關(guān)于丙烷儲存罐區(qū)安全設(shè)計方法的探析

王維利 侯春生 譚秋仲 王洪松

中石油塔里木油田分公司 新疆庫爾勒 841000

丙烷在油氣廠站多作為脫水脫烴工藝中的制冷劑，同時也是一種重要的化工原材料。丙烷是一種易燃易爆的氣體，爆炸極限為2.1%-9.5%，在儲存及裝卸過程中風險極高。我國現(xiàn)如今，建立了低溫丙烷罐區(qū)，雖然便于管理，但是一旦發(fā)生泄漏，很容易發(fā)生重大安全事故，因此，對低溫丙烷罐區(qū)的安全要給予高度重視。

一、丙烷罐區(qū)危險因素分析

1.液體引發(fā)的安全事故

低溫丙烷罐區(qū)危險因素中，液體所造成的安全事故是常見的現(xiàn)象，液體會出現(xiàn)膨脹，或者是在罐內(nèi)翻滾等都會引發(fā)安全事故。在無孔容器，或者是切斷閥門與切斷閥門之間等部位，成為一個死區(qū)，此時，當溫度升高時，壓力會明顯增大，使處于密閉狀態(tài)的系統(tǒng)受到破壞[1]。此時，若是出現(xiàn)密閉加熱，管線、設(shè)備等會受到嚴重的損壞，出現(xiàn)液體泄漏從而引發(fā)爆炸。罐中的液體出現(xiàn)翻滾時，同樣會引發(fā)安全事故，一般情況下，液體出現(xiàn)翻滾，是有新的液體加入在罐內(nèi)，罐中的液體與罐內(nèi)的液體，兩者之間的密度不相同，當熱量輸入到罐內(nèi)，會出現(xiàn)液體表面蒸發(fā)等現(xiàn)象，之后罐內(nèi)液體的密度會融為一體，但是，在此過程中，會有大量的氣體釋放，出現(xiàn)翻滾現(xiàn)象，容易造成安全事故。

2.進料溢出與低溫所引發(fā)的安全事故

當向儲存罐當中加入適當?shù)脑蠒r，罐內(nèi)的液位會有所升高，即便不向罐內(nèi)進料，液體也會沖裝到達一定的高度，向罐外溢出。一般情況，多是使用雙金屬壁全容罐作為儲存罐，將丙烷存儲，若是有液體溢出，會發(fā)生氣化，氣體快速蒸發(fā)，若是無法控制，蒸發(fā)越加劇烈時，罐內(nèi)壓力增加，易發(fā)生事故。儲存丙烷時，對溫度有嚴格的要求，一般情況下，丙烷存儲之后，在罐內(nèi)丙烷液體的溫度要控制在零下42℃，工作人員若是不小心接觸到丙烷，則會被凍傷。在常溫下，丙烷出現(xiàn)泄漏的機率較大，氣化是一個吸熱的過程，氣化時溫度會急劇下降，工作人員在低溫的環(huán)境下開展工作，容易被凍傷，因此工作人員在工作中要預防丙烷液體發(fā)生氣化所造成的傷害。

二、丙烷罐區(qū)安全設(shè)計

低溫丙烷罐區(qū)的危險因素比較復雜，要降低安全事故的發(fā)生率，可以從設(shè)計的角度出發(fā)來降低危險指數(shù)，從而維護工作人員的人身安全。

