油气密闭系统气液平衡问题的研究

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1、第28卷第5期天然气与石油Vo1．28．No．52010年1O月NaturalGasAndOil0ct．201O油气密闭系统气液平衡问题的研究许行，周绍骑，焦光伟(中围人民解放军后勤工程学院，再庆400016)摘要：油气密闭系统能否可靠运行，关键在于如何解决好系统的气液平衡问题。在对现行的油气密闭系统深入分析的基础上，提出油气密闭系统自体平衡的新观点，导出理论计算油气密闭系统气液比的公式，提供计算实例。关键词：油气密闭系统；气液比；排放；回收文章编号：1006-5539(2010)05—0006-03文献标识码：A由国家环保总局、国家质量监督检验检疫局颁器A给容器B装油或卸油时，从容器A

2、流人到容器布的《储油库大气污染物排放标准》、《加油站大B的油品与从容器B流出返回到容器A的油气体气污染物排放标准》、《汽油运输大气污染物排放积量相等，因而，在油品装车或卸车时，油气在密闭标准》于2007年8月1日起正式实施，这标志着系统内循环，不会逸人到大气环境之中。我国石油储运行业油气的无控制排放将成为历史。油气限量排放阶段的到来，意味着炼油厂及从事油品经营的油库、加油站等企业和单位今后应按新标管准的规定，在原有工艺系统上增没控制油气排放的装置。新标准的顺利施行有赖于对现行油气回收及处理技术的了解和认识。目前，油品储存、运输、装卸时排放的油气主要通过液化处理_4。。或是工艺系统密闭来控

3、制。前者如吸收法、吸附法、膜分离图1现行油气密闭系统气液平衡示意图法等需要很大的投资和运行费用；后者简便易行，经济性好，但技术上仍存在一些问题。笔哲认应该指出，上述平衡过程仅是一种理想状况。为，油库、加油站等属间歇性的作业场所，油品装卸在实际的油库、JJfl油站场所几乎不可能实现，原因是过程中油气排放的总量不大，采用工艺系统密闭的油品作为一种挥发性液体。装卸作业时，由于油品方式来控制油气的排放比较适宜。但应该指出：通问的相互冲撞、搅拌甚至飞溅，使其蒸发加剧，将导过工艺系统密闭来控制油气排放，必须解决好系统致密闭系统的气体空间内油蒸气油组分的分压增的气液平衡问题。大。此时，装卸一个体积的油

4、品，所产生的油气大于一个体积，即气液比大于1。由此可见，如果对于油1现行油气密闭系统的气液平衡过程品装卸工艺系统只作简单地封闭，那么，在装卸作业分析时势必会出现密闭系统内的压力逐渐增高。当其压力达到呼吸阀控制压力值时，油气将呼出进入大气，所谓气液平衡是指在包含气液两相物质的密闭达不到控制油气排放的效果。系统内，在循环流动过程中液相物质与气相物质同近年来，一些城市加油站安装了从美国HEALY体积相互置换，保持压力平衡。(如图1所示)用容和OPW公司、德国BORSIG公司IS]引进的油气密闭收稿Et期：2010-02—04作者简介：许行(1958一)，男，浙汀永康人，教授，硕i，主要从事油气

5、储运工程教学与科研工作。第28卷第5期许行，等：油气密闭系统气液平衡问题的研究7系统。HEALY公司为了有效回收油气，在加油枪内们完全可以推断，假如有足够长的停滞时间，作业过设置了油气流速控制阀，该控制阀随着加油的速度程中由于油品问的相互冲撞、搅拌引起的压力变化变化调节，达到气液比(A／L)为1：1的回收。OPW最终将恢复到初始状态。也就是说，油气密闭系统公司的油气回收系统由真空泵控制板、真空泵、油气的平衡其实并不需要借助于外力。回收管路、油气回收枪组成。真空泵控制板与加油以t仅是理论分析，实际的油气密闭系统自体机脉冲发生器连接，获得加油时的脉冲信号启动真平衡过程极其缓慢，它远比油品灌装

6、时问长。但这空泵，而停止加油时脉冲信号中断真空泵同时关闭。一分析结果可作为现行油气密闭系统技术改进的理根据加油机不同的脉冲分辨率，真空泵控制板调节论依据。我们只需在现行的油气密闭系统上增设一加油枪的气液比至0．95：1～1：1．05之间。压力真空阀和缓冲罐(如图2所示)。图2中增加仔细分析能够发现：无论美国还是德国引进的的缓冲罐设置在靠高位罐一侧，主要用于容纳装油油气密闭系统，从功能上讲，都只是在密闭条件下，期间因急剧蒸发所产生的大于油品的那一部分油气当受油容器压力大于规定值时，即时抽排油气来保体积量，避免作业时段内密闭气体空间压力上升而持密闭系统的气液平衡，而不能改变油品装卸时本使油气

7、呼出进入大气中。装油开始时，密闭系统压身的气液比。在这种情况下，系统要保持压力平衡，力增大，大于气液比的多余油蒸气进入缓冲罐；装油只能吸入空气或呼出油气。显然，若系统不对呼出结束后，随着油面恢复平静，气相的过饱和油蒸气将的那部分油气进一步的处理，严格意义上讲，就无法重新凝结回到液相。此时，密闭系统内压力下降，缓达到所谓的“零排放”。冲罐内的气体返回到密闭的气体空问内，系统最终恢复平衡。2基于气体分子运动论的自体平衡油缓冲罐的容积大小