油品蒸發(fā)損耗 概述

第六章油品蒸發(fā)損耗第一節(jié)概述第二節(jié)蒸發(fā)損耗發(fā)生過程第三節(jié)油罐內(nèi)溫度變化規(guī)律第四節(jié)油罐內(nèi)混合氣體的油氣濃度第五節(jié)油品蒸發(fā)損耗量的計(jì)算第六節(jié)油品蒸發(fā)損耗量的測量第七節(jié)油品降耗措施1第六章油品蒸發(fā)損耗本章要點(diǎn)：

1.蒸發(fā)損耗的本質(zhì)

2.蒸發(fā)損耗的計(jì)算

3.降低損耗的措施在石油的開采、輸送、加工、儲(chǔ)存等過程中，由于油品的揮發(fā)性以及工藝技術(shù)和設(shè)備的不完善，總是不可避免地造成有些油品的損失，這就是人們所說的油品損耗。2油品損耗可分為兩種類型：（1）蒸發(fā)損耗由于油品較輕組分的揮發(fā)，油蒸氣逸入大氣，造成油品量的損失（自然損耗）。（2）由于跑、冒、滴、漏、混油等引起的損耗。它是由于設(shè)備檢修不及時(shí)、技術(shù)操作不當(dāng)、管理不善等原因造成的（事故性損耗）。3§6.1概述油品蒸發(fā)損耗的危害性體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：（1）油品數(shù)量下降；

（2）油品質(zhì)量下降；

（3）造成大氣污染。盡管國內(nèi)、國外在油品蒸發(fā)損耗的研究進(jìn)行了較長的時(shí)間，但仍有很多的問題沒有解決。4§6.1概述存在的問題主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：（1）完整的理論和精確的計(jì)算方法；（2）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；（3）原有油罐的降耗分析。

1955年：美國：3%1975年：蘇聯(lián)：2.47%1980年：中國：2%

日本：汽車每裝1m3油，損耗1.44kg5§6.1概述§6.2蒸發(fā)損耗發(fā)生的過程液面處油品蒸發(fā)產(chǎn)生油蒸氣，蒸氣進(jìn)入油罐上部的氣體空間，并通過氣相的傳質(zhì)過程使罐內(nèi)的氣體空間形成一定濃度的油蒸氣-空氣的混合物（稱油氣混合物），當(dāng)外界條件變化時(shí)，油氣混合物排出罐外（或吸進(jìn)新鮮空氣）。簡單地說，油品蒸發(fā)損耗過程包括：液面處油品的蒸發(fā)，產(chǎn)生油蒸氣；油蒸氣在氣體空間中的擴(kuò)散；油氣混合物呼出罐外。6

蒸發(fā)是液體表面汽化現(xiàn)象，是氣液兩相共存體系中相際傳質(zhì)的一種表現(xiàn)。正如分子物理學(xué)指出的，組成物質(zhì)的分子始終處于不停頓的、無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)中。即使在相同的溫度下，組成同一種物質(zhì)的各個(gè)分子，其運(yùn)動(dòng)速度也不完全相同，有的大些，有的小些。其分布規(guī)律可用麥克斯韋分子速度分配函數(shù)曲線表示。另一方面，分子見又存在著分子力，分子力的大小和方向間的距離有關(guān)。7§6.2蒸發(fā)損耗發(fā)生的過程一、液體的蒸發(fā)8

影響液體蒸發(fā)速度的因素:

液體的溫度；液體的自由表面；氣相中液體蒸氣的濃度；液面上混合氣體的壓力；液體的種類?！?.2蒸發(fā)損耗發(fā)生的過程二、氣相中油蒸氣的傳質(zhì)過程9分子擴(kuò)散（濃度差引起）熱擴(kuò)散（密度差引起）強(qiáng)迫對流（壓力變化引起）§6.2蒸發(fā)損耗發(fā)生的過程三、油品蒸發(fā)損耗的類型10按損耗成因劃分

