加油站油气回收检测存在的问题及解决措施.pdf

2023 年第 39 卷第 5 期石油化工安全环保技术PETROCHEMICAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY38在卸油的过程中，加油站的储油罐会以空气为介质，连接设备内的通气管与阻火通气帽。当空气中湿度与密度不变时，大量的油蒸气遇到空气后，体积不变增大，也将形成新的油气混合物。从物理角度看，油蒸气的密度比空气的密度更大。一旦在短时间内，油气混合物的浓度达到燃点时，就极有可能发生爆炸1-2。并且在爆炸过程中，不断伴随着爆炸和燃烧，导致破坏性较大。因此，研究加油站油气回收检测问题，是生产安全领域的重点课题。国外的油气回收利用技术，以相关回收装置的研制为标志，代表国家包括美国和日本等。继活性炭吸附法和吸收法等回收利用技术的出现，德国也研制出以膜分离为主要原理的油气回收技术。并在 1974 年，将一级、二级油气回收装置，铺设并应用到加油站中。随后，国外的相关课题研究重点逐渐从油气回收利用技术，转移到空气质量在线监测方面。据记载，我国的油气回收技术，始于 20 世纪七十年代，经过不断发展，在 80 年代展开了应用测试，最终在 90 年代后期出现了人工制冷油气回收装置。加油站的投入使用，使国内的冷凝法油气回收利用技术得到快速发展。随着 2007 年，我国相继颁布了污染物的排放标准，加油站的回收改造功收稿日期：2022-07-30作者简介：赵海洋，男，2013 年毕业于华中师范大学有机化学专业，硕士，主要从事油品质量检测与控制研 究 工 作，工 程 师。电 话：0874-85741241，E-mail:加油站油气回收检测存在的问题及解决措施赵海洋1，2，汪燕3，贾亮4（1.中国石油天然气股份有限公司河南销售分公司，河南 郑州 450000；2.河南中油豫博检测技术有限公司，河南 郑州 450000；3.中国石油天然气股份有限公司青海销售分公司，青海 西宁 810017；4.中国石油天然气股份有限公司河南洛阳油库，河南 洛阳 471100）摘要：针对加油站油气回收过程中，存在爆炸极限过高的问题，文章提出一种新的加油站油气回收检测方法。通过辨识加油站油气回收改造风险，依靠压力平衡原理，将闭合管路作为油气收集装置，根据气体输运性质理论，得出集油站油枪内的气液比计算公式，以此构建可燃气体浓度检测模型，并将加油站的储油罐作为密闭容器，设定防爆预警模式。实验表明：不同输出压力条件下，设计加油站油气回收检测方法的爆炸极限分别为：46.518%、37.069%、19.891%、12.235%，说明设计的加油站油气回收检测方法适用范围更广。关键词：加油站油气回收检测改造风险防爆预警能也相继展开，尤其近年来，我国私家车保有量呈逐年增加的趋势，安全问题不容忽视。1加油站油气回收检测存在的问题油气的挥发过程，不仅会对人体造成伤害，还会污染空气。在空气湿度及温度影响下，油气经过化学反应后极易产生光化学烟雾，危险系数极高。据统计，加油站的事故类型主要就是爆炸，并且卸油区和储油罐是事故频发区域。加油站的油气回收利用装置，主要就是最大限度地保证卸油过程的密闭性3。而爆炸极限就是衡量该种可燃性气体的火灾危害性。结合专业的测量仪器，经过计算，一般可得出爆炸极限范围。如果加油站油气回收检测方法中的爆炸极限范围过宽，则实用性就会大大降低。为解决该问题，以下就加油站油气回收检测方法的设计展开详细 说明。赵海洋等.加油站油气回收检测存在的问题及解决措施 392023 年第 39 卷第 5 期2加油站油气回收检测方法设计2.1加油站油气回收改造风险辨识加油站油气回收改造风险主要涉及两个层面：一是加油站本身的储油装置以及相关设施的硬件安全问题；一是油气回收检测过程中可燃性气体的挥发性等问题。尽管当前已有较多的油气回收方法，但是在加油站油气回收的三个回收阶段中还是存在一定风险。第一阶段利用管道将油罐车与加油站的地下储罐连接，将之前空气中未处理的油气加以回收4-5。第一阶段主要是依靠压力平衡原理，将闭合管路作为油气收集装置，负责收集挥发的油气。而第二阶段主要是在加油过程中，借助加油站的油枪实现油气回收，主要原理就是借助新型真空辅助式设备，在油箱和地下储罐中建立油气回收通道。第二阶段的工作又可分为集中式和分布式两种，当加油站的油枪产生负压后，充分发挥抽气泵的作用，有效减少油气挥发。到了第三阶段，油气回收改造的整个过程都是在加油站的底下储罐中实现。在安装过滤膜后通过加压操作将油气转化为液相油品。由上述阶段可知，加油站油气回收改造的主要风险如图 1 所示：图 1加油站油气回收改造主要风险从图 1 可知，上述风险可概括为：跑油、冒油，中毒、爆炸以及设备损坏等问题。从造成的后果来看，火灾爆炸和中毒是两种风险性最高的事故。中毒事故主要发生在加油站，由于汽油和柴油的苯系物等物质毒性较强，在长时间吸入后会出现昏迷，头晕，抽搐等症状，而体质较差者，甚至可能出现死亡的情况。此外，出现次数最多的就是火灾爆炸事故，但是起火爆炸的原因较为复杂，有可能是设备损坏，也可能是跑油冒油事故导致的。因此，辨识加油站油气回收改造风险的步骤是十分必要的。2.2可燃气体浓度检测模型构建由于爆炸事故的发生地点通常是储油罐区，其作为有限空间，必须检测可燃气体浓度。从成分上来讲，加油站的油气是包含多种烃组分的可燃性混合气体，因此，根据气体输运性质理论，在非低压状态下，可燃气体的浓度表达公式为：（1）式中，储油罐中的可燃气体的摩尔分数；r储油罐中可燃气体的粘度；i加油站油气组分。在已知储油罐内可燃气体的组分时，该种气体的摩尔质量计算公式为：（2）式中，h 可燃气体组分的分子分数，%；其余变量含义与式（1）相同。根据排放标准可知，加油站的油气回收检测装置的气液比规范数值应处于 1.01.2，否则就会引发安全事故。由此得出集油站油枪内的气液比计算公式：（3）式中，单位时间内加油站回收油气的体积；D加油设备的付油量。同时，将储油罐在燃烧过程中的压力和温度等参数作为模型的指标，分别提取可燃气体的浓度变化规律。同时，将可燃气体的填装量作为参数，构建可燃气体浓度检测模型。基于上述计算，完成构建可燃气体浓度检测模型的步骤。2.3防爆预警模式设定除了对加油站的相关设备进行安全管控之外，还需要设定防爆预警模式。据加油站油气回收改造风险辨识的步骤可知，加油站的工作人员中毒是诸多风险中对人体伤害较大的一种事故。利用先进的可燃气体探测报警设备，在加油站的密闭空间中进行安装调试。将危险气体的检测浓度阈值，调至气体爆炸下限的 30%，保证有充足的时间降低安全风险。为了有效降低火灾爆炸事石油化工安全环保技术402023 年第 39 卷第 5 期故的发生概率，提前制定安全响应机制。同时，由于受适配性等因素的影响，气液比检测的过程中还会存在一定偏差，因此要同时得出液相油品与真实蒸压的关联关系。