干氣制乙苯車間罐區(qū)計(jì)量交接誤差分析

（中國(guó)石油大慶煉化公司， 黑龍江 大慶 163411）

干氣制乙苯車間罐區(qū)計(jì)量交接誤差分析

王 東

（中國(guó)石油大慶煉化公司， 黑龍江 大慶 163411）

油品計(jì)量不僅是企業(yè)內(nèi)部自身經(jīng)濟(jì)核算的基礎(chǔ)，又是對(duì)外購(gòu)銷的財(cái)務(wù)計(jì)算依據(jù)，是石油化工企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理的重要內(nèi)容之一。但是，油品計(jì)量從生產(chǎn)到儲(chǔ)運(yùn)、銷售等環(huán)節(jié)不可避免的會(huì)出現(xiàn)誤差。分析了油罐靜態(tài)計(jì)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度影響因素，對(duì)干氣制乙苯車間罐區(qū)的計(jì)量交接誤差原因進(jìn)行了探討。所有影響計(jì)量交接準(zhǔn)確性的因素都會(huì)產(chǎn)生微小的誤差，因此就需要了解這些因素，有效的解決和制定控制措施，使整個(gè)測(cè)量過(guò)程的誤差減至最小，進(jìn)一步提高計(jì)量準(zhǔn)確度。

儲(chǔ)油罐；靜態(tài)；自動(dòng)計(jì)量；交接誤差

1 概 述

石油及其產(chǎn)品有液體、氣體、固體之分。產(chǎn)品的包裝運(yùn)輸、流通環(huán)節(jié)、經(jīng)營(yíng)方式不盡相同。有管道運(yùn)輸、油船（駁）運(yùn)輸、鐵路罐車運(yùn)輸、公路汽車運(yùn)輸，還有油聽(tīng)、扁桶、大桶、袋裝等包裝方式。既有整批發(fā)運(yùn)也有零星銷售。因此石油及其產(chǎn)品計(jì)量方式也就有所不同。

石油及其產(chǎn)品的計(jì)量方法，按油品所處狀態(tài)來(lái)分，有靜態(tài)計(jì)量和動(dòng)態(tài)計(jì)量?jī)煞N[1]。一般來(lái)說(shuō)，人工檢尺和衡器屬靜態(tài)計(jì)量，流量計(jì)屬動(dòng)態(tài)計(jì)量。按檢測(cè)方法和計(jì)量單位又分為體積法（又稱容量法）、重量法（又稱衡量法）和體積—重量法三種[1]。

1.1 油品靜態(tài)計(jì)量

儲(chǔ)罐油品的計(jì)量方法屬于靜態(tài)計(jì)量，自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)以油罐作為計(jì)量容器，通過(guò)安裝在罐體上的液位計(jì)、差壓變送器、平均溫度計(jì)等配置，測(cè)量油品的體積、密度和質(zhì)量。

目前，油罐自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)根據(jù)不同的應(yīng)用需求，從現(xiàn)場(chǎng)的儀表配置考慮，可分為三種模式：液位計(jì)測(cè)量法（LTG）、靜壓測(cè)量法（HTG）和混合測(cè)量法（HIMS）[2]。

液位計(jì)測(cè)量法（LTG）是由液位計(jì)測(cè)量油品油位，然后根據(jù)儲(chǔ)罐的容積表求得油品體積，再乘以油品密度得出油品質(zhì)量。系統(tǒng)誤差主要來(lái)自儲(chǔ)罐容積表和溫度的估算。由于液位法的質(zhì)量計(jì)量是由油位間接得到的，因此計(jì)量精度受到影響。

靜壓測(cè)量法（HTG）是由高精度智能壓力變送器直接計(jì)算油品質(zhì)量，對(duì)溫度影響和系統(tǒng)偏差給予補(bǔ)償。系統(tǒng)誤差主要來(lái)自儲(chǔ)罐容積表、壓力變送器和密度分層的影響，該系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)越性就是可以對(duì)油罐進(jìn)行連續(xù)質(zhì)量測(cè)量。

混合測(cè)量法（HIMS）實(shí)際上是將靜壓法和液位法集成在一起，提高了整體測(cè)量的準(zhǔn)確性，是比較完善的油罐自動(dòng)計(jì)量方案。

1.2 油品動(dòng)態(tài)計(jì)量

在油品管道上安裝流量計(jì)的計(jì)量方法為動(dòng)態(tài)計(jì)量，油品進(jìn)站下載和油庫(kù)發(fā)油裝車系統(tǒng)多采用質(zhì)量或體積流量計(jì)。

