公路裝卸液化石油氣設施、方法及其流程淺析

劉娜（中國石油化工股份有限公司天津分公司煉油部，天津 300270）

近年來，隨著我國石油化工行業的發展，大大小小的石油化工企業如雨后春筍般應運而生，在市場不斷實現多元化的同時，安全風險也在不斷增加，這一點通過近些年愈發嚴峻的安全形勢就可見一斑，尤其是液化石油氣裝卸設施，人員比較多，操作介質危險等級又比較高，一旦發生事故，后果不堪設想。文章主要總結了保障液化石油氣裝卸的常用安全手段和裝卸方法。

1 液化石油氣的分類及特性

液化石油氣是石油加工過程中得到的一種無色揮發性液體，主要成分為丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，并含有少量戊烷、戊烯和微量硫化氫雜質。液相密度500-600kg/m3，氣相密度1.94～2.58kg/m3，閃點-80～-60℃，爆炸極限2.3%～9.5%。液化石油氣主要用作民用燃料、發動機燃料、加熱爐燃料以及打火機的氣體燃料，亦用作乙烯或制氫原料、化工原料。

2 公路裝卸液化石油氣的主要特點

汽車油罐車是散裝油品公路運輸的工具，對小宗液化石油氣的中轉分配或不通管道的一些區域，這種運輸方法起主要作用。針對液化石油氣易燃、易爆、易揮發等特殊性質，通常，液化石油氣需要在常溫及相應的壓力（一般可達到1.6～1.8MPa）下輸送，并使用液化氣體公路運輸專用車輛裝卸和運輸。

3 汽車石油液化氣裝卸設施、工藝要求及安全法規

為了保障液化石油氣的裝卸的安全，液化石油氣裝卸設備的選擇至關重要。汽車石油液化氣裝卸一般是在汽車棧臺鶴位上進行，根據“國家安全監管總局、工業和信息化部關于危險化學品企業貫徹落實《國務院關于進一步加強企業安全生產工作的通知》的實施意見（安監總管三〔2010〕186號）的規定，液化石油氣裝卸應采用液化氣專用的帶氣相接口的底部密閉式鶴管，即在液化氣罐車底部接口處同時接通一條液化石油氣裝車線和一條氣相平衡線。這樣既可減少罐車內氣相液化氣聚集又可減少靜電積聚。

除了設備選擇之外，平面布置也是重要的安全保障手段。根據《石油化工企業設計防火標準》的規定，汽車裝卸車鶴位之間的距離不應小于4米，雙側裝卸車棧臺相鄰鶴位之間或同一鶴位相鄰鶴管之間的距離應滿足鶴管正常操作和檢修的要求，液化烴汽車裝卸棧臺與可燃液體汽車裝卸棧臺相鄰鶴位之間的距離不應小于8米；在裝卸車鶴位10米以外的裝卸管道上應設便于操作的緊急切斷閥；汽車裝卸車場應采用不產生火花的混凝土地面；裝卸車鶴位與集中布置的泵的距離不應小于10米。

合理確定裝卸鶴管數量，可以確保設備的高效使用和人員的合理調配，汽車液體裝卸鶴管設置應符合工藝設計條件的要求，液體裝卸鶴管數量應按下式計算：

式中：N——所需裝卸臂臺數（臺）；

G——年裝卸物料量（m3/a）;

t——汽車罐車日作業時間（h）

K——運輸不均衡系數，宜取1.4；

τ——年操作時間（d/a），一年按330天計算；

ρ——裝卸車時液體介質的密度（kg/m3）；

F——每臺鶴管每小時裝卸能力（m3/h）,可按公式（式-2）進行計算。

式中：D——裝卸鶴管的內徑（m）;

V——控制裝車流速（m/s）。

所需鶴管N 值得小數部分大于或等于0.5 時，整數加1；計算值不足1時，按1臺選用。

4 汽車石油液化氣裝卸方法及其流程分類介紹

伴隨著石油化工行業的發展，液化石油氣裝卸方法也在不斷更新，近些年常用的液化石油氣罐車灌裝方法有泵送、壓縮機灌裝兩種方法。液化石油氣罐車卸車分為泵送、壓縮機和氣化器三種方法。

泵送式即利用泵輸送液體，將儲罐中的液化石油氣通過泵加壓，送至油罐車，同時油罐車內石油氣通過車頂氣相平衡線回到儲罐（如圖1 所示）。這種方法在石油化工企業中比較常見，因為其流程簡單且裝車流量穩定，國內液化氣泵的生產技術也十分成熟了，所以是目前各大企業的首選裝車方式。但是也存在設備維護頻繁、安全風險高、北方冬季機泵汽蝕等缺點。

壓縮機式即利用壓縮機的抽吸和加壓功能，將油罐車內石油氣壓縮后送至儲罐內，罐車內壓力下降，儲罐內壓力上升，液化石油氣自流灌裝至油罐車（如圖2所示）。這種方法可以有效克服泵送式的缺點，壓縮機維護簡單、且不存在汽蝕問題，同時能耗較低。但是根據儲罐中液位的變化，裝車的流量變化較大，裝車速度較慢。這種方法適合裝卸量比較小的小型企業。

液化石油氣罐車灌裝宜采用定量控制裝車系統，通過系統中的流量計和控制閥，配合定量裝車控制器，既可以實現罐車裝滿自動停止裝車，也可以實現按照預設的裝車量定量充裝，完全可以取代傳統的地衡交接模式。定量裝車控制器配合企業的電子開單系統實現從開單到出廠的自動化管理，也將是未來企業的發展方向。

圖1 汽車油罐車泵送式裝車示意圖

圖2 汽車油罐車壓縮機式裝車示意圖

泵送式卸車和壓縮機卸車原理與裝車類似，液化氣罐車內液化石油氣可通過泵加壓后送至液化氣儲罐內，或者經壓縮機將液化石油氣儲罐內氣相加壓，送至罐車內，罐車壓力增加，罐車內液化石油氣自流卸車至液化氣儲罐。

氣化器卸車是除上述兩種方法外新增的一種卸車方式，利用液化石油氣加熱后飽和蒸氣壓顯著提高的特性，將部分儲存的液化石油氣通過氣化器，以蒸汽或熱水做熱源，使其加熱氣化升壓，升壓后的石油氣可將罐車內液化石油氣壓至液化石油氣儲罐（如圖3所示）。該方法有效利用工廠余熱，無疑是能耗最低的一種方法。氣化器的操作參數均可以通過DCS 系統進行監控和操作，也是自動化水平最高的一種方式。但是該方法加熱后石油氣溫度較高（可達到70～90℃），而一般液化石油氣罐車設計時不會考慮高溫工況，所以該方法并不常見。

圖3 汽車油罐車壓縮機卸車示意圖

5 結語

除上述常用液化石油氣裝卸方法外，還有自流裝卸法和氮氣壓送裝卸法。但是自流裝卸法需要罐車和儲罐之間有一定的高差，以形成壓差，一般裝車速度較慢；氮氣壓送法進入罐車或儲罐內的氮氣難以排出，再次置換時會損耗大量液化氣。所以在實際生產中不建議使用。