具体计算式如下：（4）式中，储油罐内的温度；回归参数；Y油气蒸馏曲线的斜率；温度修正系数。将加油站的储油罐作为密闭容器，根据守恒定理，得出可燃气体的放气时间：（5）式中，t储油罐内的初始气压；V气动回路耗时。在设定防爆预警模式的过程中，需要额外对加油站油气回收检测的操作流程进行规定。同时，需制定详细的安全操作流程。在安装可燃气体探测报警设备的同时，在需要空气流通的地方配备轴流风机。当检测到加油站油气浓度超标后，则及时关闭通风换气装置。在油气回收环节开始之前，依次检查储油设备的密闭性，确保压力阀和真空阀的使用状态良好。校准传感器参数，输入油仓容积和编号等信息。保证加油站在工作的过程中，各部位的管线气动阀门处于关闭状态，并且将油气回收管道与油仓之间安装隔离装置。同时，连接探测报警设备。在上述描述的基础上，完成设定防爆预警模式的步骤。3实验分析3.1实验准备本次实验保证各组之间不存在化学反应，并且燃烧过程中不存在催化作用的条件下进行。为了保证实验结果的准确性，准备 3 台油气回收检测仪，并且选择材质为铝塑材料的外壳。按照可燃性气体的危险等级进行参数设置，将检测仪的最大氮气输入压力设置为 35 kPa，使用场景的外界温度保证在-2055。并将压力传感器与密闭性压力表的量程参数设置在 02.25 kPa。此外，将转子流量计与气体流量计的量程范围控制在15150 L/min。同时，还要保证在检测过程中的最大电流在 280 mA 范围内。完成上述实验准备后，得出实验结果。3.2实验结果由于爆炸事故的发生，往往是在爆炸极限的范围内，爆炸范围越大易燃性越强。同时，爆炸还受所处环境的组分、压力温度以及杂质等外界因素影响。因此，选取基于改进遗传算法的加油站油气回收检测方法、基于自动加载技术的加油站油气回收检测方法，与此次设计的加油站油气回收检测方法进行对比测试，对比在不同的输出压力条件下，3 种加油站油气回收检测方法的爆炸极限。在已知油气浓度与爆炸极限之间存在必要关联的基础上，爆炸极限的计算公式为：（6）式中，Q1，Q2，Qn油气浓度；P1，P2，Pn各组油气的体积分数。由此得出 3 种检测方法的实验结果，具体如表 1 表 4 所示。表 1输出压力 5 kPa 爆炸极限%实验 次数基于改进遗传算法的加油站油气回收检测方法基于自动加载技术的加油站油气回收检测方法此次设计的加油站油气回收检测方法154.12254.31345.316256.71155.71547.585359.00256.22849.112458.24854.71944.815556.90953.60243.998658.22156.84645.152757.36653.47747.841855.74758.41648.115958.12157.31347.9161055.15555.61645.333由表 1 可知，输出压力为 5 kPa 的加油站油气回收检测方法与另外两种检测方法的爆炸极限分别为：46.518%、56.960%、55.625%。由表 2 可知，输出压力为 15 kPa 的加油站油 赵海洋等.加油站油气回收检测存在的问题及解决措施 412023 年第 39 卷第 5 期气回收检测方法与另外两种检测方法的爆炸极限分别为：37.069%、42.926%、41.313%。表 2输出压力 15kPa爆炸极限%实验 次数基于改进遗传算法的加油站油气回收检测方法基于自动加载技术的加油站油气回收检测方法此次设计的加油站油气回收检测方法142.51539.84836.414241.08438.61135.822342.91639.54437.919443.77844.36136.224549.54438.51538.337641.69938.91641.512742.50246.44539.704843.74839.61341.719942.47148.11532.3161039.36439.16630.718表 3输出压力 25kPa 爆炸极限%实验 次数基于改进遗传算法的加油站油气回收检测方法基于自动加载技术的加油站油气回收检测方法此次设计的加油站油气回收检测方法132.48429.31620.647231.71928.74521.304323.85830.31916.718427.12232.74517.614531.91533.64917.317631.82232.47816.949722.71634.61225.660829.88429.46518.747928.03128.74322.9441029.79629.00421.007由表 3 可以看出，输出压力为 25 kPa 的加油站油气回收检测方法与另外两种检测方法的爆炸极限分别为：19.891%、28.935%、31.148%。由表 4 可知，输出压力为 35 kPa 的加油站油气回收检测方法与另外两种检测方法的爆炸极限分别为：12.235%、18.820%、19.801%。从实验结果可以看出，此次设计的加油站油气回收检测方法在不同数值的输出压力条件下，其爆炸极限始终低于另外两种加油站油气回收检测方法。4结语 结合加油站的油气回收作用原理，设计的加油站油气回收检测方法，在一定程度上提高了相关操作的安全性。通过一系列计算，减小了可燃气体的波动误差，提供了更加完善的操作模式。接下来将致力于油气扩散的计量。对安全风险的影响展开讨论。参考文献：1 王思宇，黄玉虎，胡玮，等.加油站油气处理装置作用及 VOCS排放现状 J.环境科学研究，2021，34（2）：279-285.2 王岩.2020 年四川邛崃市加油站油气回收现状调查研究 J.能源技术与管理，2021，46（1）：162-163.3 陈国文.加油站油气回收装置的校准方法J.上海计量测试，2020，47（2）：50-51.4 刘江涛，顾坚，杨焕，等.油气回收在线监控系统的加油站组网研究 J.机电产品开发与创新，2020，33（2）：33-34.5 韩尤杰，刘敬越.加油站油气回收的液阻检测分析 J.中国资源综合利用，2022，40（5）：177-178.