储油罐油气损耗的理论计算方法

储油罐油气损耗的理论计算方法赵立新杨光权‘马中山‘葛永广刘剑飞2中国石油天然气集团公司西北油田节育目席则中心；新疆油田公司准东采油厂

1.2摘要实际测试储油罐油气损耗存在耗时长、投入人力、物力大的问题通过利用瓦廖夫斯基-契尔尼金公式的平衡理论计算得出储油罐油气损耗，可以辅助验证实测结果的准确性，为生产管理部门及时提供决策依据，有利于储油罐呼吸气回收项目效益的准确评价关键词储油罐；油气损耗；瓦廖夫斯基-契尔尼金公式6石油及其产品是多种碳氢化合物的混合物，其中根据克拉伯龙公式，状态时空气的状态方程为1的轻组分具有很强的挥发性在石油的储运过程中，乙匕二一；11R72无法避免储油罐中部分较轻的组分气化，溢入大气，ML造成不可回收的油气损耗影响储油罐油气损耗的主式中一状态时空气的分压力，P1kPa;要参数包括呼吸气体流量、温度、压力、组分以及环状态罐内混合气体的体积，Vi--------1rrP;境温度和大气压力等状态油罐气体空间的绝对温度，T——1K;目前国际国内通过分析大量实验数据，普遍认为1空气的摩尔质量，H——kg/kmol;实测法得到的结果更接近现场实际，但受储油罐的气通用气体常数，取R——

8.314kJ/kmol・K体泄漏点较多、低流速测量误差较大等原因影响，储根据道尔顿分压定律，状态时空气的分压力罐油气损耗的测试结果存在一定误差储罐油气损耗1理论计算的结果虽然受到环境条件、生产过程、物性与油品蒸气的分压力有如下关系P,P,参数等因素的影响，但通过控制设备运行状态，在保Pi=P「P,3证一定运行条件的情况下，理论计算可以做为实测结果的辅助验证式中状态时混合气的总压力，P——1kPa;x理论计算油气损耗量方法1状态时油品蒸气的分压力，P,——1kPa;理论计算公式选取瓦廖夫斯基-契尔尼金公式，状态时混合气中油蒸气的体积浓C,1——1该公式适用于各种呼吸损耗的通用公式，是油罐蒸发度，%o损耗的基本方程式2o将式代入式得42在次吸气过程之间，如果以吸气过程刚刚结束2匕=答；1-%1175时为第状态，此时罐内空气的质量为空气的状态1M,同理，状态时，罐内空气的状态方程为2参数为、匕、;以呼气过程刚刚结束为第状态，R2此时罐内空气的质量为罐内空气的状态参数为、Mz,P

2、则呼气过程中从油罐逸入大气的空气量为V2式中状态时混合气的总压力，P——2kPa;2△M=Mi-M2状态时油品蒸气的分压力，P——2kPa;2式中次小呼吸油罐呼出的空气质量，1AM——1kg；——状态时混合气中油蒸气的体积浓C,22第一作者简介赵立新，高级工程师，年毕业于1988北京理工大学，从事节能监测及节能评估研究，E-mail:.址新疆克拉玛依市准喝尔路号，Wtk29834000状态罐内空气的质量，Mi——1kg;状态罐内空气的质量，M——2kgo2度，石油石化节能%；14——状态罐内混合气体的体积，V2m3；2内=£M y;T2——状态2油罐气体空间的绝对温度，Ko式中口-----油气中i组分的摩尔质量，kg/kmol;将式

（5）、

（6）代入式

（1）,则y;——油气中i组分的分子分数，%o帆中匕用噜综合以上分析得到储油罐日损耗油蒸气质量的（（A1-C*1-C理论计算公式从状态到状态油罐逸出的空气必然成比例地12,带走一定数量的油蒸气，逸出的油蒸气和空气的质量15分别为式中储油罐日损耗油蒸气质量，△M,=AV,p,

（8）AM------kg/d;密封系数，取式中一次小呼吸油罐呼出的油蒸气质量，K——

0.95;AM,1kg;油罐内气体空间的体积，心——气体V——m3；次小呼吸油罐呼出油蒸气的体积，△V,—l n;空间的日最低温度，一一气体空间的日最K;T油罐呼出油蒸气的密度，2P,——kg/m3o高温度，K;△M=AVP⑼一一气体空间日最低油面温度下油品的饱和P”式中次小呼吸油罐呼出空气的体积，吟4V——1蒸汽压，kPa;油罐呼出空气的密度，PA——kg/m3气体空间日最高油面温度下油品的饱和P——由式由）、⑼得2蒸汽压，kPa;日最低温度时气体空间绝对压力,Pi——PiAK ARpk-P.+P„kPa;用呼出混合气的体积除以上式右端的分子和AV日最高温度时气体空间绝对压力,P——P22分母，并考虑到△VJZSV=C,,ZSVi/△▽=€l-C„p,/p=（i,|i,yP.+P,,kPa则式

