒸发损耗发生的过程,液面处油品蒸发产生油蒸气，蒸气进入油罐上部的气体空间，并通过气相的传质过程使罐内的气体空间形成一定浓度的油蒸气-空气的混合物（称

3、油气混合物），当外界条件变化时，油气混合物排出罐外（或吸进新鲜空气）。,8,简单地说，油品蒸发损耗过程包括：,液面处油品的蒸发，产生油蒸气； 油蒸气在气体空间中的扩散； 油气混合物呼出罐外。,9,一、液体的蒸发,影响液体蒸发速度的因素 液体的温度； 液体的自由表面； 气相中液体蒸气的浓度； 液面上混合气体的压力； 液体的种类。,10,二、气相中油蒸气的传质过程,分子扩散（浓度差引起） 热扩散（密度差引起） 强迫对流（压力变化引起）,11,三、油品蒸发损耗的类型,按损耗成因划分 自然通风损耗 静止储存损耗（“小呼吸”损耗） 动液面损耗（“大呼吸”损耗） 按作业性质分 储存损耗 输转损耗 装（卸）

4、车（船）损耗 等,12,第三节 油罐内温度的变化规律,罐内气体空间温度变化： 日落日出（夜间）： t油面t气体空间t顶板t大气 日出日落（白天）： t顶板t气体空间 t油面,13,储油罐内气体空间温度场,1 7 6 2 3 5 4,6:00 0:00 20:00 10:00 12:00 16:00 14:00,温度,气体空间,油品,10 20 30 40 50,罐壁 高度,14,罐内气体空间温度变化与大气温度变化的关系,（1）大气温度与气体空间温度都呈周期性变化， 变化周期为24小时； （2） 气体空间温度总是高于大气温度； （3）临近日出时大气温度与气体空间温度均达 到最小值，二者相差不大，

5、约13； （4）正午后23小时大气温度与气体空间温度均 达到最大值，二者相差可达1020。,15,油品温度分布,在一个昼夜内，油品温度变化不大 油品储存一段时间后，昼夜平均油温基本上等于大气平均温度 一般来说，油面昼夜平均温度略高于油品昼夜平均温度 油面温度的昼夜变化幅度约为气体空间昼夜温差tK的20%40% ，即：,16,第四节 油罐内混合气体 的油气浓度,油气浓度,17,油气浓度分布与液位的关系,18,出现上述浓度分布状况，可从以下两方面加以解释：,从扩散和自然对流的角度出发来解释 从油罐吸气时产生的强制对流来解释,19,油气浓度和储存时间的关系,20,第五节 油品蒸发损耗量的计算,计算油

6、品蒸发损耗量的公式 半理论半经验公式 纯经验公式,21,一、蒸发损耗基本方程,假设条件： 1）油罐是严密的，不存在自然通风现象； 2）混合气体在储存条件下可以看成理想气体； 3）油罐气体空间中混合气体的油气浓度是均 匀而且饱和的。,22,公式推导思路：,利用理想气体状态方程求出第一次吸气结束到第二次吸气开始之前两状态的空气质量的变化量，并利用空气排出时成比例地带走油蒸气的原理来求出呼出的油蒸气的质量。,23,蒸发损耗基本方程（瓦廖夫斯基-契尔尼金公式）,24,方程中各参数取值的规定：,状态1：气体空间昼夜最低温度时 状态2：气体空间昼夜最高温度时 T1：气体空间的日最低温度，K T2：气体空间

7、的日最高温度，K Py1：气体空间日最低温度下油品的饱和蒸气压，kPa Py2：日最高油面温度下油品的饱和蒸气压，kPa Cy1：状态1时混合气体中油蒸气的饱和浓度，Cy1=Py1/P1, % Cy2：状态2时混合气体中油蒸气的饱和浓度，Cy2=Py2/P2, % P1：状态1时气体空间绝对压力，kPa P2：状态2时气体空间绝对压力，kPa,25,二、“小呼吸”损耗量的计算,瓦廖夫斯基-契尔尼金公式 （利用蒸发损耗基本方程计算） “小呼吸”损耗时有V1=V2=V,26,康士坦丁诺夫公式,27,API 理论公式,影响“小呼吸”损耗的主要因素有： （1） 昼夜温差T （2） 油气浓度的增量 (P