自然通風(fēng)損耗靜止儲(chǔ)存損耗（“小呼吸”損耗）動(dòng)液面損耗（“大呼吸”損耗）按作業(yè)性質(zhì)分儲(chǔ)存損耗輸轉(zhuǎn)損耗裝（卸）車（船）損耗等§6.2蒸發(fā)損耗發(fā)生的過程罐內(nèi)氣體空間溫度變化：日落~日出（夜間）：

t油面>t氣體空間>t頂板>t大氣日出~日落（白天）：t頂板>t氣體空間>t油面11§6.3油罐內(nèi)溫度的變化規(guī)律17623546:000:0020:0010:0012:0016:0014:00溫度氣體空間油品1020304050罐壁高度§6.3油罐內(nèi)溫度的變化規(guī)律12罐內(nèi)氣體空間溫度變化與大氣溫度變化的關(guān)系13（1）大氣溫度與氣體空間溫度都呈周期性變化，變化周期為24小時(shí)；（2）氣體空間溫度總是高于大氣溫度；（3）臨近日出時(shí)大氣溫度與氣體空間溫度均達(dá)到最小值，二者相差不大，約1~3℃；（4）正午后2~3小時(shí)大氣溫度與氣體空間溫度均達(dá)到最大值，二者相差可達(dá)10~20℃?！?.3油罐內(nèi)溫度的變化規(guī)律油品溫度分布14

在一個(gè)晝夜內(nèi)，油品溫度變化不大;

油品儲(chǔ)存一段時(shí)間后，晝夜平均油溫基本上等于大氣平均溫度;

一般來說，油面晝夜平均溫度略高于油品晝夜平均溫度;

油面溫度的晝夜變化幅度約為氣體空間晝夜溫差ΔtK的20%~40%，即：§6.3油罐內(nèi)溫度的變化規(guī)律油氣濃度15§6.4油罐內(nèi)混合氣體的油氣濃度油氣濃度分布與液位的關(guān)系123C(%)H(m)§6.4油罐內(nèi)混合氣體的油氣濃度16

出現(xiàn)上述濃度分布狀況，可從以下兩方面加以解釋：17從擴(kuò)散和自然對流的角度出發(fā)來解釋從油罐吸氣時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)制對流來解釋油氣濃度和儲(chǔ)存時(shí)間的關(guān)系§6.4油罐內(nèi)混合氣體的油氣濃度§6.4油罐內(nèi)混合氣體的油氣濃度18一、蒸發(fā)損耗基本方程19

假設(shè)條件：

1）油罐是嚴(yán)密的，不存在自然通風(fēng)現(xiàn)象；

2）混合氣體在儲(chǔ)存條件下可以看成理想氣體；

3）油罐氣體空間中混合氣體的油氣濃度是均勻而且飽和的?！?.5油品蒸發(fā)損耗量的計(jì)算計(jì)算油品蒸發(fā)損耗量的公式半理論半經(jīng)驗(yàn)公式純經(jīng)驗(yàn)公式公式推導(dǎo)思路：20

利用理想氣體狀態(tài)方程求出第一次吸氣結(jié)束到第二次吸氣開始之前兩狀態(tài)的空氣質(zhì)量的變化量，并利用空氣排出時(shí)成比例地帶走油蒸氣的原理來求出呼出的油蒸氣的質(zhì)量?！?.5油品蒸發(fā)損耗量的計(jì)算21蒸發(fā)損耗基本方程（瓦廖夫斯基-契爾尼金公式）22§6.5油品蒸發(fā)損耗量的計(jì)算狀態(tài)1：氣體空間晝夜最低溫度時(shí)狀態(tài)2：氣體空間晝夜最高溫度時(shí)

T1: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:日最高油面溫度下油品的飽和蒸氣壓，

KPa。方程中各參數(shù)取值的規(guī)定：23§6.5油品蒸發(fā)損耗量的計(jì)算P1：狀態(tài)1時(shí)氣體空間絕對壓力，KPa；

P2：狀態(tài)2時(shí)氣體空間絕對壓力，KPa。24Cy1：狀態(tài)1時(shí)混合氣體中油蒸氣的飽和濃度，Cy2：狀態(tài)2時(shí)混合氣體中油蒸氣的飽和濃度，§6.5油品蒸發(fā)損耗量的計(jì)算二、“小呼吸”損耗量的計(jì)算251.瓦廖夫斯基-契爾尼金公式（利用蒸發(fā)損耗基本方程計(jì)算）

“小呼吸”損耗時(shí)有§6.5油品蒸發(fā)損耗量的計(jì)算2.康士坦丁諾夫公式26§6.5油品蒸發(fā)損耗量的計(jì)算影響“小呼吸”損耗的主要因素有：（1）

晝夜溫差（2）

油氣濃度的增量（3）

呼吸閥控制壓力范圍（4）氣體空間體積V（5）

油蒸氣濃度3.API理論公式27§6.5油品蒸發(fā)損耗量的計(jì)算三、“大呼吸”損耗量的計(jì)算281.在收發(fā)油作業(yè)中，從狀態(tài)1到狀態(tài)2，可以近似認(rèn)為：