動(dòng)態(tài)計(jì)量中，流量計(jì)按照常用的測(cè)量方法，可分為容積式、速度式、壓差式和質(zhì)量流量計(jì)等類型。

流量計(jì)計(jì)量使用方便，不受人為因素影響，在油品交接計(jì)量中得到廣泛應(yīng)用并已逐步取代靜態(tài)計(jì)量。

2 油罐靜態(tài)計(jì)量影響因素

2.1 油罐容積誤差

油罐容積誤差主要來(lái)自測(cè)量的液位誤差和容積表誤差。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，液位計(jì)的儀表精確度已經(jīng)很高，伺服式液位計(jì)和雷達(dá)液位計(jì)的精確度甚至達(dá)到±1 mm以上。但是受儀表安裝和測(cè)量環(huán)境等因素的影響，液位計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中往往會(huì)產(chǎn)生比較大的誤差，例如液位計(jì)儀表的不完好性和浮頂罐的不可計(jì)量區(qū)（浮船自身重量產(chǎn)生的影響）[3]。根據(jù)儲(chǔ)罐檢定規(guī)程，儲(chǔ)罐容積表誤差為：容積100～700 m3的儲(chǔ)罐，檢定不確定度≤0.2%；容積700 m3以上的儲(chǔ)罐，檢定不確定度≤0.1%[4]。另外，由于油品液體靜壓力的作用以及罐體材質(zhì)、罐下土質(zhì)和施工質(zhì)量等影響，罐體會(huì)出現(xiàn)形變和傾斜現(xiàn)象，產(chǎn)生容積差。

2.2 測(cè)量溫度誤差

油罐內(nèi)油品溫度的分布是不均勻的，據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，高為10 m的油罐，罐頂?shù)臏囟缺裙薜滓叱? ℃。而測(cè)量溫度產(chǎn)生的誤差總值可以達(dá)到0.1%（標(biāo)準(zhǔn)容積）／℃。煉化企業(yè)儲(chǔ)罐一般采用熱電偶（遠(yuǎn)傳至DCS）或罐壁溫度計(jì)兩種方法，測(cè)溫點(diǎn)距罐底高度小于1.8 m，不能準(zhǔn)確反映儲(chǔ)罐的平均溫度。

2.3 測(cè)量密度誤差

油罐內(nèi)油品密度分布一般會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象，同時(shí)與溫度有關(guān)，導(dǎo)致油品測(cè)量采樣點(diǎn)不具有代表性，引起誤差。另外，油品密度換算公式誤差，一般為±0.000 53 g/cm3。

綜合以上各個(gè)靜態(tài)計(jì)量誤差分項(xiàng)，儲(chǔ)罐油品計(jì)量綜合誤差一般為±0.34%。

3 車間計(jì)量交接誤差原因分析

大慶煉化公司干氣制乙苯車間罐區(qū)共有10個(gè)儲(chǔ)罐，均為內(nèi)浮頂立式金屬油罐。油罐D(zhuǎn)CS自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)采用液位計(jì)計(jì)量法，由光纖液位計(jì)直接測(cè)出油位，系統(tǒng)根據(jù)儲(chǔ)罐容積表和人工輸入的油品密度，自動(dòng)得出油品質(zhì)量。車間乙苯產(chǎn)品由乙苯長(zhǎng)輸線送至大慶石化公司苯乙烯裝置（作為生產(chǎn)原料）或送至我公司的儲(chǔ)運(yùn)廠調(diào)合工段（用于調(diào)合高辛烷值汽油）[5]。今年以來(lái)乙苯價(jià)格不斷升高，乙苯外銷量增加，乙苯通過(guò)裝車泵裝車外銷。

由于乙苯裝車線上沒(méi)有設(shè)置質(zhì)量流量計(jì)，交接計(jì)量以公司儲(chǔ)運(yùn)廠地秤計(jì)量為主，輔助車間油罐D(zhuǎn)CS計(jì)量系統(tǒng)，但是兩者存在較大誤差。以2013年8月3日為例，共計(jì)外銷11車乙苯，由乙苯罐G-809（Φ11 500×11 760，1 000 m3）輸出乙苯。G-809轉(zhuǎn)油前顯示油位5.617 m，494.999 t；轉(zhuǎn)油后顯示油位1.944 m，163.264 t，G-809的乙苯輸出量為331.735 t。在儲(chǔ)運(yùn)廠地秤稱量11車乙苯的總量為325.4 t，兩者偏差為6.335 t。

車間儲(chǔ)罐計(jì)量交接誤差原因分析如下。

3.1 儲(chǔ)罐容積表誤差

車間罐區(qū)DCS計(jì)量系統(tǒng)使用的容積表為2009年5月標(biāo)定，有效期至2010年5月（2010年申請(qǐng)延期至2013年5月），近年來(lái)一直沒(méi)有重新標(biāo)定，所以容積表存在較大誤差。目前罐區(qū)乙苯罐等儲(chǔ)罐均有肉眼可以觀測(cè)到的罐體變形或整體傾斜等情況，這些現(xiàn)象均產(chǎn)生容積差，影響計(jì)量準(zhǔn)確度。

