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石油储运过程罐区风险分析与储罐油气蒸发损耗量估算研究

贾志慧  
【摘要】:随着石油储运量的日益增加和罐区规模的不断扩大,储罐油气蒸发带来油品损耗及相关环境风险问题也日益突出,分析石油储运过程中的罐区风险和相关影响事件,以及准确估算储罐油气蒸发损耗量,对寻求制定切实可行的罐区风险防范措施和控制油气蒸发损耗量都具有重要意义。 本文以风险识别为基础,采用事故树方法进行石油储运企业罐区的系统风险分析;探讨储罐蒸发损耗的影响因素,测定油品蒸发损耗的关键影响参数饱和蒸气压,模拟储罐测定其油品蒸发损耗量;在此基础上推导储罐蒸发损耗量估算公式,并通过与国内外储罐蒸发损耗量估算方法的计算结果相比较进行公式估算精度分析。论文主要研究结果如下: 通过罐区物质风险和系统生产过程风险识别可以看出,罐区的主要风险是火灾、爆炸,其风险源为火源及泄漏的油品、油气。对美国、欧洲和国内的泄漏事故进行统计和成因分析表明,操作失误、设备故障、第三方损害和腐蚀是造成泄漏的主要原因。 以罐区火灾、爆炸事故为顶上事件构建事故树进行分析:事故树中或门占75%,与门占25%,可知该系统危险性大;事故树最小割集高达975组,表明引发罐区事故的可能途径多、可能性大;基本事件中结构重要度系数依次为油气浓度达到爆炸下限、通风不良的各种原因、油气泄漏的各种原因、火源的各种产生途径等,制定有效预防方案必须优先考虑这些基本事件。对各基本事件概率重要度和临界重要度排序分析得出:控制油气浓度达到爆炸下限是避免事故发生的首要事项,减少储罐呼吸作用的油气蒸发可操作性最强,控制效果显著,可有效提高系统的安全性。 剖析罐存过程中的油品蒸发损耗成因和比较分析国内外储罐蒸发损耗量估算公式,结果表明:拱顶罐呼吸损耗较浮顶罐严重,其“小呼吸”长期存在且影响因素复杂,准确定量困难。试验测定油品饱和蒸气压并模拟拱顶罐测定其“小呼吸”蒸发损耗量,试验结果表明:拱顶罐“小呼吸”蒸发损耗量随温度的变化趋势与油品饱和蒸气压随温度的变化趋势一致,原油饱和蒸气压是拱顶罐“小呼吸”蒸发损耗量的关键表征参数。 以原油饱和蒸气压为表征参数推导拱顶罐小呼吸蒸发损耗量的估算公式,并对原油蒸发损耗量试验结果进行估算,该公式估算结果偏大,平均相对误差约为4.70%。该公式估算结果与API理论公式和康氏坦丁诺夫公式估算结果比较,该公式估算精度最高,其次为康氏坦丁诺夫公式,该公式相对诺夫公式的估算结果精度提高了约3.14%,API理论式的估算精度最差。


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