8、y2-Py1) （3） 呼吸阀控制压力范围 (Pya-Pz) （4） 气体空间体积V （5） 油蒸气浓度 (Py2+Py1),28,三、“大呼吸”损耗量的计算,在收发油作业中，从状态1到状态2，可以近似认为： 利用蒸发损耗基本方程,29,压力罐气体空间的压缩率和膨胀率,所谓压力罐就是装有呼吸阀的油罐。压力罐进油时，由于压力阀的作用，混合气体并不马上 呼出罐外，而是等到混合气体压力达到了压力阀的控制压力时才向罐外呼气。,设刚刚开始呼气时气体空间的体积为 ，下面我们就推导 的表达式。,30,令：,由呼吸损耗的基本方程,得：,31,状态1: 真空阀刚刚关闭，p1=pa+pz，,状态2: 压力阀刚刚开

9、启，p2 = pa + pya。,因此，,定义： 为气体空间的允许体积压缩率。,（a）,32,同样，在发油时，,设状态1：压力阀刚刚关闭，p1=pa+pya，,状态2：真空阀刚刚开启，p2 = pa + pz。,气体空间膨胀刚刚开始吸气时体积为 可得气体空间允许膨胀率 。,(b),33,以微小增量的形式表达各参量：,可将压缩率、膨胀率表示为：,34,由（c）、（d）可以看出压缩率、膨胀率受到三个方面的影响,(c),(d),（1）呼吸阀控制压力的范围的影响,（2）蒸气压的变化范围的影响,（3）温度变化的影响。,35,四、浮顶油罐的蒸发损耗情况分析,静止储存损耗 外界环境中风的作用使油罐周边密封圈

10、空间产生强制对流 发油损耗（粘壁损耗） 影响浮顶油罐发油损耗的主要因素有： 油品本身的粘度 罐壁粗糙度 油罐的结构 密封装置与罐壁的压紧程度,36,六、车船装卸损耗,车船装油损耗与装油时间的关系 白天装车比夜间装车的蒸发损耗小。,37,鹤管口位置对损耗的影响 鹤管口距罐车底距离越大，则装车损耗越大。 车船装卸损耗量的计算,38,通常情况下， 、 应按实际统计资料取得。估算装卸汽油时可采用下述推荐值： 未经清洗的铁路油车： ， ；经过清洗的铁路油车： ， ；油船或油驳： ， 。装卸原油时， 、 约为装卸汽油的75%。,39,第六节 油品蒸发损耗量的测量,数量法 量油法 测气法 体积-浓度法,40

11、,物性法 蒸气压法； 比样法,原始油样，净重为A ；待测油样(经过自然蒸发的油样 )，净重为B 经过人工蒸发后：原始油样的损失量 a=A-a，损耗率为 待测油样的损失量 b=B-b，损耗率为 待测油样的原始油品重 B+C（C为储存期间油品的自然蒸发损耗量） 则其自然蒸发损耗率为 这部分原始油品（即待测油样的原始油品样本）经自然蒸发、人工蒸发后的总损耗率为 则由 可得到,41,第七节 油品降耗措施,降低油罐内温差 淋水降温、 正确选用涂料、安装反射隔热板 提高油罐的承压能力 消除油面上的气体空间 使用具有可变气体空间的油罐 收集、回收油蒸气 安装呼吸阀挡板 改进操作措施,42,GO TO NEXT CHAPTER,43,热扩散,白天：t上t下 热扩散的抑制期,夜间：t上t下 热扩散的活跃期,44,自然通风损耗,空气,油气混合气体,P1,P2,由于12，所以P1P2,45,46,47,48,49,50,