表 4输出压力 35kPa 爆炸极限%实验 次数基于改进遗传算法的加油站油气回收检测方法基于自动加载技术的加油站油气回收检测方法此次设计的加油站油气回收检测方法119.61623.51211.236220.33417.71412.033318.74518.90611.549419.44819.45412.377516.74321.71811.202617.42222.54612.945718.51519.81911.916819.04318.00713.077920.17917.35912.5491018.15218.97713.465work of the nitrogen pipeline,change of operations and safety management.The analysis identified the following problems:the fire work was against related regulations;regulations on construction safety(three inspections and four regulations)were not strictly implemented;safety risks and hazards were not rectified in time;there was a lack of safety management in the inspection and control process and the employees awareness of safety risks was low.Aiming at these problems,the paper put for-ward some suggestions on safety precaution and control.Key words:crude benzene storage tank;process safety;risks and hidden dangers;accident prevention and controlEXISTING PROBLEMS AND SOLUTIONS OF OIL AND GAS RECOVERY DETECTION IN GAS STATIONS38Zhao Haiyang1,2,Wang Yan3,Jia Liang4.(1.PetroChi-na Henan Marketing Company,Zhengzhou,Henan,450000;2.Henan PetroChina Yubo Testing Technology Co.,Ltd.,Zhengzhou,Henan,450000;3.PetroChina Qinghai Marketing Company,Xining,Qinghai,810017;4.Henan Luoyang Oil Depot of PetroChina,Luoyang,Henan,471100)Abstract:In the process of oil and gas recovery at gas stations,there is a problem of high explosion limits.Aiming at this problem,a new detection method for oil and gas recovery at gas stations is proposed.By identi-fying the risks of oil and gas recovery and revamp at gas stations and relying on the principle of pressure balance,a closed pipeline is used as an oil and gas collection device.Based on the theory of gas transportation prop-erties,a calculation formula for the gas-liquid ratio in the oil gun of the gas gathering station is derived,and a combustible gas concentration detection model is con-structed according to this formula.The oil storage tank of the refueling station is used as a closed container,and an explosion-proof warning mode is set.The experimen-tal results are as follows:under different output pressure conditions,the explosion limits of the designed gas sta-tion oil and gas recovery detection method are 46.518%,37.069%,19.891%,and 12.235%respectively,which in-dicates that the designed gas station oil and gas recovery detection method has a wider application range.Key words:gas station;oil and gas recovery testing;revamp risk;explosion-proof warningAPPLICATION OF DUAL PREVENTION MECH-ANISM IN THE TANK AREA OF NORMAL TO-TAL PRESSURE DEVICE IN ETHYLENE FAC-TORY42Zhong Jianlong,Zhou Hongbo,Li Xiang,Sun Yujun,Xu Xingu.(PetroChina Dushanzi Petrochemical Company,Dushanzi,Xinjiang,833699)Abstract:Dual prevention mechanism refers to the dual control of risk classification prevention and control and the management of hidden dangers.Through the applica-tion of dual prevention mechanism in the tank area,the risk control capacity in the tank area will be improved;the level of risk classification prevention and control will be implemented,and the control of hidden dangers will be strengthened.The foundation of intrinsically safe pro-duction and operation of tank farms will be strengthened.Key words:dual prevention mechanism;risk preven-tion and control in tank farm;investigation and man-agement of hidden dangersON THE DETERMINATION METHOD OF SUL-FUR CONTENT BY X-SUPREME 8000 X-RAY FLUORESCENCE SULFUR ANALYZER46Hou Huiyu1,Li Guangyi1,Jiang Jianying2.