孫 東, 林日億, 苗明強, 周廣響, 馮洪慶, 范 璐, 鄭煒博

(1.中國石化勝利油田技術(shù)檢測中心,山東東營 257061; 2.中國石油大學(xué)儲運與建筑工程學(xué)院,山東青島 266580;3.中國石化工程建設(shè)有限公司,北京 100101)

原油儲罐溫室氣體排放核算方法研究

孫 東1, 林日億2, 苗明強2, 周廣響3, 馮洪慶2, 范 璐1, 鄭煒博1

(1.中國石化勝利油田技術(shù)檢測中心,山東東營 257061; 2.中國石油大學(xué)儲運與建筑工程學(xué)院,山東青島 266580;3.中國石化工程建設(shè)有限公司,北京 100101)

原油儲罐是油氣生產(chǎn)上游環(huán)節(jié)中不可忽略的溫室氣體逸散排放源。為探究原油儲罐溫室氣體排放情況,對儲罐溫室氣體排放過程進(jìn)行分析,建立基于氣體狀態(tài)方程、連續(xù)性方程和絕熱條件下的能量方程的儲罐小呼吸溫室氣體排放核算模型,修正Vasquez-Beggs(VB)閃蒸排放模型,得到一次、二次沉降罐和凈化罐溫室氣體排放核算方法,并與實測數(shù)據(jù)、API經(jīng)驗公式計算值進(jìn)行對比。結(jié)果表明:儲罐溫室氣體排放的理論計算與實際情況吻合較好,所修正的VB模型與小呼吸損耗模型可準(zhǔn)確地評估原油儲罐溫室氣體的排放量;儲罐小呼吸損耗與閃蒸損失相比不能忽略,驗證了模型的準(zhǔn)確性。

原油沉降罐; 溫室氣體; 核算方法; 排放因子

石油石化行業(yè)是中國能源消耗和溫室氣體(GHG)排放的主要行業(yè)之一,其節(jié)能減排對中國實現(xiàn)碳排放目標(biāo)具有重要意義。油氣生產(chǎn)過程排放的溫室氣體主要為二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)及少量的氧化亞氮(N2O)。在油氣上游生產(chǎn)環(huán)節(jié)中,原油儲罐是主要的溫室氣體逸散排放源,約占總逸散排放量的40%[1-2]。儲罐揮發(fā)出的氣體中含有大量的甲烷。甲烷是一種主要的溫室氣體,以單位分子數(shù)而言,甲烷的溫室效應(yīng)比二氧化碳的大25倍[3]。大量的甲烷逸散到環(huán)境中,造成溫室效應(yīng)的同時也浪費了大量的能源。原油儲罐氣體的揮發(fā)可分為:閃蒸排放、大呼吸排放和小呼吸排放。原油的閃蒸原理廣泛應(yīng)用于原油的穩(wěn)定和煉化過程,閃蒸計算也一直是石油領(lǐng)域的研究熱點。目前其主要的閃蒸計算方法有:經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式法、試驗室測量法和軟件模擬法。Vasquez等[4]擬合出計算原油氣油比的經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式(VB),但VB關(guān)聯(lián)式最初是用來計算油藏在泡點壓力下的氣油比,計算儲罐的閃蒸排放并不適合[5]。Valko等[6]利用Valko-McCain關(guān)聯(lián)式(VM)計算儲罐閃蒸排放雖然參數(shù)范圍符合要求,但由于關(guān)聯(lián)式考慮的影響因素單一,導(dǎo)致模型精度不高[5]。目前對于儲罐的閃蒸排放研究主要集中在計算儲罐閃蒸出氣體的總量,對于儲罐的大小呼吸排放,美國石油學(xué)會(API)[7]給出的大呼吸公式包含的影響因素有油品損耗量、收油量、油罐周轉(zhuǎn)情況和原油品質(zhì)等;小呼吸公式主要考慮了原油蒸汽壓、油罐尺寸、原油液面高度、大氣平均溫差、原油品質(zhì)等參數(shù)。儲罐的溫室氣體主要來源于儲罐的閃蒸排放,大小呼吸排放產(chǎn)生的溫室氣體較少[8]。Smith等[9]得出了科羅拉多地區(qū)儲罐總排放氣體的平均排放因子,但并沒有對儲罐排放氣體中溫室氣體的含量進(jìn)行研究。Hendler等[10]計算出儲罐排放揮發(fā)性有機物(VOC)的排放因子,但沒有對儲罐排放氣體的規(guī)律和模型進(jìn)行更深入的研究。對于儲罐閃蒸排放的研究方面,國外相關(guān)關(guān)聯(lián)式主要集中在計算儲罐閃蒸出氣體的總量,對于閃蒸出的氣體中溫室氣體的含量并無深入研究,且考慮的影響因素單一,模型精度不高;國外研究方法、計算內(nèi)容和結(jié)論不完全適合國內(nèi)油氣生產(chǎn)。為了解原油儲罐溫室氣體排放狀況,筆者通過對儲罐閃蒸排放、大小呼吸排放溫室氣體過程進(jìn)行分析,基于氣體狀態(tài)方程、連續(xù)性方程和絕熱條件下的能量方程,建立儲罐溫室氣體排放核算模型,并與實測數(shù)據(jù)、API經(jīng)驗公式計算值進(jìn)行對比驗證。

