专利名称：一种液体装卸过程挥发损失的测试方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及环境保护及节能技术领域，特指测定各类容器在装卸液体作业时产生的挥发损失的方法及其相应的测试系统。
背景技术：
一些容器(如立式罐、卧式罐)在装卸液体作业时会产生比较严重的挥发损失；例如，原油、汽油、柴油、石脑油等石油及石油产品、化工产品，由于受到工艺技术及设备的限制，这些液体在向油罐装卸作业时，不可避免地会有一部分较轻的液态组分汽化并逸入大气，存在着严重的挥发损失；像这类液体，其挥发损失带来的危害很大，不仅给储运各个环节带来环境污染，还会引起资源浪费，造成严重的经济损失，并使液体质量下降，影响液体的正常使用，同时也易产生不容忽视的安全隐患。 当一种容器在装卸液过程时，由于液位的不断变化就会引起挥发损失；当容器在装液过程时，液位不断上升，容器内气体受到压缩，压力升高，如果该容器为常压罐或大气罐时，容器内的气体会经过容器(或油罐)的呼吸阀或排放口排入大气，造成损失；当容器在卸液过程时，液位不断下降，容器内气体空间增大，压力减小，当压力下降到呼吸阀的控制值时，呼吸阀打开，空气被吸入容器，使得气体空间的液体蒸气浓度下降，促使液体蒸气的进一步挥发，在卸液过程结束后，容器内压力又逐渐上升，直至向容器外排出气体，造成挥发损失；液体装卸过程挥发损失的大小不仅与该液体的物性(如密度、组分)有关，还与容器的结构类型及压力等级、所处地理位置、大气温度、风向、风力等诸多因素有关。液体装卸过程产生的挥发损失是一个复杂的过程，容器装卸过程挥发损失的理论评估主要是通过建立数学模型、对挥发损失量进行估算以及分析其影响因素；但是，目前对于液体装卸过程挥发损失的估算尚无一个精度高、公认的理论公式。因此，本发明旨在开发出一种液体装卸过程挥发损失的测试方法及其相应的测试系统，利用本发明，可用来测定各种具有挥发性的液体在各种装卸条件下(如不同容器初始液体蒸气浓度、不同进出口装卸液流量、不同装卸口高度、不同容器结构及其压力等级)产生的挥发损失量，并对挥发损失量的影响因素进行评价，从而在一定程度上为降耗措施的选取和实施提供理论与实验依据，同时，还可借助本发明对已有的计算公式进行标定及误差评估。根据本发明技术特点检索了国内外数据库，尚未见过公开发表的液体装卸过程挥发损失的测试方法及其测试系统的专利。

发明内容
本发明的目的在于提供一种具有通用性的各种挥发性液体装卸过程挥发损失的测试方法及相应的测试系统，从而可为容器在进行液体装卸过程的挥发损失进行测定，并通过分析挥发损失量的影响因素，为指导降耗措施的选取和实施提供理论与实验依据。同时，还可借助本发明对已有的计算公式进行标定及误差评估。
本发明的测试内容主要包括浓度场和温度场的分布、容器排放的气液比、挥发损失量(损失率)。实现本发明目的的技术方案为
(I)在装卸液体容器内部纵向等距离布置:Te个不同高度的装液口 ；装液口的个数可以根据容器的高度以及实 际需要而定。根据数据采集的精度要求以及容器的大小，每2个装油口间的垂直距离可设计为200mnT500mm，并且最高(或最低)的装液口离容器顶部(或底部)的距离一般为200mnT300mm。其中，对数据采集的精度要求高或小容器，取较小值；否则，可取较大值。(2)在装卸液体容器内部纵向分别等距离布置若干个高灵敏度的温度测试点及若干个自吸式气体取气口，以及在气相管线出口处也分别布置I个高灵敏度的温度测试点及I个自吸式气体取气口，来分别实测装、卸过程液体蒸气的温度及浓度分布情况。根据容器的高度，沿容器内纵向布置31个温度测试点及31个自吸式气体取气口，根据数据采集的精度要求以及容器的大小，每2个温度测试点或每2个自吸式气体取气口间的垂直距离可设计为100mnT300mm，而同一平面的温度测试点与自吸式气体取气口间的水平距离可设计为200mnT350mm。假设容器内布置4个温度测试点及4个自吸式气体取气口，容器高度为H，则温度测试点及自吸式气体取气口分别布置在H/5、2H/5、3H/5、4H/5平面处，容器内温度测试点和自吸式气体取气口是用来观察容器内温度及浓度场分布的变化规律。(3)利用体积——浓度法测试原理，即用气体流量变送器测出装卸液体容器排放口排放出的液体蒸气与空气混合气的体积，再用气相色谱仪或其它合适的气体组分分析仪测出该混合气的蒸气浓度，计算出该液体的挥发损失量可根据容器挥发损失的时间长短，分割为个测试时间段，然后通过实测各个时间段的损失量，再汇总计算出装卸液体容器总的挥发损失量Am;有时，为了研究及比对方便，经常用到损失率J1, 和n具体计算如下
权利要求