（10）可以改写成为在实际应用中，一般取气体空间昼夜最低温度时作为第状态，昼夜温度最高时作为第状态这样，12

（11）生不仅状态参数容易确定，且两区间既包含了油罐呼气,1-C的全过程，又避开了吸气后罐内油气浓度最不稳定的式中油罐呼出混合气的平均油气浓度,C,——阶段在饱和蒸汽压定性温度的选取上，考虑到油品近似地取分子能否气化由液相进入气相取决于汕温，气化的油C,=（C,+C2）/2,%;u,——油蒸气摩尔质量，分子能否维持在气相而不凝结取决于气体空间的温度，kg/kmol.因而不论哪个状态均近似地以油面温度和气体空间温将式

（7）代入

（11）中，得到从状态1到状度中的较低值作为饱和蒸汽压的定性温度态油罐呼出的油蒸气质量_2理论计算油气损耗与实测结果2产匕%玲~卦含胃（）AM1-4为对比理论计算与实测结果的相对误差，测试了

（12）某原油处理站3座储油罐不同工作状态下的油气损耗座储油罐分别是、生产罐、沉降罐呼吸3148*LA F气体流量的测试采用流量计法，呼吸气体的组分采用心吟广或式中油罐内混合

（13）P——气相色谱仪外标法分析理论计算与实测结果的对比数据，见表气的平均压力，1kPa;油品蒸气的平均分压力，P,-------kPa结论3利用式

（12）、

（13）可以计算任何作业和设备条件通过对比理论计算与实际测试油气损耗可以看下固定顶油罐的油品蒸发损耗因此，上两式又称为出，两者的最大相对误差为虬最小相对误差为

19.4固定顶油罐蒸发损耗基本方程式平均相对误差为考虑到理论计算

6.8%,

14.3%计算汕品蒸发损耗的各种公式中都要用到油气摩尔质量口,,它取决于油气的摩尔组成，可按下式计算条件与生产实际的偏差以及实际测量中的各种误差，在对比测试的座储油罐中，〃罐为沉降罐，38可以认为用理论计算的方法估算储罐的油气损耗量、其密封状态下理论计算与实际测试油气损耗的相对辅助验证实测结果的准确性、为生产管理部门及时误差仅为远低于其他的测试状态，说明笔者提

6.8%,提供决策依据是可行的出的用理论计算辅助验证储罐油气损耗实测结果的表1理论计算与实测油气损耗对比方法更加适用于储油罐小呼吸损耗，即所对比验证的储油罐应为静止生产罐沉降罐r呼吸阀4呼吸阀8°呼吸阀测试状态参量密封未密封密封量油口密封测试点光孔光孔光孔参考文献油罐体积/m3500050005000口]张秀青.储油库油气挥发过程的分析及计算[J].石油库与加油油罐内气体空间高度/m

10.

60.

811.8站,20116:31-

33.储罐直径/m202020

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97.

697.

697.6设计,20044:31-

33.平均昼夜温差/℃101010实际测试油气损耗量/kg•d

192.

02613.

367.5收稿日期2015-11-06理论计算油气损耗量/kg•d

160.

142107.

5672.10编辑沙力妮相对误差/%

16.

619.

46.8上接第页27敏一角〉换无功朴但♦•一布朴条无功♦♦♦■无功外修控HUS，・乐wet控■无动补偿控制箱制箱▲・乐9传控制箱原装电机有功功率利用原装电机有功功率利用♦Jt-角转换无功朴便♦率照CYJ13+37HB型抽■无功朴■控修相率战YCYJ10~5-37HB油机型抽油机▲骗压节僮控■箱原装电机有功功率利用率CY/J6-

2.5-26HB型抽CYJYG2526HB型抽油油机机图2节能设备配合试验效果图静态无功补偿与常规Y系列电动机配合的节能组合

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31.2试验中，除型抽油机以外，3CYJ1O-3-37HB

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79.编辑王古月石油石化节能。