油品儲罐的安全技術與節能環保控制措施

郭強 劉乃妮 劉福軍

陜西延長石油集團榆林煉油廠生產科

油品儲罐的安全技術與節能環保控制措施

郭強 劉乃妮 劉福軍

陜西延長石油集團榆林煉油廠生產科

油品在儲存、收發等過程中會有大量蒸發損耗，給企業造成非常嚴重的損失和安全儲存隱患，同時給環境帶來嚴重的污染，造成資源浪費和經濟損失，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條件，探尋油品安全儲存的規律并對其進行技術分析。

油品;安全儲存;控制;工藝技術

隨著化工行業惡性事故的頻頻發生，安全生產引起社會的廣泛關注，有關煉油過程安全生產技術的研究取得了一系列的成果，但還有許多本質安全技術尚待解決。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，此現象為蒸發損耗，蒸發損耗是緩慢持續進行的，非常隱蔽，就是這種損耗存在非常大的安全隱患。

1 采取安全技術措施的必要性

近年來環境問題日益尖銳，人們不僅關注正常生產活動造成的環境污染影響，而且對于突發事故可能對環境造成的危害也高度重視，石油化工行業生產裝置大多數是高溫、高壓的運行狀態，操作控制復雜，發生爆炸、火災或中毒事故的潛在危險因素較多，而且石油化工行業較其他行業，事故危害性較大，后果較嚴重，所以石油化工行業具有潛在的事故隱患和由此引起的環境風險不容忽視。

2 應用先進的科技技術進行有效監測

生產過程的狀態監測與故障診斷技術、安全運行智能輔助支持系統技術和遠程監測與故障，診斷系統技術等逐步應用到生產過程中。

2.1 可燃氣體報警器

利用可燃氣體報警器進行泄漏氣體的監測，跑、冒、滴、漏、混油等過程；倒罐頻次；油氣蒸發，加工過程等都可能造成油品的泄漏，當環境中可燃或有毒氣體泄漏時，當氣體報警器檢測到氣體濃度達到爆炸或中毒報警器設置的臨界點時，可燃氣體報警器就會發出報警信號，以提醒工作人員采取安全措施，防止發生爆炸、火災、中毒事故，從而保障安全生產。

2.2 可燃氣體探測器

可燃氣體探測器是對單一或多種可燃氣體濃度響應的探測器，可燃氣體探測器有催化型、紅外光學型兩種類型。催化型可燃氣體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氣體濃度。當可燃氣體進入探測器時，在鉑絲表面引起氧化反應（無焰燃燒），其產生的熱量使鉑絲的溫度升高，而鉑絲的電阻率便發生變化。紅外光學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場環境的碳氫類可燃氣體。

3 優質鋼材料及消防設施在儲油罐上的應用

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

3.1 國產大型儲油罐用鋼12MnNiVR的化學成分見表1。

表1

材料的沖擊韌性和斷裂性之間有著很好的對應關系。表2是S P V 490Q鋼在火災后的沖擊性能的試驗結果，由表2可知，SPV490Q鋼在經歷750℃高溫后的沖擊韌性值最低。根據安全評估的意義，故采用經歷750℃高溫后的12MnNiVR進行斷裂性試驗。

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，考慮到大型儲罐發生火災后的消防措施，冷卻方式采用水冷。

3.2 試驗得出的結論

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

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

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施。在夏天氣溫高的時候，對儲罐不斷均勻地進行噴淋水冷卻，水由罐頂經罐壁流下，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。

油品儲罐設施實用于石油化工行業閃點高于60℃液體火災及甲、乙、丙類液體和易燃氣體儲存裝置的防護冷卻。防腐標準：GB/ T 13912-2002金屬覆蓋層，鋼鐵制件熱浸鍍鋅層技術要求及試驗方法檢驗標準： GB 50235—1997工業金屬管道工程施工及驗收規范 GB 50236—1998現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范。

4 油品儲罐自動脫水技術的應用

石化及油品儲運行業中，儲油罐自動脫水器專用設備，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，水排完后自動關閉而滴油不露，保證了油品的質量。儲油罐自動脫水器從根本上解決了人工脫水跑油，以及由此而產生的油品損失（約為加工量的0.3%）、環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 利用介質密度差所產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到開啟或關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，控制液體流向，促進油水分離，并形成高位水封，嚴密封鎖油品。

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、汽油等油氣蒸發損耗將達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，如果罐內混合氣的密度大于空氣密度，罐內的混合氣體通過孔眼逸入大氣，空氣則從上部孔眼進入罐內，形成自然通風損耗。一具5000m3的油品儲罐，如果出現自然通風現象，一個月損失汽油高達53×103kg,損失原油高達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，揮發油氣的空間越大，蒸發損失就越大，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

前面的可以從技術上、管理上、設備維護上加強從而降低損耗；達到和實現油品安全儲存的目的。油氣蒸發和加工過程的損耗則是自然損耗，由于油品是多種碳氫化合物組分，而烴類具有很強的揮發性。蒸發損耗的內因是與油品的餾分有關，餾分越輕，初留點越低，蒸汽壓越大，蒸發損耗越大；造成油品蒸發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。所以發生蒸發損耗的主要是輕質油品，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，會給局部地區嚴重積聚，油品揮發掉的油蒸汽會對該區域構成潛在的火災危險，如果操作不當，出現靜電打火等會釀成大禍。

6 結論

石油化工生產技術應合理地使用自然資源和能源，采用保護環境的實際生產方法和措施，將廢物減量化、資源化、無害化或消滅于生產過程中，預測生產過程對環境的污染，進一步發展石化行業安全理論和技術，使其能有針對性的指導生產技術工作。

[1]馮希全.油品的蒸發損耗及降耗措施.山東科學,2001.6

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.01.007