1.ー种液体装卸过程挥发损失的测试系统，其特征在于所述系统由装卸液体容器、液体输送设备、エ艺管线及其配件、数据处理工作站和气体分析工作站组成；所述的エ艺管线及其配件包括管线、过滤消气器、控制阀和止回阀；所述的数据采集系统包括温度传感器、气体流量变送器、液体流量变送器、压カ表、真空表或压カ变送器和自吸式气体取气ロ ；液体从ー种装卸液体容器的排液出口管线依次通过过滤消气器、真空表或压カ变送器、液体输送设备、压カ表或压カ变送器、止回阀、液体流量变送器和控制阀分别与另一种装卸液体容器的不同高度的装液ロ相连；另ー种装卸液体容器的液体蒸气一空气混合气的出ロ管线经控制阀、自吸式气体取气ロ、温度传感器、压カ表或压カ变送器、气体流量变送器，然后通过阻火器、排放ロ排放到大气中；在另ー种装卸液体容器内不同高度以及气相管线出口处布置温度测试点及自吸式气体取气ロ ；温度传感器、压カ表、真空表或压カ变送器、液体流量变送器、气体流量变送器和温度测试点采集到的数据集中到数据处理工作站进行參数換算及运算；另ー种装卸液体容器内以及气相管线出ロ处的自吸式气体取气ロ采集的液体蒸气一空气混合气体样品送到气体分析工作站进行液体蒸气组分及浓度的分析后，再将数据也集中到数据处理工作站进行运算。
2.如权利要求I所述的ー种液体装卸过程挥发损失的测试系统，其特征在于数据处理工作站包括エ控机和打印机；气体分析工作站包括气相色谱仪或其它合适的气体组分分析仪、色谱数据处理工作站和打印机。
3.如权利要求I所述的ー种液体装卸过程挥发损失的测试系统，其特征在于所述的装卸液体容器为常规结构的液体储运容器，包括固定顶立式罐、外浮顶立式罐、内浮顶立式罐、卧式罐、油舱或车辆油箱。
4.如权利要求I所述的ー种液体装卸过程挥发损失的测试系统，其特征在于所述的液体输送设备可以是离心泵或其它可用来输送液体的动カ设备。
5.如权利要求I所述的ー种液体装卸过程挥发损失的测试系统，其特征在于装卸液体容器内部的自吸式气体取气ロ是在容器顶部开若干个ロ，然后将小ImnT 2mm的聚こ烯管或不锈钢管通过该ロ伸到容器内部设定的位置上，从而通过微负压自吸抽取指定位置气体样品，并将该气体样品送到气体组分分析仪进行组成及其浓度的分析。
6.如权利要求I或2所述的ー种液体装卸过程挥发损失的测试系统，其特征在于，所述的气相色谱仪或其它合适的气体组分分析仪的组分体积分数检测限> 10'温度传感器的测量误差> 0. TC、气体流量变送器的测量误差> 0. 05%、高精度液体流量变送器的測量误差氺0. 05%、压カ表、真空表或压カ变送器的测量误差氺IOOPa0
7.ー种液体装卸过程挥发损失的测试方法，其特征在于包括如下步骤 (1)在装卸液体容器内部纵向等距离布置:Te个不同高度的装液ロ； (2)在装卸液体容器内部纵向分别等距离布置若干个高灵敏度的温度测试点及若干个自吸式气体取气ロ，以及在气相管线出口处也分别布置I个高灵敏度的温度测试点及I个自吸式气体取气ロ，来分别实测装、卸过程液体蒸气的温度及浓度分布情况以及用来观察容器内温度及浓度场分布的变化规律； (3)利用体积一浓度法测试原理，即用气体流量变送器测出装卸液体容器排放ロ排放出的液体蒸气与空气混合气的体积，再用气相色谱仪或其它合适的气体组分分析仪测出该混合气的蒸气浓度，计算出该液体的挥发损失量可根据容器挥发损失的时间长短，分割为/7个测试时间段，然后通过实测各个时间段的损失量，再汇总计算出装卸液体容器总的挥发损失量和损失率和/7具体计算如下
8.如权利要求7所述的一种液体装卸过程挥发损失的测试方法，其特征在于所述每2个相邻装液口间的垂直距离设计为200mnT500mm，并且最高(或最低)的装液口离容器顶部(或底部)的距离为200mnT300mm ;其中，对数据采集的精度要求高或小容器，取小值；否则，取大值。
9.如权利要求7所述的一种液体装卸过程挥发损失的测试方法，其特征在于所述的在装卸液体容器内部纵向分别等距离布置若干个高灵敏度的温度测试点及若干个自吸式气体取气ロ指根据容器的高度，沿容器内纵向布置31个温度测试点及31个自吸式气体取气ロ，根据数据采集的精度要求以及容器的大小，每2个相邻温度测试点或每2个相邻自吸式气体取气ロ间的垂直距离设计为100mnT300mm，而同一平面的温度测试点与自吸式气体取气ロ间的水平距离设计为200mnT350mm。
10.如权利要求9所述的ー种液体装卸过程挥发损失的测试方法，其特征在于装卸液体容器内布置4个温度测试点及4个自吸式气体取气ロ，容器高度为H，则温度测试点及自吸式气体取气ロ分别布置在H/5、2H/5、3H/5、4H/5平面处。
全文摘要
本发明涉及环境保护及节能技术领域，特指测定各类容器在装卸液体作业时产生的挥发损失的方法及其相应的测试系统。利用本发明，还可以测试出液体装卸过程浓度场分布、温度场分布、气液比，以及这些参数受到容器内不同初始液体蒸气浓度、不同装卸液体速度、不同装液口高度的影响程度。基于本发明测试获得的装卸过程挥发损失量及浓度场分布、温度场分布、气液比，通过分析各参数的影响因素，从而可用来指导生产实践中如何降低液体装卸过程的挥发损失量。
文档编号G01F5/00GK102798420SQ20121023821
公开日2012年11月28日 申请日期2012年7月11日 优先权日2012年7月11日
发明者黄维秋, 石莉, 胡志伦 申请人:常州大学