原油运输、储存和弯曲中的蒸气压

在处理其生产和储存时，应测试原油的Reid蒸气压（RVP）和真正的蒸气压（TVP）。

蒸汽压反映了原油在处理时的性能水平。它还强调了气泡可能形成的条件，并显示了逃逸光端的压力积聚可能发生的地方。蒸汽压的测量消除了对运输原油的船只或管道造成的昂贵损害。此外，它还指导如何建设交通设施，以应对最坏的情况。

在将原油运输到分配点之前，管道运营商通常确定泡泡点和TVP。需要去除井口原油，以实现油轮，管道和存储规格。剩余量的气体可以偏离或分离以控制蒸汽压力并避免对运输介质的任何损坏。

但是，如果原油案例的蒸气压非常高，则可能发生两个主要安全问题。第一问题在转移操作时泵送空化，而第二个问题是血管或管道中存在蒸气压的存在，这可能由于温度的变化而增加。在将运输媒体暴露在阳光下原油在最坏的情况下，会造成损害。因此，建议操作人员使用蒸汽压力分析仪，以防止昂贵的损害，并提供证据，释放的原油是按照规格运输。

TVP测量和泡点测定

在工程社区内，泡泡点和TVP的准确定义是一个广泛的辩论主题。这里，术语“气泡点蒸气压”是指压力，而术语“泡点”是指温度。

根据国际海事组织的规定，泡点压力(BPP)和TVP是相等的。”TVP或泡点蒸气压是气液比为零时混合物的平衡蒸气压。它是在任何特定温度下可能达到的最高蒸气压。随着石油混合物温度的升高，其TVP也随之升高。如果TVP超过大气压，液体就开始沸腾”(IMO，2006，P140)．

在上述定义中，TVP通常是总蒸气压(P_tot）原油减去样品中的溶解气体（p_气体）和空气的蒸气压。随后的值是绝对蒸气压（p_腹肌或P._液体)，通常称为TVP，由ASTM D2879 (美国环境保护署,2006)．建议ASTM D2879技术仅用于单组分物质。原油通常是一种多组分液体，需要不同的分析方法。

当汽液比(V/L)为0/1时，TVP = BPP方程解决了与原油输送有关的常见实际问题。在浮顶罐的情况下，顶板直接放置在液态原油上，而液态原油通过管道加压。在这两种情况下，V/L比实际上为零，TVP的测量提供了在给定温度下泡点压力的准确指示。

然而，这个方程在某些情况下是不充分的。在多组分混合物中，当液体的蒸气压超过环境压力时(IMO，2006年)，无论V/L比是100/1还是0/1。因此，影响气泡点的因素有三个:温度、体积和压力。更精确的定义考虑了不同的V/L比和温度来建立泡点。在多组分混合物中，泡点是初始气泡以固定的V/L比出现的温度。

泵送空化

泵送空化被认为是原油运输过程中的主要风险。当达到v / l比的泡沫点蒸气压或达到近0/1的v / l比的v / l的比率时，据说据说是脉冲的。通常具有灾难性的影响。原油通常在泵送系统中加速，产生低压区域。如果周围的压力恰好低于原油的蒸气压，泡沫将形成，生长，最终塌陷，在泡沫表面产生高温和高压。

此外，靠近固定表面的空化气泡的塌陷，例如，在泵送系统中，将产生一个引导到相邻表面的冲击波，这导致泵或运输系统损坏。

应已知原油的蒸气压，用于编写标准操作程序，并用于适当尺寸的新泵送系统和管道。必须确保原油的蒸气压低于运输系统的压力，以获得任何预期的条件。这将防止在安装的运输系统中施加气泡和泵送空化。

如果蒸汽压力发生非常高，则必须改变温度，体积或压力。此外，可以增加运输系统内的压力以超越原油的蒸气压。燃烧或分离过量的气体也可以降低原油的蒸气压，而这反过来又降低了体积。作为第三种选择，可以降低原油运输的温度，从而降低原油的蒸气压。

主勋爵和鲁梅德建议油冷却或油脱气以降低蒸气压力：“脱气方案在选定的溶洞中去除石油中的气体，从而降低了气泡点压力和气油比，从而显著提高了系统在安全标准下的预期性能．”²

在这里，原油生产商经常面临一个复杂的问题:提取的原油不均匀。在石油生产过程中，原油的蒸气压会发生变化。此外，原油中不同天然气含量的存在显著改变了V/L比，在很大程度上提高了蒸汽压。此外，高粘度原油必须在极端温度下输送，以确保管道和泵送系统的流动。反过来，温度的变化也会对蒸汽压产生影响。

基于用原油输送的光端的量，与37.8℃（100°F）的蒸气压相比，蒸气压将相当高60℃。

大多数蒸汽压测试人员可在V/L比值为4/1且仅在37.8°C下测量原油。有时，在85°C的温度下，可以以接近0/1的V/L比输送原油。

因此，为了对泡点进行充分的风险管理，应该在V/L比为0/1和不同温度下测量蒸汽压。蒸汽压力分析仪能够监测不同V/L比和温度下的蒸汽压力，使操作人员能够立即控制他们的运输系统。

