第４０卷第５期 当 代 化 工 Ｖｏ］．４０．Ｎ０．５ ２０１ １年５月 Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｍａｙ，２０１１ 储油罐蒸发损耗成因及对策探讨 李 阳１， 古道金 ， 张徐莉 （１．西安石油大学研究生部，陕西西安７１００６５； ２．中国石油天然气股份有限公司管道兰成渝输油分公司，四川成都６１００３６ ３．中国石油长庆油田第二采气厂，陕西榆林７１９０００） 摘 要： 系统分析了油品储罐蒸发损耗的原因，并有针对性的提出了一些具体的降低储罐蒸发损耗的措 施。以为降低油品储存损耗和原油加工损失提供理论支持。 关键词：油品损耗；油罐；蒸发；油气 中图分类号：ＴＥ ８２１ 文献标识码：Ａ 文章编号： １６７１—０４６０（２０１１）０５—０４８６—０３‘ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｒｅａｓｏｎ ａｎｄ Ｍｅａｓｕｒｅｓ Ａｂｏｕｔ Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ Ｌｏｓｓ ｏｆ Ｏｉｌ Ｔａｎｋ ＬＩＹａｎｇ ，ＧＵＤａｏ－ｊｉｎ ，ＺＨＡＮＧＸｕ—ｌｉ （１．Ｘｉ’ａｎ Ｓｈｉｙｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａａｎｘｉ Ｘｉ’ａｎ ７１００６５，Ｃｈｉｎａ； ２．ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ Ｐｉｐｅｌｉｎｅ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌａｎ—Ｃｈｅｎｇ・Ｙｕ Ｏｉｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，Ｓｉｃｈｕａｎ Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３６，Ｃｈｉｎａ： ３．ＰｅＷｏＣｈｉｎａ Ｃｈａｎｇｑｉｎｇ Ｏｉｌｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｎｏ．２ Ｇａｓ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｐｌａｎｔ，Ｓｈａａｎｘｉ Ｙｕｌｉｎ ７１９０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅａｓｏｎｓ ａｂｏｕｔ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ｌｏｓｓ ｏｆ ｏｉｌ ｔａｎｋ ｗｅｒｅ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｓｏｍｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ｌｏｓｓ ｏｆ ｏｉｌ ｔａｎｋ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｓｕｐｐｏｒｔ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｌｏｓｓ ｏｆ ｏｉｌ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ ｃｒｕｄｅ ｏｉｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｌｏｓｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｏｉｌ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｌｏｓｓ；Ｏｉｌ ｔａｎｋ；Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ；Ｏｉｌ ｇａｓ 石油企业的油品损耗主要有途耗损失、储存损 真实蒸汽压，油品储存温度、储罐气相空间、油品 耗、加工损耗和其它损耗。其中储存损失是原油损耗 输转以及储罐现状等忙 。 的主要因素之一，储存损耗在石油储存中包括呼吸损 １．１油品真实蒸汽压 失、静止储存损耗、输转损耗以及装卸车船损耗等。 油品中各组分的蒸发性能并不相同，其中的轻 储存损耗是由于工艺技术、设备和管理等方面的原 质成分更易于蒸发。真实蒸汽压是影响油品蒸发的 因，引起液态烃蒸发而损失到大气中的自然过程 。 主要因素之一，油品的真实蒸汽压与油品的储存温 油品蒸发一方面导致大量的油气资源浪费，降 度有关。 低企业的经济效益，据统计，石油从采集到加注用 １＿２储罐的温度变化 户使用期间的过程中，油品平均蒸发损耗率约为 大气和太阳的热量引起罐内部温度的变化，从 ３％，以此估算，全世界因蒸发损耗而散失于大气中 而易于引起罐内气体空间呼吸。