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1、精品论文大集合油品罐区烃类无组织排放计算及减缓措施研究以西部某石化厂储罐区为例何凯 1，仝纪龙 2，袁九毅 2，张旭 21.兰州大学资源环境学院，兰州（730000）2.兰州大学环境质量评价研究中心，兰州(730000)E-mail: 摘要：储罐无组织排放的定量估算是石化企业污染源核查的重要内容，在一些建设项目环境影响评价中，储罐区无组织排放烃类物质也是关注的重点。本文总结了储罐无组织排放的 相关计算方法，指出了这些方法的优缺点，并以西部某石化厂储罐区为实例，进行了无组织 排放烃类物质的计算并提出了相应的减缓措施。通过对不同的减缓措施进行比较研究，从实 例角度得出了在储存油品方面浮顶罐代替拱顶
2、罐可以减少无组织排放量达到95%以上这一结 论，对于一些缺少实际运算参数的储罐区能较好地估算浮顶罐代替拱顶罐的无组织排放量及 相应的减缓量。关键词：无组织排放；储罐区；大呼吸；小呼吸Research about calculating fugitive emission of hydrocarbon in Oil Tank Area and the mitigation measuresOil Tank Area of petrochemical plant in The West as an exampleHe kai1, Tong Jilong2, Yuan Jiuyi2, Zhang x
3、u21College of Earth and Environmental Science, Lanzhou University, Lanzhou (730000)2Research Center of Environmental Quality Assessment, Lanzhou University, Lanzhou (730000)AbstractCalculating fugitive emission of Tanks is an important part of petrochemical enterprises source verification，and fugiti
4、ve emission of hydrocarbon Is the focus of attention in some environmentalimpact assessment. The paper summarizes measures to calculate unorganized emission of hydrocarbon, points out advantages and disadvantages of the measures, and researches about Measures to calculate unorganized emission of hyd
5、rocarbon and the mitigation measures with example. Conclusion that fugitive emission can be reduced 0ver 95% through Floating Roof Tank instead of vault tank from example angle is obtained through comparative study of some different mitigation measures, and the conclusion can better estimate the fug
6、itive emission and the decrement through Floating Roof Tank instead of vault tank for some tank areas that are lack of operational parameters.Key words: Fugitive Emission; Tank Area; Lw（working loss）; Ls（standard storage loss）- 5 -1. 前言1975年前苏联石油化学工业部所属企 业的调查表明，油品蒸发损耗量约占原油产 量的2.47%，其中70%发生于各种储罐区储罐 的