3.2 測(cè)量液位誤差

液位測(cè)量的主要誤差來(lái)自安裝中罐頂參照高度的不穩(wěn)定，因?yàn)橛凸奘莒o壓力影響會(huì)產(chǎn)生變形，所以引起測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)的移位。液位計(jì)直接測(cè)量的一般是空尺，參照高度的不穩(wěn)定使計(jì)算所得的液位出現(xiàn)較大誤差。針對(duì)乙苯罐G-809，僅1 cm的油位不確定度就相當(dāng)于1 m3的油品容積誤差，約為0.9 t。另外，DCS自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)是根據(jù)測(cè)得的油位對(duì)應(yīng)出該油位下的容積。如果油位本身就存在較大誤差，就會(huì)進(jìn)一步引起容積的誤差，產(chǎn)生誤差的疊加。

3.3 密度誤差

車間罐區(qū)DCS計(jì)量系統(tǒng)人工輸入的乙苯密度為乙苯標(biāo)準(zhǔn)密度，即在20 ℃，1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的密度。在實(shí)際中,即使忽略壓力對(duì)密度的影響，只考慮溫度因素，其產(chǎn)生的誤差就相當(dāng)可觀。已知乙苯的標(biāo)準(zhǔn)密度為ρ20=0.866 6 t/m3，查《石油密度溫度系數(shù)表（γ值表）》得到乙苯的密度溫度系數(shù)γ =0.000 65，由公式ρt=ρ20-γ*（t-20），得到乙苯在30 ℃時(shí)的密度為ρ30=0.860 1 t/m3。因此，當(dāng)只考慮密度引起的誤差時(shí)，乙苯溫度在30 ℃時(shí)，DCS計(jì)量系統(tǒng)顯示的100 t乙苯，實(shí)際質(zhì)量只有99.2 t。

3.4 地秤誤差

裝車乙苯在公司儲(chǔ)運(yùn)廠稱地秤時(shí)，也會(huì)存在一定誤差。

4 改進(jìn)措施

2013年的裝置檢修中，在乙苯裝車線上增設(shè)定量裝車系統(tǒng)，系統(tǒng)由批量控制器、自動(dòng)調(diào)節(jié)閥和質(zhì)量流量計(jì)等部分組成，改進(jìn)了計(jì)量手段和控制方式。定量裝車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)量誤差為3‰，系統(tǒng)投用后將不再采用儲(chǔ)運(yùn)廠地秤稱量，而直接作為交接計(jì)量手段。

5 結(jié) 論

以上分析了儲(chǔ)罐自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)準(zhǔn)確度的影響因素，但仍然存在其他的不確定性，即計(jì)量誤差。在實(shí)際工作中，除人為因素之外，計(jì)量方法和測(cè)量設(shè)備都有產(chǎn)生誤差的可能，應(yīng)該采取精度更高的計(jì)量方法和測(cè)量設(shè)備，對(duì)誤差進(jìn)行控制[6]。也因?yàn)槿绱?，?dòng)態(tài)計(jì)量法在油品精確計(jì)量問(wèn)題上必將逐漸顯示出更加強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。

［1］鮑廣鴻．油品計(jì)量誤差分析[J]．石油商技，2002，20(5)：36-37．

［2］曹偉偉．油罐自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)[J]．石油化工自動(dòng)化，2012，48(2)：24-26．

［3］胡慶波．儲(chǔ)油罐計(jì)量系統(tǒng)誤差分析及對(duì)策[J]．油氣田地面工程，2010，29(5)：59-60．

［4］劉國(guó)勝，高鵬飛．儲(chǔ)罐靜態(tài)計(jì)量交接誤差原因分析[J].化學(xué)工程與裝備，2011(6)：118．

［5］李巖冰，徐言彪，張鵬飛．干氣制乙苯裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)[J]．煉油設(shè)計(jì)，1998，28(1)：12-15．

［6］翟振鵬．提高油品計(jì)量準(zhǔn)確性研究[J].科技與企業(yè)，2012(15)：360．

Analysis on the Custody Transfer Metering Error in Tank Farm of Dry Gas-to-ethylbenzene Plant

WANG Dong
（PetroChina Daqing Refining and Chemical Company, Heilongjiang Daqing 163411, China）

Oil product measurement is the basis not only for enterprise internal accounting, but also for external purchase-sale calculating, it is one of the most important contents of production and operation management in petrochemical enterprises. However, errors of oil product measurement will inevitably exist in the links from production to transportation and sale. In this paper, factors affecting the accuracy of oil-tank static measuring system were analyzed; causes of custody transfer measuring error in dry gas-to-ethylbenzene plant were discussed. Every factor that affects measuring accuracy will cause slight error, so it is necessary to understand all the factors, effectively solve them and develop control measures, in order to minimize the error in overall measuring process.

Oil tanks; Static; Auto measurement; Custody transfer error

TQ 241

： A

： 1671-0460（2014）04-0605-03

2013-09-13

王東（1967-），男，黑龍江大慶人，助理工程師，2010年畢業(yè)于吉林大學(xué)石油工程專業(yè)，研究方向：從事干氣制乙苯生產(chǎn)技術(shù)工作。E-mail：wangdong-dl@petrochina.com.cn。