石油化工產品安全排放技術措施

楊仁杰（武漢煉化工程設計有限責任公司，湖北武漢430070）

1 簡要分析儲運系統在罐區中采取的典型安全排放措施

1.1 壓力儲罐

1.1.1 罐頂的安全閥

通常壓力儲罐的型式采用球罐，其中球罐一般在罐頂設置安全閥，安全閥分為在線和備用以及1個安全閥副線。且安全閥的類型選用全啟式，安全閥的的泄放量和泄放面積按照GB150的有關規定計算確認。

圖1所示為典型的球罐罐頂安全閥流程。

圖1 球罐罐頂安全閥流程示意圖

上述項目中球罐儲存的介質為商品液化氣，操作溫度：40℃，操作壓力為1.1MPa，最高操作壓力為：1.35MPa。

1）確定安全閥的定壓值：

其中：定壓安全閥開啟的壓力。安全閥定壓必須等于或稍小于設備的設計壓力；一般投備可根據不同工藝操作壓力按設備設計壓力的要求確定其安全閥的定壓，當安全閥定壓等于設備設計壓力時，定壓Ps：

當P≤1.8MPa時，Ps=P+0.18+0.1

P為設備（或管道）最高操作壓力，MPa(G)

Ps為安全閥定壓，MPa(A)

可以確定安全閥的定壓值Ps 為1.63MPa（A）,表壓為1.53MPa（G）。

2）確定安全閥的泄放量：

對有完善的保溫層的液化氣體容器

式中G—容器的安全泄放量，kg/h

t—泄放壓力下的飽和溫度，℃；

λ—常溫下隔熱材料的導熱系數，W/m'K;

δ—保溫層厚度，m;

可得本球罐的泄放量為：67600Kg/h。

1.1.2 管線上的安全閥：

按照規定：在兩端有可能關閉且因外界影響可能導致升壓的液化烴管線上，應該采用安全措施。在罐區中兩端具有閥門的液態烴管線上，需要增加管路安全閥。

圖2所示為典型的安全閥流程。

圖2 所示為典型的安全閥流程示意圖

上述管路的介質為液化氣，操作溫度：40℃，最高操作壓力為：2.31MPa。

1）確定安全閥的定壓值：

可以確定安全閥的定壓值Ps 為2.59MPa（A）,表壓為2.49MPa（G）。

2）確定安全閥的泄放量：

液體膨脹，即充滿液體的容器或長管道由于液體受熱膨脹而要求的泄放量。

式中Q—傳入熱量，W;

Cp—液體比熱容，kJ/kg·℃；

ω—液體每升高1℃體積膨脹系數，對于水為0.00018;對于輕烴為0.0018;對于汽油為0.00144;對于餾分油為0.00108;對于渣油為0.00072。

經上述計算可得管路的泄放量（熱膨脹）為：250Kg/h。

圖3為儲罐及安全閥系統流程示意圖。

1.2 常壓儲罐

儲存甲B、乙類液體的固定頂儲罐和地上臥式儲罐及采用氯氣或其他惰性氣體密封保護系統的儲罐通向大氣的通氣管上應設呼吸閥。

其中呼吸闊的排氣壓力應小于儲罐的設計正壓力，呼吸閥的進氣壓力應高于儲罐的設計負壓力。

通常呼吸閥的通氣量應該為下列呼出量之和或吸入量之和：

（1)液體出罐時的最大出液量所造成的空氣吸入量，應按液體最大出液量考慮：

（2) 液體進入固定頂儲罐時所造成的罐內液體氣體呼出量，當液體閃點（閉口）高于45 ℃時，應按最大進液量的1.07 倍考慮：當液體閃點（閉口）低于或等于45 ℃時，應按最大進液量的2.14 倍考慮。液體進入采用氮氣或其他惰性氣體密封保護系統的內浮頂儲罐時所造成的罐內氣體呼出量，應按最大進液量考慮：

（3)因大氣最大溫降導致罐內氣體收縮所造成儲罐吸入的空氣量和因大氣最大溫升導致罐內氣體膨脹而呼出的氣體。

呼吸閥的數量：

通氣管或呼吸閥的規格應按確定的通氣量和通氣管或呼吸闊的通氣量曲線來選定。通常呼吸閥的數量按照儲罐的容量和進（出）儲罐的最大液體量選擇。具體見SH/T 3007-2014中表5.1.7。

圖3 儲罐及安全閥系統流程示意圖

2 簡析相關安全排放技術要求

2.1 可燃蒸汽與氣體

第一，應嚴格控制排出可燃蒸汽與氣體環境中的熱源與火源，最大限度防止由于電火花、明火等易發火災因素，從而將在排放可燃蒸汽與氣體過程中所造成的爆炸和火災隱患降到最低。但我們也需要明確很多危險源是具有藏匿性的，并且也無法實現完全規避。基于此，在實際排放中應嚴格控制可燃蒸汽與氣體濃度，防止濃度逼近爆炸臨界值，避免形成爆炸條件。

第二，對放空管高度進行科學控制，其也是控制排放氣體濃度控制的關鍵所在，應以控制排放氣體濃度作為設計放空管高度設計的主要依據，需依據實際需要提高計算確保氣體安全濃度能處在最小高度值，但是在實際排放過程中應將放空管高度控制在這一數值之下[2]。此外，還應時刻注意放空管道內部的氣體流量變化情況，因為流量情況不同對可燃氣體安全濃度會造成不同程度的影響，在此基礎上對放空管高度加以調整，可以降低發生安全事故的概率。

2.2 可燃液體

對存液池進行科學設計與建設，首先應以現實安全需要為依據，設計合理的存液池位置以及存液池間距，一般情況下，出于確保液體安全排放，應該嚴格依據有關要求或保證在其與配套導液溝周邊小于等于30m的范圍內沒有明火，關于不同的存液池各自間距需大于30m，而各個罐組的間距應控制在25m作用[3]。此外，出于提高消防救援工作及時性，應將消防空地預留高度設計在7m以上。

3 結語

對于石油化工產品而言，若想確保儲運系統在實際運行中氣體排放的安全性，應該深入研究并加大技術改進力度，以此提高技術應用水平。