1 儲罐溫室氣體排放形式

原油儲罐溫室氣體的排放形式分為3種:閃蒸排放(flashing loss)、大呼吸排放(working loss)和小呼吸排放(breathing loss),見圖1。閃蒸排放是指當(dāng)原油從分離器進(jìn)入儲罐時,由于壓力突然降低,高壓下溶解在原油里的天然氣,由液相“閃蒸”到氣相的過程。大呼吸排放是指在油罐收發(fā)油的過程中,由于儲罐油液面的改變所導(dǎo)致的排放。小呼吸排放則是由季節(jié)、晝夜溫差變化所導(dǎo)致的排放。儲罐溫室氣體的排放是一種無組織的逸散排放,由于影響因素較多,規(guī)律性不強,核算較為困難。為建立儲罐溫室氣體排放模型須對儲罐進(jìn)行相應(yīng)的測試。

圖1 儲罐溫室氣體排放示意圖Fig.1 Crude oil tank greenhouse gas emission chart

在儲罐實際的運行狀態(tài)中,閃蒸排放、大呼吸和小呼吸排放這3種形式通常是同時發(fā)生并相互影響的。由于影響因素復(fù)雜,現(xiàn)有計算公式所需參數(shù)較多,在碳核算過程中使用受到限制,目前有實地監(jiān)測法、排放因子法等核算方法來核查儲罐排放量,但數(shù)據(jù)相差較大。

2 數(shù)學(xué)模型建立

2.1 小呼吸模型分析

小呼吸排放是指儲罐在靜止儲存狀態(tài)下,隨著外界環(huán)境(氣溫、壓力)的變化所導(dǎo)致的排放。影響小呼吸排放的因素主要有:原油性質(zhì)、氣象條件、儲罐大小等。

基于氣體狀態(tài)方程和擴散方程等公式推出了新的計算固定頂罐的小呼吸損耗的公式[7],表示為

(1)

式中,Ls為小呼吸損耗量,kg/d;D為罐頂呼吸閥直徑,m;Hvo為罐內(nèi)氣體空間當(dāng)量高度,m;Ks為排出氣體飽和因子;KE為氣體空間膨脹因子,1/d;Wv為罐內(nèi)氣體密度,kg/m3。

API MPMS Chapter19 新版中[7]依然沿用了此公式,但在應(yīng)用氣體狀態(tài)方程時,忽略了原油表面蒸發(fā)的過程,見圖2。

p1a=pATM+pBV,

(2)

p2a=pATM+pBP.

