郭強 劉乃妮 劉福軍

陜西延長石油集團榆林煉油廠生產(chǎn)科

油品儲罐的安全技術(shù)與節(jié)能環(huán)?？刂拼胧?/p>

郭強 劉乃妮 劉福軍

陜西延長石油集團榆林煉油廠生產(chǎn)科

油品在儲存、收發(fā)等過程中會有大量蒸發(fā)損耗，給企業(yè)造成非常嚴(yán)重的損失和安全儲存隱患，同時給環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染，造成資源浪費和經(jīng)濟損失，針對油品儲存運輸過程中油品的損耗，從主觀控制的角度分析油品安全儲存的工藝技術(shù)條件，探尋油品安全儲存的規(guī)律并對其進(jìn)行技術(shù)分析。

油品;安全儲存;控制;工藝技術(shù)

隨著化工行業(yè)惡性事故的頻頻發(fā)生，安全生產(chǎn)引起社會的廣泛關(guān)注，有關(guān)煉油過程安全生產(chǎn)技術(shù)的研究取得了一系列的成果，但還有許多本質(zhì)安全技術(shù)尚待解決。運至煉廠或集輸站以及各儲油罐油品中的較輕組分逸入大氣，此現(xiàn)象為蒸發(fā)損耗，蒸發(fā)損耗是緩慢持續(xù)進(jìn)行的，非常隱蔽，就是這種損耗存在非常大的安全隱患。

1 采取安全技術(shù)措施的必要性

近年來環(huán)境問題日益尖銳，人們不僅關(guān)注正常生產(chǎn)活動造成的環(huán)境污染影響，而且對于突發(fā)事故可能對環(huán)境造成的危害也高度重視，石油化工行業(yè)生產(chǎn)裝置大多數(shù)是高溫、高壓的運行狀態(tài)，操作控制復(fù)雜，發(fā)生爆炸、火災(zāi)或中毒事故的潛在危險因素較多，而且石油化工行業(yè)較其他行業(yè)，事故危害性較大，后果較嚴(yán)重，所以石油化工行業(yè)具有潛在的事故隱患和由此引起的環(huán)境風(fēng)險不容忽視。

2 應(yīng)用先進(jìn)的科技技術(shù)進(jìn)行有效監(jiān)測

生產(chǎn)過程的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)、安全運行智能輔助支持系統(tǒng)技術(shù)和遠(yuǎn)程監(jiān)測與故障，診斷系統(tǒng)技術(shù)等逐步應(yīng)用到生產(chǎn)過程中。

2.1 可燃?xì)怏w報警器

利用可燃?xì)怏w報警器進(jìn)行泄漏氣體的監(jiān)測，跑、冒、滴、漏、混油等過程；倒罐頻次；油氣蒸發(fā)，加工過程等都可能造成油品的泄漏，當(dāng)環(huán)境中可燃或有毒氣體泄漏時，當(dāng)氣體報警器檢測到氣體濃度達(dá)到爆炸或中毒報警器設(shè)置的臨界點時，可燃?xì)怏w報警器就會發(fā)出報警信號，以提醒工作人員采取安全措施，防止發(fā)生爆炸、火災(zāi)、中毒事故，從而保障安全生產(chǎn)。

2.2 可燃?xì)怏w探測器

可燃?xì)怏w探測器是對單一或多種可燃?xì)怏w濃度響應(yīng)的探測器，可燃?xì)怏w探測器有催化型、紅外光學(xué)型兩種類型。催化型可燃?xì)怏w探測器是利用難熔金屬鉑絲加熱后的電阻變化來測定可燃?xì)怏w濃度。當(dāng)可燃?xì)怏w進(jìn)入探測器時，在鉑絲表面引起氧化反應(yīng)（無焰燃燒），其產(chǎn)生的熱量使鉑絲的溫度升高，而鉑絲的電阻率便發(fā)生變化。紅外光學(xué)型是利用紅外傳感器通過紅外線光源的吸收原理來檢測現(xiàn)場環(huán)境的碳?xì)漕惪扇細(xì)怏w。

3 優(yōu)質(zhì)鋼材料及消防設(shè)施在儲油罐上的應(yīng)用

工程實際中可能發(fā)生大型油品儲罐在火災(zāi)事故后斷裂，所以在原始設(shè)計中就要將可能發(fā)生的安全問題納入設(shè)計制造中。[1]

3.1 國產(chǎn)大型儲油罐用鋼12MnNiVR的化學(xué)成分見表1。

表1

材料的沖擊韌性和斷裂性之間有著很好的對應(yīng)關(guān)系。表2是S P V 490Q鋼在火災(zāi)后的沖擊性能的試驗結(jié)果，由表2可知，SPV490Q鋼在經(jīng)歷750℃高溫后的沖擊韌性值最低。根據(jù)安全評估的意義，故采用經(jīng)歷750℃高溫后的12MnNiVR進(jìn)行斷裂性試驗。

表2

斷裂性試驗試樣為400mm×295mm×32mm的鋼板上切割下來的12MnNiVR鋼材。所用的加熱爐為箱型自動控制電熱爐，在升溫到750℃后恒溫1h，考慮到大型儲罐發(fā)生火災(zāi)后的消防措施，冷卻方式采用水冷。