2.利用蒸發(fā)損耗基本方程§6.5油品蒸發(fā)損耗量的計(jì)算

設(shè)剛剛開始呼氣時(shí)氣體空間的體積為，下面推導(dǎo)的表達(dá)式。3.壓力罐氣體空間的壓縮率和膨脹率29

所謂壓力罐就是裝有呼吸閥的油罐。壓力罐進(jìn)油時(shí)，由于壓力閥的作用，混合氣體并不馬上呼出罐外，而是等到混合氣體壓力達(dá)到了壓力閥的控制壓力時(shí)才向罐外呼氣。§6.5油品蒸發(fā)損耗量的計(jì)算

設(shè)剛剛開始呼氣時(shí)氣體空間的體積為，下面推導(dǎo)的表達(dá)式。令：

由呼吸損耗的基本方程30得：

§6.5油品蒸發(fā)損耗量的計(jì)算狀態(tài)1:真空閥剛剛關(guān)閉，狀態(tài)2:壓力閥剛剛開啟，定義：為氣體空間的允許體積壓縮率。因此，（a）§6.5油品蒸發(fā)損耗量的計(jì)算31設(shè)狀態(tài)1：壓力閥剛剛關(guān)閉，狀態(tài)2：真空閥剛剛開啟，

氣體空間膨脹剛剛開始吸氣時(shí)體積為可得氣體空間允許膨脹率。同樣，在發(fā)油時(shí)，(b)§6.5油品蒸發(fā)損耗量的計(jì)算32以微小增量的形式表達(dá)各參量：33可將壓縮率、膨脹率表示為：(c)(d)§6.5油品蒸發(fā)損耗量的計(jì)算

由（c）、（d）可以看出壓縮率、膨脹率受到三個(gè)方面的影響（1）呼吸閥控制壓力的范圍的影響（2）蒸氣壓的變化范圍的影響（3）溫度變化的影響。34§6.5油品蒸發(fā)損耗量的計(jì)算四、浮頂油罐的蒸發(fā)損耗情況分析35靜止儲(chǔ)存損耗外界環(huán)境中風(fēng)的作用使油罐周邊密封圈空間產(chǎn)生強(qiáng)制對流發(fā)油損耗（粘壁損耗）影響浮頂油罐發(fā)油損耗的主要因素有：油品本身的粘度、罐壁粗糙度、油罐的結(jié)構(gòu)、密封裝置與罐壁的壓緊程度§6.5油品蒸發(fā)損耗量的計(jì)算五、車船裝卸損耗361.車船裝油損耗與裝油時(shí)間的關(guān)系白天裝車比夜間裝車的蒸發(fā)損耗小?！?.5油品蒸發(fā)損耗量的計(jì)算2.鶴管口位置對損耗的影響鶴管口距罐車底距離越大，則裝車損耗越大。

3.車船裝卸損耗量的計(jì)算37§6.5油品蒸發(fā)損耗量的計(jì)算通常情況下，、應(yīng)按實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料取得。

估算裝卸汽油時(shí)可采用下述推薦值：

未經(jīng)清洗的鐵路油車：，；

經(jīng)過清洗的鐵路油車：，；

油船或油駁：，。

裝卸原油時(shí)，、約為裝卸汽油的75%。§6.5油品蒸發(fā)損耗量的計(jì)算38

數(shù)量法量油法測氣法體積-濃度法物性法；蒸氣壓法；比樣法39§6.6油品蒸發(fā)損耗量的測量

原始油樣，凈重為A

；待測油樣(經(jīng)過自然蒸發(fā)的油樣)，凈重為B經(jīng)過人工蒸發(fā)后：原始油樣的損失量損耗率為待測油樣的損失量損耗率為待測油樣的原始油品重（C為儲(chǔ)存期間油品的自然蒸發(fā)損耗量）則其自然蒸發(fā)損耗率為40§6.6油品蒸發(fā)損耗量的測量

這部分原始油品（即待測油樣的原始油品樣本）經(jīng)自然蒸發(fā)、人工蒸發(fā)后的總損耗率為:

則由可得到41§6.6油品蒸發(fā)損耗量的測量降低油罐內(nèi)溫差

淋水降溫、正確選用涂料、安裝反射隔熱板提高油罐的承壓能力；消除油面上的氣體空間；使用具有可變氣體空間的油罐收集、回收油蒸氣；安裝呼吸閥擋板、改進(jìn)操作措施。42§6.7油品降耗