(3)

式中,p1a和p2a分別為狀態(tài)1和狀態(tài)2下的絕對壓力,kPa;pATM為大氣壓力,kPa;pBV和pBP為狀態(tài)1和狀態(tài)2下的氣體表壓,kPa。

圖2 儲罐小呼吸公式推導(dǎo)示意圖Fig.2 Formula derivation of crude oil tank standing loss

氣體總物質(zhì)的量為

(4)

式中,nT為氣體總物質(zhì)的量,mol;pV為氣體壓力,kPa;R為摩爾氣體常數(shù),8.314 5 J/(mol·K);T為溫度,K。

小呼吸損耗可計算為

LS=ρGΔVyV.

(5)

式中,ρG為氣體密度,kg/m3;ΔV為油罐呼吸前后體積差,m3/d;yV為排出油蒸汽體積分?jǐn)?shù),%。

而在一個呼吸周期中小呼吸損耗的計算式為

(6)

二者相等,有

(7)

文獻(xiàn)[7]中的小呼吸公式基于擴散理論,對于呼氣量大的一次沉降罐不再適用,因此須推導(dǎo)新型小呼吸模型。

油氣損耗的過程是一個動態(tài)過程,蒸發(fā)損耗過程如圖3所示?？捎蓺怏w狀態(tài)方程、連續(xù)性方程和絕熱條件下的能量方程來描述。

圖3中,1-1面為油罐所儲存原油的液面,0-0面為油罐剛呼出氣體的界面。油田聯(lián)合站中的一次、二次沉降罐和凈化油罐在實際運行過程中大都是同時進(jìn)出液體的,并且工藝要求所儲液體溫度較高,因此這些油罐大都是在不斷地呼出氣體。假定在所研究的時間段氣體的呼出(流出)是穩(wěn)態(tài)的,即流出速度不變;氣體在從液面到離開油罐的過程為絕熱過程。

圖3 油氣損耗原理示意圖Fig.3 Principle of oil and gas loss

根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程:

(8)

連續(xù)性方程:

ρ1V1A1=ρ0V0A0.

(9)

絕熱條件下氣體的能量方程:

(10)

可推得油田儲油罐小呼吸損耗為

(11)

式中,ρ1、ρ0分別為氣體在1-1、0-0處的密度,kg/m3;T1、T0分別為氣體在兩處的溫度,℃;p1、p0分別為氣體在兩處的壓力,kPa;V1、V0分別為氣體在兩個截面處呼出氣體體積,m3;MV為氣體的平均分子量,g/mol。A1、A0分別為在1-1,0-0處橫截面積,m2;K為絕熱指數(shù),無量綱。

公式(11)基于氣體狀態(tài)方程、連續(xù)性方程和絕熱條件下的能量方程推導(dǎo)而成,為聯(lián)合站沉降罐小呼吸損耗的新型計算模型,綜合考慮了聯(lián)合站油罐具有儲存原油周期短、溫度高和蒸發(fā)量大等特點,以及原油的靜止損耗通常只有呼的過程而無吸的過程,對于呼氣量大的一次沉降罐也有一定的適用性。

2.2 大呼吸模型

大呼吸排放是指儲罐收發(fā)油過程中油液面改變所致的排放。油罐進(jìn)油時,由于油面逐漸升高,氣體空間逐漸減小,罐內(nèi)壓力增大,當(dāng)壓力超過呼吸閥控制壓力時,一定濃度的油蒸氣開始從呼吸閥呼出,直至油罐停止收油,所呼出的油蒸氣造成油品蒸發(fā)的損失。油罐向外發(fā)油時,由于油面不斷降低,氣體空間逐漸增大,罐內(nèi)壓力減小,當(dāng)壓力小于呼吸閥控制真空度時,油罐開始吸入新鮮空氣,由于油面上方空間油氣未達(dá)到飽和,促使油品蒸發(fā)加速,使其重新達(dá)到飽和,罐內(nèi)壓力再次上升,造成部分油蒸氣從呼吸閥呼出。API大呼吸計算公式為