白天，热流流经罐 的油品约为１ ｘ １０ ｔｏ另一方面油品蒸发损耗将导致 顶和上层罐壁使油气温度上升而造成储罐气相空 严重的环境污染，由于油气和空气容易形成爆炸性 间体积膨胀出现“呼气”现象，热量的输入也会使 混合物，其爆炸下限一般为１％～６％，油气蒸发将 液面温度上升并加速油品蒸发。在夜问，相反的过 导致相应设施周围的油气浓度容易达到爆炸极限， 程会使储罐出现“吸气”现象。 聚集在地面的油气给企业和消费者带来极大的安 １．３储罐气相空间 全隐患，危及企业的安全生产，同时，直接影响职 储罐内气相空间的大小是造成油品蒸发损耗 工及周围环境其他人员的身体健康。 的又一主要原因。油罐中油品上方气相空间越大， ｌ储罐蒸发损耗的影响因素 油气呼吸损耗就越大。对于固定罐，高的气相空间， 油品损耗增加。比如，在相同温度和密封条件下， 油品蒸发损耗总量取决于油品损耗率和对应 储存同一种汽油，储油量为２０％的油罐容积时的油 的时间周期。其中影响油品损耗率的因素有：油品 品蒸发损失比储油量为９５％的油罐容积时大８倍。 收稿日期：２０１１一Ｏ２—２ｌ 作者简介： 李阳（１９８４一），男，助理工程师，陕西榆林人，主要从事油气田开发地面工艺研究工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｙａ一１ ３０３２９６０６０１＠１ ６３．ｃｏｒｎ 电话：（０９１２）３３５９５６９转５５２３。 第４０卷第５期 李 阳，等：储油罐蒸发损耗成因及对策探讨４８７ １．４储罐直径 很重要的作用。选用反射漆能降低罐壁温度，减少 热量输入。研究表明白漆对降低罐壁温度的效果最 好，铅灰次之，涂料颜色对油品损耗的影响见表２。 表１ 隔热板对油品蒸发损耗的影响 Ｔａｂｌｅ１Ｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｒｍａｌｂａｆｌｅｏｎｅｖａｐｏｒａｔｆｉｏｎｌｏｓｓ０ｆＯｉＩｐｒｏｄｕｃｔｓ 储罐直径影响气体空间体积和液面条件。直径 越大，将会减少液面温度升高，由于液相向气相空 间的传热量小于与面积增加成正比的量。 １．５储罐收发油程序 储罐收发油的次数和罐内气相的平均留空高 度对油品的储存蒸发总损耗的影响十分明显。较高 的气相高度与储罐的呼吸损耗直接相关。储罐的发 油与收油的时间安排对油品蒸发损耗也有较大的 影响，进行有计划的安排油罐收发油可以减小油品 的呼吸损耗。对于安装有罐顶油气集气管网的储罐 系统，当向一罐进料，而另一罐出料时可以保持储 罐系统中气相空间内油气相对平衡，以降低油品收 发油过程中大呼吸损耗量。 １．６储罐现状及储罐类型 储罐状况是指储罐的开口、罐壁油漆及腐蚀隋况 等。其是影响油品损耗的另一个因素，因风或热引起 油品损耗。储罐的类型对蒸发损耗也有影响，损耗量 取决于可利用的气体空间和设备的耐压限度。 ２降低油品蒸发的措施 降低油罐油品的蒸发损耗的措施包括改变油 品蒸发损耗的条件和采取有效的油气回收技术。如 减少油气空间，缩小油品蒸发表面，降低油品储存 温度等措施。 ２．１ 减少储罐内油气空间 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％。 ２．２安装隔热板 在罐顶和罐壁增设隔热板，使储罐热输入和热 损失减少，使得储罐内温度恒定，从而降低了油品 呼吸损耗，隔热板对油品蒸发损耗的影响见表１。 当反射隔热板安装在罐顶或悬吊在罐壁的外侧时， 隔热板与油罐之间形成空气夹层，降低气体空间的 温度变化，从而可降低损耗率约为５０％。 ２．３正确选用油罐涂料颜色 油罐的涂料对降低蒸发损耗和保护储罐都有 白漆是减少蒸发损耗既简单又有效的方法。据 统计，在油罐罐体上白漆可降低蒸发损耗率２０％。 表２涂料颜色对油品损耗的影响 Ｔａｂｌｅ ２ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆｐａｉｎｔｓ ｃｏｌｏｒ ｏｎ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ｌｏｓｓ ｏｆ ｏｉｌ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ２．４设置罐区罐顶气连通管网 油品罐区一般由两个以上的储罐组成，当一个 罐在进料、排气时，另一个罐可能在出料、吸气； 建立罐顶气连通管网，可以在两个罐之问形成“呼 与吸”的关系，减少整个罐区的大呼吸排气。 ２．５采用油气回收技术 传统的油气回收技术主要有冷凝法、吸收法、 吸附法。冷凝法是采用两级或三级机械制冷深度冷 凝，将大部分油气冷凝回收；吸收法是采用各种适 宜的溶剂吸收油气；吸附法应用各种适宜的固体吸 附剂（如活性炭）吸附油气，吸附剂再生利用。３ 种类型的技术各有其优点和不足之处，在此基础 上，又产生了各种改进工艺和组合工艺。