7、蒸发损耗1。根据石油化工企业卫生防 护距离(SH3093-1999)中典型炼油厂非甲 烷总烃无组织源强的统计结果表明，储运过 程中无组织排放量约占总量的60%。而袁小斌2的研究表明，油品储运过程损耗率达0.40.8，储罐蒸发损耗在油品损失中 所占比例最大(见图1)。可见储罐无组织排 放问题很突出，对其排放量进行正确的定量 估算，有助于摸清污染现状，为污染源核查 和区域环境规划提供依据，并能更好的达到 节约资源的目的。清罐 10%其他 10%验测定值。拱顶罐：大呼吸损失：装车装船15%储罐蒸发PYN = Q65%图1 油品储运各工序消耗比例LDW= KT K1V1(690 4Y )KV2. 储罐
8、区无组织排放量计算方N36 时， K T= 1=80 + N N36 时，6 N法K= 1P = 1 (P+ P )现阶段国内对于储罐的无组织排放估TY2Y 1Y 2算方法主要有 3 种：式中： LDW -拱顶罐年大呼吸蒸发损耗331)统计估算方法：根 据 散装 液 态石油 产 品损耗 (GB11085-89)3罐的大、小呼吸可根据储罐 类型、地区划分、季节划分、储存油品 4 个 要素通过查表得到。2)无组织排放现场监测法：首先根据 大 气 污 染 物 综 合 排 放 标 准 (GB16297-1996)附录 C 中推荐的方法设置监 控点进行监测，然后根据石油化工企业卫 生防护距离(SH309
9、3-1999)4中推荐的计 算卫生防护距离方法反推罐区的无组织排 放量。计算公式如下： Qc/Cm=1/A(BLc+0.25r2)0.50LD其中 Cm- 监 测得到的监控点浓度， mg/m3；L-罐区边界至监控点的距离，m；r- 有害气体无组织源所在生产单元的等效半 径，m；A、B、C、D-卫生防护距离计算系数； Qc-无组织排放量3)石油库节能设计导则 (SH/T3002-2000)5中推荐方法。针对储罐无组织排放可用下式进行计 算：浮顶罐： 大呼吸蒸发损耗计算公式:Lw=4QCPr/D 式中Lw-浮顶罐年大呼吸损耗量(kg/a)；Q-油罐年周转量(103m3/a)；D-油罐直径 (m)；
10、Pr-油品的密度(kg/m3)；C-油罐壁的粘 附系数(m3/l000m3)，根据美国石油学会的试量(m /a)；V1-泵送液体入罐量(m )；N-油罐年周转次数；Q-油罐年周转量(m3/a)；V-油罐容积 (m3)；K-单位换算常数，取51.6；K T -周转系 数；K1 -油品系数，汽油取1，原油取0.75；PY -油品平均温度下的蒸汽压(KPa)；PY 1 -油罐内液面最低温度所对应的蒸 汽压(KPa)； PY 2 -油罐内液面最高温度所对应的蒸汽压(KPa)； y -油蒸汽摩尔质量(kg/kmol)。综合比较以上三种方法，第一种方对于 储罐类型、规格划分较粗，计算精度较差； 第二种方法
11、需要费时、费力的现场实测，对 于一个储罐区尚好测定，要多个储罐区相互 叠加缺少可操作性；第三种方法计算精度 高，适用范围广,文采用第三种方法进行计 算。3. 实例研究以我国西部某石化厂储罐区为例，按照石油库节能设计导则中推荐的方法进行 其无组织排放量估算，并对其进行相关分 析。3.1 无组织排放量计算结果根据该厂的相关资料统计，该厂一般大 呼吸损失占总损失量的90%以上，本文按大、 小呼吸损失占总损失量的90%、10%计算。通过对储罐区储罐类型进行统计得出：储存油品拱顶罐174个、浮顶罐85个。根据储罐区运行状况，周转天数为 15 天，油罐壁的粘附系数 C 取 0.2567，油品密 度取 0.
12、8t/m3 ，通过计算得出无组织排放所 产生的烃类物质为：14756.1t/a。将整个储罐区作为面源，相对面源中心 点下风向为X坐标，由以下所列面源公式预 测其无组织排放对区域污染物浓度贡献情 况。A主要的计算公式为：3.2 减缓措施及效果结合相关研究成果，储罐的小呼吸量与 储罐内平均蒸汽空间高度有关，而储罐内液 面随着原料被使用开始下降。拱顶罐内平均 蒸汽空间高度会随原料使用增大，使小呼吸 加剧；而浮顶罐，因罐顶随液面下降而下降， 则平均蒸汽空间高度基本维持不变，小呼吸 较少。因此，用浮顶罐代替拱顶罐储存油品 是减少无组织排放的有效措施之一。为了验证浮顶罐代替拱顶罐措施的效q ( x ,y