(12)

式中,Lw為大呼吸排放量,kg/d;VQ為凈工作損失量,kg/a;KN為周轉(zhuǎn)系數(shù),取決于周轉(zhuǎn)期N(N≤36,KN=1;N>36,KN=(180+N)/(6N));KC為產(chǎn)品因數(shù)(原油的KC為0.75,精煉石油和單一組分石油產(chǎn)品的KC均為1);KB為通氣孔設(shè)置校正因子。

2.3 閃蒸排放模型

當(dāng)液體與氣體接觸時,高壓條件下氣體會溶解到液體中。當(dāng)液體處于大氣環(huán)境壓力下時,溶解氣會快速地逸散出來,這一過程稱為“閃蒸”。

原油流經(jīng)分離器到達(dá)儲罐時,由于原油的壓力突然降低到環(huán)境壓力,會發(fā)生閃蒸現(xiàn)象,甲烷等有機化合物便從原油中逸散出來,從而導(dǎo)致了溫室氣體(CH4、CO2)的排放。

用VB關(guān)聯(lián)式計算油藏泡點壓力和溫度下溶解氣的氣油比,表示為

(13)

其中

γ=141.5/ρ-131.5 .

式中,Rs為溶解氣氣油比,m3/m3;SGs為實際條件下分離器氣體相對密度(建議缺省值為0.9);ps為分離器工作壓力,kPa;Ts為分離器工作溫度,℃;γ為儲罐原油重度系數(shù);ρ為原油密度,kg/m3;C1、C2、C3分別為經(jīng)驗系數(shù)。

當(dāng)γ≤30時,C1=0.021 9,C2=1.093 7,C3=25.724;當(dāng)γ>30時,C1=0.017 8,C2=1.187 0,C3=23.931。

計算儲罐氣油比的經(jīng)驗關(guān)系式為

lnRST=3.955+0.83Z-0.024Z2+0.075Z3.

(14)

式中,RST為溶解氣氣油比,m3/m3;Z為經(jīng)驗系數(shù)。

通過對現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知,分離器溫度、壓力、原油流率、原油組分等參數(shù)對溫室氣體排放的影響基本呈線性關(guān)系。在聯(lián)合站現(xiàn)場所測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上利用多元線性回歸方程對各影響因素進(jìn)行擬合。

將儲罐運行參數(shù)代入所得擬合公式進(jìn)行計算,發(fā)現(xiàn)所得數(shù)據(jù)與實際值相差過大,經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)所擬合公式變量較少,考慮因素單一,模型精度較低,因此須舍棄。

由于自身所建模型誤差太大,考慮對現(xiàn)有模型進(jìn)行修正。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn),VB關(guān)聯(lián)式比其他相關(guān)模型的精度稍高,對VB關(guān)聯(lián)式進(jìn)行修正。

將VB關(guān)聯(lián)式所得計算結(jié)果與模擬結(jié)果及現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)二者關(guān)系密切。對其擬合如下,見圖4。

圖4 擬合結(jié)果圖Fig.4 Fitting result chart

修正所得模型如下:

計算修正后的閃蒸氣量為

(15)

其中

(16)

式中,Qg為修正后的閃蒸氣量,m3/d;Q為儲罐日轉(zhuǎn)油量,m3/d;SGc為分離器氣體相對密度(修正到分離器壓力為689.48 kPa)。

修正后的閃蒸溫室氣體排放量為

Lf=Qg(21MWCH4XCH4+MWCO2XCO2)/VS,

(17)

式中,Lf為修正后的閃蒸溫室氣體排放量,kg/d;MWCH4為CH4摩爾質(zhì)量,kg/kmol;MWCO2為CO2摩爾質(zhì)量,kg/kmol;XCH4和XCO2分別為閃蒸氣體中含CH4和CO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù),%;VS為理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)條件下的摩爾體積,m3/kmol。

2.4 儲罐溫室氣體排放模型

2.4.1 一次沉降罐

對于一次沉降罐和二次沉降罐,由于其液位保持不變,所以在其運行過程中有小呼吸損耗,而無大呼吸損耗。由于油罐與上一級容器之間存在壓差,所以有閃蒸損失。沉降罐損耗為閃蒸損失與小呼吸損耗之和,即:總損耗=閃蒸損失+小呼吸損耗,表示為

L1=Lf+Ls.