(1.Petroleum Chemical Engineering Department of Guangzhou Insti-tute of Technology,Guangzhou,Guangdong,510725;2.SINOPEC Guangzhou Company,Guangzhou,Guang-dong,510726)Abstract:This paper mainly tests and discusses the analysis method of X-Supreme 8000 X-ray fluores-cence sulfur analyzer for accurate determination of sulfur content in crude oil,gasoline and diesel feed-stock oils,naphtha,diesel products,aviation kerosene products and other oils.The analytical conditions have been optimized,and different working curves have been established according to different sulfur contents,and the correlation coefficients were all greater than 0.999.The experimental results indicate that X-Supreme 8000 X-ray fluorescence sulfur analyzer can accurately deter-mine the sulfur content of crude oil,gasoline and diesel feedstock oils,naphtha,diesel products,and aviation kerosene products.The repeatability and reproducibility of the results can meet the requirements of the current effective method GB/T 17040-2019.Key words:X-ray fluorescence sulfur analyzer;X-Su-preme 8000;sulfur contentNUMERICAL SIMULATION STUDY ON THE DIFFUSION LAW OF CRUDE OIL LEAKAGE FROM UNDERWATER CRUDE OIL PIPE-LINE50Wang Xiaoyu.(Safety and Environmental Protection Tech-nology Supervision Center,Panjin,Liaoning,124011)Abstract:It is difficult to detect and predict under-water crude oil pipeline leakage,which poses a great challenge to the handling of crude oil leakage.Based on FLUENT software,this paper analyzes the diffusion process of crude oil inside the water body during its up-ward flotation when a leakage occurs in a(river bottom/seabed)underwater crude oil transportation pipeline.And it studies the diffusion shape and diffusion law of the leaked crude oil when it reaches the water surface under windless or windy conditions.The results show that:un-der the research conditions of this paper,when the spilled oil reaches the surface of the water body,the crude oil is round on the surface of the water body,and gradually spreads to the surrounding area with the passing of time,and changes from a round shape to an oval shape,and ul-timately a larger range of diffusion occurs in the broken and separated shape presented in different directions un-der the windless condition;and under the windy condi-tion,the diffusion of the crude oil is mainly displayed as a drift along with the direction of the wind,and the shape of the crude oil remains largely unchanged.ABSTRACTSPETROCHEMICAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGYBimonthly.20 Oct.2023 Vol.39 No.5