运输介质的蒸气压增加

在原油运输过程中，油轮或管道中意外的压力增加是另一个潜在的问题。“活的”原油含有挥发物，而“死的”原油在运输时大多不复杂。天然气和其他类似的挥发物会提高原油的蒸气压。当油船或管道(输送原油的介质)受到阳光直射并升温时，蒸汽压将显著上升。当活原油在20℃充注时，当活原油温度提高到50℃时，其蒸汽压会增加2倍以上。

如果现场原油以极低的V / L比运输，则温度变化的绝对压力将变得更高。在俄罗斯，必须以0.02 / 1的v / l比率测试原油的蒸气压，以将管道或油轮的条件复制。原油通常占油罐体积的98％。由此产生的蒸汽压力的增加如图1所示。

图1所示。37.8°C(100°F)不同汽液比原油蒸气压．

不同V/L比和温度下的蒸汽压测试回答了原油运输中出现的几个问题:

• 控制人员是否需要在储存或发货前降低蒸汽压力？
• 蒸汽压是否足够低，可以在运输前混入一些天然气而不会有损坏的风险?
• 如果v / l的比例为0.02 / 1（填充液体98％）的原油在50℃而不是37.8°C的情况下，蒸气压力水平将是多少，因为油罐机暴露在阳光下？
• 某些含有挥发物的粗ue案件是必不可少的，将油轮填充到90％，以防止通过过度排放的空气污染或对油轮造成损坏？

蒸气压力分析仪

持续监控蒸气压，如BPP和TVP，将帮助运营商立即控制其运输系统。Grabner Instruments'Minivap在线蒸汽压力过程分析仪设计用于测量BPP或TVP在20°C和60°C之间的不同温度，以复制TVP甚至更高的温度。该仪器还可以在0 - 1000kpa的压力范围内确定低至0.02/1的V/L比。

蒸汽压力过程分析仪包括ASTM D6377方法，该方法被认为是确定原油的蒸气压的最新标准，而无需样品制备。取代80岁加入ASTM D323方法，ASTM D6377技术用于在分析仪中确定BPP或TVP。

蒸汽压力过程分析仪的样品调节系统允许加压原油直接转印到测量室，并且蒸气压最终通过整体活塞的单个膨胀来抵抗真空。接下来，以各种v / L比进行三点膨胀序列，并进行曲线配合以以0/1的v / l比率评估TVP（也是指Lord & Rudeen出版社，2010年)．

另外，小型涂层在线蒸汽压力过程分析仪包括用于根据ASTM D6378方法测量蒸汽压力的三重扩展技术，使得可以直接测量总蒸汽压力（P_tot）样品，以及气体的蒸气压（p_气体)和液体(P_腹肌或P._液体)(请参见图2)。

图2。使用三重膨胀方法测量蒸气压测量

考虑到液体的蒸气压保持不变，而且所有组分，如溶解的空气，都服从理想气体方程(p*V)/T =常数，因此，在稳定的温度下，膨胀分三步进行。首先，建立三个总压力值，并从这些值，液体的溶解度因子，空气的分压，和液体的绝对蒸汽压计算。气体压力(P_气体)，液体的压力(P_腹肌或P._液体）和tvp（p_tot）样品每5到7分钟可用。根据ASTM循环方法建立了该测量的准确性，比传统蒸汽压力试验方法相当好。

原油混合

可用于测量RVPE和TVP的分析器将在短时间内偿还其成本。通常，炼油厂和供应商在运输到终端或植物的原油的最高蒸气压局部上达成一致。这种做法是为了保证储存和运输的安全性很重要，并确保炼油厂获得特定的原油品质。在这个过程中，原油混合提供一种促进原油加工或提高销售价格的方法。

通过将较高级原油或具有较低级原油的天然气混合，可以大大提高钻石的价格估值，以达到较低的原油，但不超过目标规格。如果通过将低成本烃与最小量的高档原油混合来达到目标​​规格，可以获得利润。最大RVP倾向于限制添加这些烃。基于在混合之前的RVP，将1％-5％烃的通常比率混合到原油中。所有混合设施的最终目标是根据标准达到蒸汽压力测试中的最高精度，因为这提高了潜在的混合比。

Minivap在线蒸汽压力过程分析仪的准确性使C₄将靠近RVP限制的混合，从而转化为最大收入。一种完全符合严格的IP，ASTM和EN标准的测量方法，以及LPG，汽油和原油的蒸气压试验的美国EPA规则，无需在实验室中进行额外的测试，以证明测量精度。

参考和进一步阅读

1.油轮专业培训，国际海事组织，模型课程1.02，版(TB102E)，伦敦，2006。

阁下D L，Rudeen D K，战略石油储备国家模型原油方程开发- - - - - -目前对测量数据的性能，研究报告，桑迪亚国家实验室，阿尔伯克基，NM和利弗莫尔，加利福尼亚州，2010。

3.有机液体储罐，汇编空气污染物排放因子， AP-42的排放因子文件，第5版，I, 7.1，空气质量规划和标准办公室，美国环保署，空气和辐射办公室，达勒姆，NC, 2006。

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