(18)

式中,L1為一次沉降罐總損耗,kg/d。

2.4.2 二次沉降罐/凈化罐

對于二次沉降罐和凈化罐,其液位是不斷變化的,所以在其運行過程中既有小呼吸損耗,又有大呼吸損耗。由于油罐與上一級容器之間不存在壓差,所以無閃蒸損失。沉降罐損耗為大、小呼吸損耗之和,即:總損耗=小呼吸損耗+大呼吸損耗,表示為

L2=LW+Ls.

(19)

式中,L2為二次沉降罐或凈化罐總的排放氣體量,kg/d。

3 模型驗證及誤差分析

為驗證以上模型,將模型計算值與實地監(jiān)測值進(jìn)行對比,并進(jìn)行誤差分析。閃蒸模型計算過程中涉及的參數(shù)有分離器壓力、分離器溫度、原油密度、儲罐日轉(zhuǎn)油量;小呼吸排放模型計算過程中涉及到的參數(shù)有儲罐揮發(fā)出氣體的密度、溫度及壓力,儲罐橫截面積、呼吸口面積、呼吸口設(shè)定壓力值;大呼吸排放模型計算過程涉及的參數(shù)有年周轉(zhuǎn)量、年周轉(zhuǎn)次數(shù)、油品系數(shù)、儲罐蒸汽相對分子質(zhì)量等參數(shù)。

3.1 新型小呼吸損耗模型驗證

為驗證所建立的新型小呼吸模型,將模型計算值與實地監(jiān)測值進(jìn)行對比。由于大多數(shù)聯(lián)合站原油儲罐均是同時進(jìn)出液體,油罐呼出的氣體中既有小呼吸損耗又有閃蒸損失,因此無法準(zhǔn)確地進(jìn)行原油儲罐小呼吸損耗模型的驗證。為此選擇了聯(lián)合站的原油沉降備用罐進(jìn)行小呼吸排放研究。當(dāng)該備用罐在儲存的原油達(dá)到工藝要求的最大液位后,將油罐的進(jìn)出油閥門全部關(guān)閉,這樣在經(jīng)過一段時間的沉降后,油罐呼出的氣體均來源于小呼吸損耗,因此可以用于驗證新的小呼吸損耗計算方法。

模型誤差的定義式為

(20)

式中,ε為模型誤差,%;Lmc和Lc分別為模型計算值和現(xiàn)場實測值,kg/d。

將實測值與API經(jīng)驗公式即公式(1)計算值及所推導(dǎo)新型小呼吸模型計算值進(jìn)行對比,見表1、2(溫室氣體排放量折算為CO2當(dāng)量)。

表1 小呼吸損耗量對比Table 1 Comparison of small respiration loss kg/d

表2 小呼吸損耗量計算誤差對比Table 2 Error comparison of small respiration loss %

由表1、2可以看出,利用API經(jīng)驗公式所得計算結(jié)果與現(xiàn)場實測值之間誤差很大,這說明API經(jīng)驗公式并不符合聯(lián)合站油罐油氣損耗的實際情況;而所推導(dǎo)新型小呼吸損耗模型所得計算結(jié)果與現(xiàn)場實測值最為接近,誤差較小。由此可見,新型小呼吸損耗模型在計算聯(lián)合站油罐的小呼吸排放方面準(zhǔn)確可行。