13、, 0 ; H ) =Q A z) (y + y 0 )果，本文采用了两种代替方式：一是全面改 2 2 y H A造 为浮顶罐；二是根据计算公式及油品性exp ( 2 y + y 0 26 exp 2 2 Z 质 ，选取了单罐容积较小且用拱顶罐储存汽油、原油挥发性油品的储罐进行改造规划。结合实际监测数据，得出下表 1 的数据。表1 监测值及预测值(mg/m3)序号123监测值1.360.792.26预测值0.770.141.38预测值占监测值比例（%）56.6217.7261.06其中，2 号监测点位处于上风向，1、3 号点位处于下风向。由表 1 数据可以看出， 此储罐区对于全厂烃类物质排放的
14、浓度贡 献较大，特别对于下风向 1、3 号点位贡献 率在一半以上，结合实际石化厂的烃类物质 排放情况，有必要对此储罐区采取适当的措施，以削减烃类物质的排放量。方案一：储罐区中有拱顶罐174个，总 排放量为14299.07t/a，如果将其全面改造 为浮顶罐，改造后无组织排放量为454.56t/a，消减量达到96.83%。改造前后 轴线浓度值对比见表2和图2。方案二：本文 根据该罐区现状及油品性质，选取了单罐容 积较小（2002000 m3）且用拱顶罐储存汽 油、原油挥发性油品的19具储罐拆除。这部 分储罐无组织排放量为582.87t/a，如果拆 除后全部换为浮顶罐进行储存，无组织排放 量仅为24
15、.10t/a，减少排放量558.77t/a， 消减量达到95.87%。改造前后轴线浓度值对 比见表3和图3。表2 拱顶罐全部改造为浮顶罐后改造前后轴线浓度值+0100200300500100015002000改造前（mg/m3）6.5005.7095.0574.5143.6662.3741.6721.247改造后（mg/ m3）0.2060.1810.1610.1430.1160.0750.0530.040消减比例（%）96.8396.8396.8296.8395.4796.8496.8396.79765432100100200300500100015002000图2拱顶罐全部改造为浮顶罐后改
16、造前后轴线浓度值对比图表3分批次改造后改造前后轴线浓度值距源的轴线距离（m）0100200300500100015002000改造前（mg/m3）0.2650.2320.2060.1840.1490.0970.0730.051改造后（mg/ m3）0.0110.0100.0090.0080.0060.0040.0030.002消减比例（%）95.8495.6995.6395.6595.9795.8895.8995.080.30.250.20.150.10.0500100200300500100015002000图3分批次改造后改造前后轴线浓度值对比值通过对比以上两种方案，发现无组织排放烃类物质
17、对区域浓度贡献在改造前后均 有了质的变化，各预测点浓度值消减量均达 到了 95%以上。方案一消减量巨大，达到13844.41 t/a，但从实际的经济角度出发， 对于该企业一次改造 174 具拱顶储罐，所需 资金较大，目前无法实现，只能进行分批次 拆除和改造，从而确定了方案二。4. 结束语储罐大小呼吸的发生不仅造成大气污 染，同时也是资源极大的浪费。本文运用石油库节能设计导则(SH/T3002-2000)中推荐方法对我国西部某石化厂油品储罐区的 无组织排放烃类物质进行计算，在此基础上 提出了用浮顶罐代替拱顶罐储存油品以减 缓无组织排放，通过上述预测及分析，得出 了用浮顶罐代替拱顶罐储存油品消减量
18、均 在 95%以上这一结论，认为在经济条件允许 的情况下，新建或者改扩建储罐时应首先考 虑选择浮顶罐这一储罐类型。此外，还有其 它一些减少储罐无组织排放措施，也应该引 起重视，主要有安装油气回收装置、储罐表 面喷涂浅色涂层、水喷淋等。参考文献1闫啸.石油储罐油气蒸发损耗的成因、危害及对 策J.中国安全科学学报,1999,9(6):64-68. 2袁小斌.浅谈油品储运过程中的主要环保问题和 对策J.石油化工环境保护,2000,（1）:48-53. 3.散装液态石油产品损耗M.北京:中国标准出版 社. 4.石油化工企业卫生防护距离M.北京:中国石化 出版社. 5.石油库节能设计导则M.北京:中国石化出版社.6蒋维楣,曹文俊,蒋瑞宾.空气污染气象学教程M.北京：气象出版社,1993.90-911.作者简介：何凯（1983 年），男，在读硕 士，研究方向为环境规划、环境质量评价。