1.防負壓安全設(shè)計分析

丙烷在儲存過程中，一般情況不會出現(xiàn)負壓現(xiàn)象，但是，若是受到外界環(huán)境的影響等則會出現(xiàn)負壓。防負壓的有效方法是在儲存罐的頂部位置，設(shè)計一個真空泄放閥，設(shè)定負壓值，當出現(xiàn)負壓現(xiàn)象時達到所設(shè)定的值之后，真空泄放閥此時變化自動將空氣吸收，將其吸入到儲蓄罐當中[2]。但是，儲存罐中若是存在空氣，則會引發(fā)爆炸，為了避免此情況的發(fā)生，盡量不要讓空氣進入到儲存罐當中，可采用常溫丙烷噴注的方式來預防負壓。在冬季時，外界溫度較低，有可能會低于罐內(nèi)的溫度，當溫度低于液體的壓沸點時，罐內(nèi)氣體蒸發(fā)會明顯減少，加大了負壓的發(fā)生率。因此，需要設(shè)計氣化器，避免氣體蒸發(fā)所造成的負壓，或者采用惰性氣體填充的方法，向罐內(nèi)填充惰性氣體，惰性氣體不會與丙烷發(fā)生反應，達到防止負壓的作用，填充惰性氣體方便快捷，但是會造成資源浪費，根據(jù)實際情況選擇適當?shù)姆椒ㄊ顷P(guān)鍵。

2.預防液體溢出的安全設(shè)計分析

低溫丙烷罐區(qū)液體溢出引發(fā)的安全事故較為常見，發(fā)生液體溢出，主要原因是向罐內(nèi)進料，液體溢出之后，嚴重影響到工作人員的正常工作，更危險的是會引發(fā)火災等安全事故。丙烷多是采用雙金屬壁的儲存罐儲存丙烷，在罐外部沒有混凝土墻，當液體溢出時，會在短時間內(nèi)發(fā)生氣化，達到罐內(nèi)的壓力快速增大，誘發(fā)安全事故。因此，要對氣體蒸發(fā)采取相關(guān)對策，低溫儲存罐要設(shè)計有預防溢出的措施，例如，在液位上設(shè)計監(jiān)測報警，當液體溢出時立馬發(fā)出報警信號，并設(shè)計有高液位、進料切斷閥連鎖。除此之外，進行儲罐設(shè)計時，還需要注意高液位問題，高液位要設(shè)計有一段緩沖的時間，對整個操作流程做周全的考慮，將緩沖時間控制在10min以上。

3.預防液體翻滾的安全設(shè)計分析

預防丙烷儲罐中液體翻滾，可采取以下的對策，在罐內(nèi)設(shè)計液位、密度以及溫度等監(jiān)測，當液體未進行翻滾前，一般會出現(xiàn)氣化速率異常現(xiàn)象，對氣化速率進行嚴密的監(jiān)測，可使液體的熱量保持在安全的狀態(tài)之下，不發(fā)生熱量積蓄現(xiàn)象。若是在罐內(nèi)安裝有LTD，在罐內(nèi)泵的設(shè)計工作中要注意，一定要保留余量，目的是為了便于混合操作，儲存罐比較多的情況下，需要在規(guī)定的時間內(nèi)進行切換[3]。另外，造成丙烷罐內(nèi)發(fā)生翻滾的安全因素，還有輕組分含量，液化天然氣中，氮氣與其他氣體相比對，其出現(xiàn)翻滾的機率比較大，而對于丙烷而言，存在乙烷氣體混合之后則會引發(fā)事故，因此，需要詳細分析蒸發(fā)氣體分組工作，輕組分含量偏高時，需要進行向外排放，避免由于輕組分含量的原因造成安全事故。

結(jié)束語

低溫丙烷罐區(qū)的危險因素眾多，威脅著工作人員的生命安全，無疑從設(shè)計上進行預防安全事故，是非常有效的途徑。同時還要重視對丙烷組分的化驗分析，防止丙烷中含有水分，水分長期積累會引起儲罐凍裂。丙烷在裝卸過程中要注意從防靜電、防明火等多個角度達到防火防爆的要求。因此，只有從設(shè)計及管理等各方面去考慮才能提高丙烷儲存罐區(qū)的安全性。

[1]陶富勝.淺談環(huán)氧丙烷罐區(qū)工藝設(shè)計[J].廣東化工，2014，41(9):199-200.

[2]楊增社.天然氣的火災危險性及預防措施[J].西安消防指揮學校網(wǎng)-學術(shù)論壇,2013，18(21):133-135.

[3]蔣綠強，李永新.乙二醇裝置火災、爆炸危險性評價[J].化工勞動保護,2010,20(11)：395-397.