3.2 閃蒸損耗模型驗證

為驗證所修正的儲罐閃蒸排放模型,將模型所得計算值與聯(lián)合站現(xiàn)場監(jiān)測值進(jìn)行對比分析。閃蒸模型在計算過程中涉及的參數(shù)主要有:分離器壓力、分離器溫度、原油密度、儲罐日轉(zhuǎn)油量;由于原油儲罐溫室氣體的排放除了閃蒸排放(損失)外,還有其他形式排放(大、小呼吸損耗),因此無法在原油儲罐中對閃蒸損失計算模型進(jìn)行準(zhǔn)確驗證。但是原油穩(wěn)定裝置出來的氣體由閃蒸引起,因此能夠以原油穩(wěn)定系統(tǒng)排放出的溫室氣體為準(zhǔn)來驗證儲罐閃蒸損失計算方法的準(zhǔn)確性。

選取了不同聯(lián)合站原油穩(wěn)定系統(tǒng)溫室氣體排放量驗證不同的閃蒸計算模型,其結(jié)果對比見表3、4(溫室氣體排放量折算為CO2當(dāng)量)。

表3 閃蒸模型結(jié)果對比Table 3 Calculation results comparison of flashing loss models

表4 閃蒸損耗量誤差對比Table 4 Error comparison of flashing loss amount %

由表3、4可以看出,VB和VM經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式在計算聯(lián)合站原油儲罐閃蒸排放方面誤差均較大,而修正后的閃蒸模型計算值與現(xiàn)場實測值之間誤差較小,可滿足一定的精度要求,因此所擬合的閃蒸計算模型可較準(zhǔn)確地評估聯(lián)合站原油儲罐閃蒸損耗。

3.3 儲罐溫室氣體排放模型分析

實際工況中閃蒸排放、大呼吸和小呼吸排放這3種形式通常是同時發(fā)生并相互影響的。表5、6分別為一次沉降罐和二、三次沉降罐溫室氣體排放模型計算值與實測值對比。通過對比發(fā)現(xiàn),一次沉降罐模型誤差均在±20%以內(nèi),二、三次沉降罐模型誤差均在12%以內(nèi)。對于規(guī)律性不強的逸散排放源來說,±20%的誤差在允許范圍內(nèi)。由表5、6可以看出,儲罐溫室氣體排放的理論計算與實際情況吻合較好,誤差不大,所修正的VB模型與推導(dǎo)的小呼吸損耗模型可較準(zhǔn)確地評估原油儲罐溫室氣體排放量,但儲罐小呼吸損耗與閃蒸損失相比不能忽略。

表5 一次沉降罐溫室氣體排放量對比Table 5 Primary tank greenhouse gas emission analysis

表6 二、三次沉降罐溫室氣體排放量分析Table 6 Secondary and third tank greenhouse gas emission analysis

4 結(jié) 論

(1)基于氣體狀態(tài)方程、連續(xù)性方程和絕熱條件下的能量方程,綜合考慮聯(lián)合站油罐具有儲存原油周期短、溫度高和蒸發(fā)量大等因素,建立的新型小呼吸損耗模型及根據(jù)油罐日常運行參數(shù)修正的VB閃蒸排放模型在計算聯(lián)合站油罐的小呼吸排放方面準(zhǔn)確可行,儲罐溫室氣體排放的理論計算與實際情況較吻合。

(2)一次、二次沉降罐和凈化罐溫室氣體排放核算方法與實測數(shù)據(jù)、API經(jīng)驗公式計算值進(jìn)行的對比驗證了新核算方法具有較高的計算精度。

[1] 崔翔宇,鄧皓,劉光全,等.油氣田溫室氣體排放測試與評估方法[J].天然氣工業(yè),2011,31(4):117-120. CUI Xiangyu, DENG Hao, LIU Guangquan, et al. Greenhouse gas emission measurement and assessment in oil and gas fields [J]. Natural Gas Industry, 2011,31(4):117-120.