3.2 試驗得出的結(jié)論

3.2.1 試驗結(jié)果具有工程意義和實用價值，可以定量的應(yīng)用于火災(zāi)后大型儲罐斷裂安全性評估。

3.2.2 火災(zāi)后大型儲罐材料12MnNiVR的斷裂韌性相較于常溫時明顯地降低?；馂?zāi)后必須對可能再使用儲罐的斷裂韌性進(jìn)行安全評估。

3.3 油品儲罐消防噴淋的功能

儲罐消防噴淋冷卻裝置是儲罐上安裝的一種水冷卻降溫設(shè)施。在夏天氣溫高的時候，對儲罐不斷均勻地進(jìn)行噴淋水冷卻，水由罐頂經(jīng)罐壁流下，使冷卻水降低儲罐所吸收的太陽輻射熱，降低儲罐氣體空間溫度，使儲存介質(zhì)晝夜溫差變化幅度減小，從而減少儲罐的小呼吸損耗。

油品儲罐設(shè)施實用于石油化工行業(yè)閃點高于60℃液體火災(zāi)及甲、乙、丙類液體和易燃?xì)怏w儲存裝置的防護(hù)冷卻。防腐標(biāo)準(zhǔn)：GB/ T 13912-2002金屬覆蓋層，鋼鐵制件熱浸鍍鋅層技術(shù)要求及試驗方法檢驗標(biāo)準(zhǔn)： GB 50235—1997工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范 GB 50236—1998現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范。

4 油品儲罐自動脫水技術(shù)的應(yīng)用

石化及油品儲運行業(yè)中，儲油罐自動脫水器專用設(shè)備，其基本功能是“排水截油”。

4.1 油品儲罐自動脫水器的使用效果

在不使用其他動力的條件下，能使儲油罐脫水實現(xiàn)自動化，并將儲油罐中的沉降水全部排盡。排水過程中無可見油花，水排完后自動關(guān)閉而滴油不露，保證了油品的質(zhì)量。儲油罐自動脫水器從根本上解決了人工脫水跑油，以及由此而產(chǎn)生的油品損失（約為加工量的0.3%）、環(huán)境污染和安全隱患等問題、減輕了工人的勞動強度。

4.2 油品儲罐自動脫水器的工作原理

4.2.1 利用介質(zhì)密度差所產(chǎn)生的浮力差和浮子中立作動力源，通過杠桿原理放大作用力使之達(dá)到開啟或關(guān)閉閥門所需要的力度。

4.2.2 利用連通器原理和“U”型管作用，消除液體紊流狀態(tài)，控制液體流向，促進(jìn)油水分離，并形成高位水封，嚴(yán)密封鎖油品。

5 溫度的影響及儲罐的密封要求

油品自身的溫度如果高，就是油品從裝置出去的溫度高，損耗就越大；再加上儲存溫度高，同樣損耗也較大。這些油品的上部蒸汽部分就飄溢出罐外揮發(fā)掉了。在夏季容積10.000m3的鋼制儲罐儲存原油、汽油等油氣蒸發(fā)損耗將達(dá)500～1000kg。

5.1 油品儲罐的密閉狀況

油品儲罐的附件以及儲罐頂部有縫隙或孔眼，如果罐內(nèi)混合氣的密度大于空氣密度，罐內(nèi)的混合氣體通過孔眼逸入大氣，空氣則從上部孔眼進(jìn)入罐內(nèi)，形成自然通風(fēng)損耗。一具5000m3的油品儲罐，如果出現(xiàn)自然通風(fēng)現(xiàn)象，一個月?lián)p失汽油高達(dá)53×103kg,損失原油高達(dá)28×103kg。

5.2 油品儲罐上方油氣的空間

油品儲罐在運行與靜止過程中，儲罐中油品上部都有一定的空間，儲罐在運行過程中空間還在不斷地變化，揮發(fā)油氣的空間越大，蒸發(fā)損失就越大，例如，在相同溫度和密封條件下儲存同一種汽油，儲油量為儲罐容積20%時的蒸發(fā)損失比儲油量為儲罐容積95%時大8倍。

5.3 不可避免的自然損耗和污染

前面的可以從技術(shù)上、管理上、設(shè)備維護(hù)上加強從而降低損耗；達(dá)到和實現(xiàn)油品安全儲存的目的。油氣蒸發(fā)和加工過程的損耗則是自然損耗，由于油品是多種碳?xì)浠衔锝M分，而烴類具有很強的揮發(fā)性。蒸發(fā)損耗的內(nèi)因是與油品的餾分有關(guān)，餾分越輕，初留點越低，蒸汽壓越大，蒸發(fā)損耗越大；造成油品蒸發(fā)損耗的外部原因主要是油品自身溫度，外部溫度，儲罐上方的空間的大小、儲罐的大小呼吸，脫水凈化等。所以發(fā)生蒸發(fā)損耗的主要是輕質(zhì)油品，溶劑汽油、航空汽油、車用汽油和原油，如煤油、柴油的蒸發(fā)損耗相對較小。

5.4 危害安全

散失于大氣中的油品蒸汽超過一定濃度，會給局部地區(qū)嚴(yán)重積聚，油品揮發(fā)掉的油蒸汽會對該區(qū)域構(gòu)成潛在的火災(zāi)危險，如果操作不當(dāng)，出現(xiàn)靜電打火等會釀成大禍。

6 結(jié)論

石油化工生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)合理地使用自然資源和能源，采用保護(hù)環(huán)境的實際生產(chǎn)方法和措施，將廢物減量化、資源化、無害化或消滅于生產(chǎn)過程中，預(yù)測生產(chǎn)過程對環(huán)境的污染，進(jìn)一步發(fā)展石化行業(yè)安全理論和技術(shù)，使其能有針對性的指導(dǎo)生產(chǎn)技術(shù)工作。

[1]馮希全.油品的蒸發(fā)損耗及降耗措施.山東科學(xué),2001.6

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.01.007