[發明專利]內浮頂儲罐油氣類混合氣體在線采樣式激光探測裝置

在審

• 申請號: 201710034382.3
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN106586301A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 張揚;胡馨月
• 申請（專利權）人: 北京航星網訊技術股份有限公司
• 主分類號: B65D88/34
• 分類號: B65D88/34;B65D90/50;G01N30/02;G01N21/3504;G01N1/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及信息技術領域，尤其是微電子和光電技術領域的油氣類混合氣體激光在線采樣探測實現的裝置。

背景技術

內浮頂儲油罐是立式圓筒形金屬油罐的一種，由于其在降低油品損耗、減少火災危險性以及滿足環保要求等方面較其它形式油罐更具優勢。內浮頂把介質即罐內儲料和空氣有效隔絕，從一定程度上也降低了發生火災爆炸的危險等級，因此目前在煉化企業大量使用內浮頂罐儲裝汽油及其它易揮發性油品。但是，內浮頂儲油罐使用一段時間后，由于浮盤、運動部件、密封件磨損，儲存原料的氣相成分中具備可燃氣體的原因，導致可燃氣體氣相成分泄漏到浮盤與罐頂之間的空間中，遇有雷電或靜電感應，可以燃爆儲油罐，造成安全事故。

目前解決問題的辦法是，定期對輕質油監控指標主要是C4含量、蒸汽壓、硫含量等進行采樣分析；采樣分析頻次應每罐每周不少于1次；建立可燃氣體濃度檢測制度，沒有設置氮封設施的輕質油儲罐每月檢測不少于1次，設置氮封措施的儲罐可適當延長，但至少每季度檢查1次。公有技術對輕質油采樣分析的儀器使用色譜儀，實際應用中需要一種能夠在儲油罐上在線監測油氣的裝置，要求這種裝置，是絕對安全的，當裝置感知油氣超標時，能夠立即通知值班人員，采取“注氮”或“停車檢查”等具體技術措施。

即使按照上述規定操作，現場操作人員的工作強度較大，難以持久合規操作，監管人員工作也難以量化落實。并且，人工巡檢周期較長，難免在巡檢周期外，漏檢油氣超標時機，埋下安全隱患。為安全運行起見，需要對內浮頂油罐內的油氣進行在線監測。

本發明針對現有技術的不足，提出用紅外帶通濾波器的探測技術對汽油儲罐浮盤上部氣相空間油氣進行檢測，可以采用自動化裝置設定采樣檢測周期，紅外帶通濾波器替代色譜儀將檢測周期的可控范圍由周降低到分鐘，本發明的技術難點在于以下：1、使用色譜儀檢測不用考慮混合油氣氣相組成，而使用紅外帶通濾波器檢測必須考慮不同氣相組成與色譜儀檢測結果的差異性，原因是紅外帶通濾波器檢測只能針對氣相組成的主要氣體進行檢測，不同的氣體所用的紅外光頻率不同，本發明主要針對汽油油氣氣相組分中的正丁烷和異戊烷進行紅外帶通濾波器檢測并比較檢測結果與色譜儀在相同環境下檢測結果的差異，從而做出差異補償。2、同品質汽油的油氣類氣體是混合氣體，組成成分復雜。通過本發明所描述的實驗裝置以汽油品質、外界空氣注入量兩個維度為依據測量汽油蒸發量，使用氣相色譜儀檢測裝置記錄氣相組成情況，根據氣相組成描繪成曲線圖，達成將紅外帶通濾波器的探測器測量的實際汽油氣相組成值曲線圖模數轉換補償修正的方法，該方法稱作油氣類混合氣體激光在線采樣探測實現的方法，用作油氣類混合氣體在線采樣探測報警裝置的核心技術。

對比發明人于2015年申請的專利號為2015104417795發明創造名稱為無源激光探測儲油罐油氣濃度的方法，區別在于石油油氣和汽油油氣在激光探測方法上存在差異，石油油氣是跟溫度有關，通過色譜數據換算公式，得爆炸下限。本發明針對汽油油氣檢測是根據多次測量常溫狀態下色譜儀檢測數據與紅外帶通濾波器檢測數據的線性相關性制作不同種類汽油油氣檢測數據的修正曲線，從而達到自動化紅外帶通濾波器檢測與人工色譜儀檢測在檢測結果上的一致性，從而將檢測周期控制在分鐘級別，彌補人工檢測周期長易發生意外情況的不足。

本發明涉及汽油檢測跟溫度沒有關系，因為汽油（c4~c12烴類混合物）燃燒極限下限1.1（vol%），上限5.9（vol%），是公認技術。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明需要用到一種油氣類混合氣體激光在線采樣探測實現的方法，該方法實現步驟是選擇不同地域，現場采集佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、實驗室汽油油樣，進行空氣量梯度場環境下，油氣組分揮發實驗，通過實驗，描繪出各種汽油，在不同儲存空氣量梯度場下，與油氣組分揮發濃度的函數關系，進而，給出常溫下不同空氣量環境下，氣相色譜儀測定氣相組分和紅外帶通濾波器的探測器測量氣相組成值的修正關系曲線，為監測儲罐浮盤上部氣相空間的汽油油氣揮發系統，提供理論及數據支撐，從而為實現對汽油儲罐浮盤上部氣相空間的油氣揮發過程的精確實時激光在線采樣監測及報警提供數據支持。

油氣類混合氣體激光在線采樣探測實現的方法，其步驟包括：

1）測定常溫下，汽油蒸發量和汽油油品揮發出來的油氣平衡狀態下的氣相組成情況

a、測定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、實驗室汽油，常溫下，汽油蒸發量；