[2] 賈志慧.石油儲運過程罐區(qū)風(fēng)險分析與儲罐油氣蒸發(fā)損耗量估算研究[D]. 徐州：中國礦業(yè)大學(xué), 2014. JIA Zhihui. Study on risk analysis of tank farm and estimation of tanks evaporation loss in petroleum storage and transportation [D]. Xuzhou: China University of Mining and Technology, 2014.

[3] 張威,陳燕.基于土地利用的鹽城濱海碳足跡研究[J]. 廣州化工,2013,41(11):166-169. ZHANG Wei, CHEN Yan. Research on Yancheng coastal carbon footprint based on Land-use [J]. Guangzhou Chemical Industry, 2013,41(11):166-169.

[4] VASQUEZ, M, BEGGS H D. Correlations for fluid physical property predictions[J]. Journal of Petroleum Technology,1980:968-970.

[5] GIDNEY B, PENA S. Upstream oil and gas storage tank project flash emissions 436 models evaluation final report[R]. Austin, TX: Texas Commission on Environmental Quality, 2009:437-438.

[6] VALKO P P, MCCAIN W D. Reservoir oil bubble point pressures revisited: solution gas-oil ratios and surface gas specific gravities[J]. Journal of Petroleum Engineering and Science, 2003(37):153-169.

[7] Standard API. Manual of petroleum measurement standards 1: 0-90[S]. Corporation for the American Petroleum Institute, 2009.

[8] SHIRES T M, LOUGHRAN C J, JONES S, et al. Compendium of greenhouse gas emissions methodologies for the oil and natural gas industry[M]. Washington DC: API, 2009.

[9] SMITH T J, WONSTOLEN K. Colorado E & P storage tank emission factor development[R]. SPE 84155-MS,2003.

[10] HENDLER A, NUNN J, LUNDEEN J, et al. VOC emissions from oil and condensate storage tanks[C]. The Woodlands: Texas Environmental Research Consortium, 2009.

(編輯 沈玉英)

Study on greenhouse gas emission accounting methods for crude oil storage tanks

SUN Dong1, LIN Riyi2, MIAO Mingqiang2, ZHOU Guangxiang3,FENG Hongqing2, FAN Lu1, ZHENG Weibo1

(1.ShengliOilfeildTechnologyTestingCenter,SINOPEC,Dongying257061,China；2.CollegeofPipelineandCivilEngineeringinChinaUniversityofPetroleum,Qingdao266580,China；3.SINOPECEngineeringIncorporation,Beijing100101,China)

The crude oil storage tank is an important emission source of greenhouse gases, which cannot be negligible during the period of upstream oil and gas production. In order to explore the situation of greenhouse gas emission of the storage tank, we analyze the emission process, and then establish the standing loss model of storage tank based on the gas state equation, continuity equation and energy equation under adiabatic condition. The Vasquez-Beggs flashing model is corrected to obtain the accounting method of greenhouse gas emissions from first sedimentation tank, secondary sedimentation tank and purification tank, and it is compared with the monitoring data and API empirical formula. The result shows that the theoretical calculation is in good agreement with the real fact, and the modified V-B model is accurate enough to predict the emission of the greenhouse from the storage tank. The tank breathing loss cannot be negligible compared with the flash loss, which validates the accuracy of the model.

crude oil tank； greenhouse gas； accounting method； emission factor

2016-12-20

“十三五”國家科技重大專項(2016ZX05012-002-005);中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項(15CX05002A)

孫東(1979-),男,高級工程師,博士,研究方向為能效檢測與節(jié)能減排。E-mail:sundong.slyt@sinopec.com。

1673-5005(2017)04-0148-07

10.3969/j.issn.1673-5005.2017.04.019

X 322;X 171

A

孫東,林日億,苗明強,等.原油儲罐溫室氣體排放核算方法研究[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2017,41(4):148-154.

SUN Dong, LIN Riyi, MIAO Mingqiang, et al. Study on greenhouse gas emission accounting methods for crude oil storage tanks[J].Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science),2017,41(4):148-154.