排放油气 经过回收处理后达标排放，排放浓度＜２５ｇ／ｍ 。 ２．６优化操作、强化管理 加强油罐区收发油和储存管理，尽量保持油罐 在高液位储存，减小气体空间和蒸发面积。加强呼 吸阀和液压安全阀的检查、维护、使用和管理，正 常发挥呼吸阀和液压安全阀降低呼吸损耗的作用。 不打开油罐上的量油孔和透光孔等，避免油气从非 正常呼吸孔洞逸出而造成损耗。 ２＿７完善计量设备、减小计量误差 计量器的准确程度是引起计量误差的根本原 因，加强对计量器具的管理和维护。应该按规定对 计量器具定期标定，加强维护管理，降低计量误 差。 （下转第４８９页） 第４０卷第５期 林 盛，等：基于人工神经网的催化裂化故障诊断研究４８９ 物理、化学变化过程，牵扯到的变量众多，因此， 某个故障的发生常与多个参数存在内部关联。其中 Ｅ（ ）＝ ∑（ －ｙ ） ｉ＝１ 有的参数变化起主要作用，有参数变化起次要作 （５）若Ｅ（ ）＜￡则输出结果，否则进行步骤 用，还有的参数变化与故障无关。这都给故障的准 （６）。 确及时诊断造成一定障碍。常见的故障有：反应器 提升管温度过低、再生器超温、顶回流泵抽空、油 （６）若￡＜ｌＥ（ｒｖ）ｌ＜ ，则用 算法公式： 浆泵抽空、塔底液位过低等。 ｒｖ（ｋ＋１）＝ｒｖ（ｋ）一［ （ ） （ ）＋￣ｔｋＩ］ Ｊ （ ）Ｐ（ ） 训练网络，否则进行步骤（７）。 ３人工神经网模型的建立 （７）用改进公式： （ ＋１）＝ｒｖ（ｋ）一［ （ ）＋ｔ．ｔｋＩ］ Ｊ （ ）ｅ（ ）的算 ３．１模型的确立 法训练网络。 人工神经网具有很强的自适应能力，非线性映 采用这种算法后，大大提高了人工神经网的训 射能力和泛化能力也很强，对数据进行高度并行处 练速度。 理，可自然处理多输入信号。基于以上优点，采取 最常见的三层ＢＰ网来建模。要对前面所述的五种 ４结语 典型故障进行诊断，输入层神经元个数确定为５， 基于人工神经网的故障诊断系统在知识的获取 中问层神经元个数依据经验确定为３。通过对生产 和存贮、学习能力及容错性等方面都具有独特的优 数据的比较分析，选取顶循环量、顶压力、中循环 势。经过仿真发现这种方法具有较高的准确率。但 量、人形塔板上层温度、油浆下返塔循环量、塔底 也具有下列缺点： 液位、顶压力、顶循环抽出温度、中出抽出温度、 （１）对训练数据要求较高，要正确无误且能描 油浆上返塔循环量、塔底液相温度口 等１３个与上述 述系统的本质特征，要容量大、尽可能涵盖系统的 五故障关系较为紧密的可测变量作为神经网的输 状态空间。 入，因此ＢＰ网的输出层神经元个数为ｌ３。 （２）训练时间长， 尤其在对大型复杂问题求 ３＿２ ＢＰ训练算法的改进 解时，这导致在线应用时难以满足实时Ｉ生要求。 传统的ＢＰ算法，由于其本质上是一种直线搜 近年来，很多学者在神经网训练数据的选取和 索的最速下降算法，因此收敛速度缓慢 。为了提 处理以及训练算法的改进方面做了大量研究工作， 高ＢＰ算法的收敛速度，在 算法的基础上， 取得了不少成果。 做出一种改进，取得了比较好的效果。该算法的具 参考文献： 体流程如下： ［１］马昕，等．基于Ｖｉｓｕａｌ Ｐｒｏｌｏｇ的催化裂化故障诊断系统的设计与 （１）初始化权值矩阵 ０），误差允许ｅ，判别 实现 计算机与应用化学，２００９，２６（１）：３４—３８． 准则系数 。 ［２］孟帅，侯立刚，吕品超．催化裂化分馏系统的故障诊断专家系统 研究『Ｊ］．石油化工高等学校学报，２０１０，２３（２）：９３—９６． （２）计算网络的期望输出： ［３］王宇飞，吴庆宪，姜长生．基于改进Ｌ—Ｍ算法的ＮＳＶ姿态系统 ， １，２……． 。 模糊建模【ＪＪ．东南大学学报（自然科学版），２０１０，４０（１）：１０３—１０８． （３）由输入样本Ｘ ，求实际网络输出Ｙ；， ［４］李晓峰，刘光中．人工神经网络ＢＰ算法的改进及其应用 ．￣ｔ）ＪＩ 大学学报（工程科学版），２０００，３２（２）：１０５—１０９． ／＝１，２……． 。 ［５］李炯城，黄汉雄．神经网络中ＬＭＢＰ算法收敛速度改进的研究Ｉ Ｊｌ， （４）计算误差： 计算机工程与应用，２００６，４２（１６）：４６—４９；９５． （上接第４８７页） 参考文献： ［１］郭光臣，董文兰．油库设计与管理［Ｍ］．北京：石油大学出版社，１９９１． ３结论及建议 ［２］美国石油学会文件选编一油品储运部分［ｑ．１９８７：１１－２５． ［３］马变芳．油品储存蒸发损耗的原因及控制措施『Ｊ１．内蒙古石油化工， 综上所述，引起油品蒸发损耗的因素众多，弄清 ２００９（１２）：６８—６９． 『４］黄维秋，高锡祺，赵书华，等．蒸发油气回收技术的研究 油气储 储罐蒸发损耗的原因，采取切实可行的措施，及时解 运，１９９９，１８（１８）：５４． 决存在的问题，加强油品储存的管理，降低油品的蒸 ［５］钱锡俊，陈泓．油气储运技术［Ｍ］．北京：石油大学出版社． ［６］郭光臣，张志廉，周国雄，等．炼油厂油品储运［Ｍ】．北京：中国石化出版 发损耗和原油加工损耗，提高企业的经济效益。 社，１９９９．