RDS儲罐運行危險原因分析及防范方案

何朝良

摘要：本文結(jié)合幾個具體案例，著重分析了高溫渣油加氫精制重油（以下簡稱RDS）罐損壞的原因，并提出增加防范措施，降低高溫重油儲罐運行風(fēng)險。

關(guān)鍵詞：RDS儲罐;突沸;原因;防范措施

近年來，煉油加工深度不斷加深、加工工藝更加精細(xì)，渣油加氫裝置不可或缺，其產(chǎn)出品加氫精制重油（以下簡稱RDS）在一體化的架構(gòu)下帶來了高溫輸轉(zhuǎn)問題及運行危險。

1 高溫儲存RDS風(fēng)險

1.1 常壓重油儲罐儲存物料的風(fēng)險

常壓儲罐儲存物料的風(fēng)險有兩種：一種是儲罐內(nèi)壓力低于外界大氣壓力，低于儲罐設(shè)計壓力低限，造成儲罐抽癟，罐體變形，即外壓失穩(wěn);一種是儲罐內(nèi)壓大于外界大氣壓，超過儲罐設(shè)計壓力高限，由于罐頂弱連接結(jié)構(gòu)，會掀開罐頂，罐體發(fā)生破壞。

2 典型案例

2.1 RDS罐罐底邊緣板翹曲

2019年3月31日早7時，突然發(fā)生RDS原料罐3A罐液位異常下降，由1852mm降到1816mm，而且繼續(xù)下降，罐溫度為124℃，7時10分，發(fā)現(xiàn)罐邊緣板開始向上翹曲，邊緣板防腐層被剝離。

2.2 RDS罐罐頂冒氣事件

2020年1月7日5：15左右， RDS罐頂呼吸閥處有大量氣體冒出，罐內(nèi)并伴有異常聲響。該罐事發(fā)液位h=8848mm，溫度t=128.4℃。

2.3 RDS儲罐罐頂損壞

2019年4月26日14：45分，RDS3A罐液位變化，罐頂并有氣冒出，直至15：09分，該罐罐頂部分被損壞。當(dāng)時儲存液位為1818mm，儲存溫度為134℃。見下圖。網(wǎng)殼落地。

3 RDS儲罐運行危險因素排查

3.1 基本情況

RDS儲罐是20000m3常壓拱頂罐，直徑38m，罐壁高度17.82m，拱頂有兩個DN300的通氣孔連通大氣，罐內(nèi)有網(wǎng)殼，罐頂設(shè)計為弱頂，罐內(nèi)設(shè)三組蒸汽加熱盤管，采用上進(jìn)收料，操作溫度為120-150℃，儲罐設(shè)計濕度160℃。

3.2 運行危險因素排查

罐頂損壞原因大多是由于突沸造成。通常重質(zhì)油品突沸滿足以下兩條：一是罐內(nèi)油品溫度超過水的沸點，二是油品含水。突沸不僅造成油品的大量損失，同時常使罐體炸裂。油罐突沸多發(fā)生在渣油、蠟油、油漿和重污油等重質(zhì)油儲罐[1]。

3.2.1 油品含水溯源

按儲罐與外界接口管線的類別，外界水進(jìn)入儲罐可能：1消防泡沫線帶水;2儲罐加熱器盤管有砂眼，加熱蒸汽滲漏;3加氫重油帶水入罐;4工藝閥門不嚴(yán)，其他帶水物料（反沖洗污油線和重污油線）串入儲罐。以下對這4種可能逐一分析。

3.2.1.1 消防泡沫線試驗。在上罐泡沫線金屬軟管法蘭處加纖維爆破片，20天后拆下爆破片，爆破片朝罐側(cè)面濕潤，爆破片朝來泡沫面干燥，證明消防泡沫線為空線，無水。

3.2.1.2儲罐加熱器。檢查事故罐加熱器回水排凝，回水排凝沒有油花，可以初步判斷事故罐加熱器沒有泄漏。之后對加熱器進(jìn)行了打壓，1.1Mpa保壓30分鐘，無泄漏。

3.2.1.3工藝流程分析

事故罐收料流程只有RDS和常減壓渣油收料流程，和其他物料線相連線（反沖洗污油線和重污油線）都已加盲板，不存在串其他物料可能性。對常渣和RDS渣油流程檢查，通過液位、溫度的對比，可以排除常渣和RDS渣油串料可能性。

3.2.1.4儲罐內(nèi)外因素影響判定

事故罐前收、付料金屬軟管是儲罐與RDS系統(tǒng)的兩條通道，如果把這兩根金屬軟管斷開，事故罐便被隔離出來。檢查這兩根金屬軟管內(nèi)的存油情況，便可判定儲罐罐頂損壞是罐內(nèi)油品問題，還是外部油品進(jìn)入造成。把事故罐前收、付料金屬軟管打開后，取金屬軟管內(nèi)油品進(jìn)行分析，分析結(jié)果是油品水含量為痕跡。

3.2.1.5 RDS油品問題

當(dāng)渣油加氫裝置加工量過大或緊急停工時，精餾塔塔底蒸汽量相對加工量過小時，物料得不到充分受熱，輕組分不能及時揮發(fā)，就會造成塔底產(chǎn)品初餾點降低。當(dāng)渣油加氫裝置加工量過小時，精餾塔塔底的蒸汽量相對加工量過剩時，精餾塔的提餾段會降低，輕組分也會隨塔底產(chǎn)品送入高溫儲罐。因汽提蒸汽的連續(xù)注入，加氫重油也是必然含水，當(dāng)汽提蒸汽的溫度降低至120℃時，導(dǎo)致部分飽和態(tài)蒸汽進(jìn)入塔底并攜帶至加氫重油，從而使加氫重油的水含量升高[2]。

3.2.2儲罐泄壓面積不足

正常運行狀態(tài)，根據(jù)QSY 06504.3-2016《煉油化工工程儲運設(shè)計規(guī)范》， 20000 m3重油儲罐，呼出量（正壓）最大1307 m3/h ，對帶阻火器通氣管的20000 m3儲罐，出儲罐的最大液體量不大于3500 m3/h ，通氣量應(yīng)為1.07倍最大出液量和呼出量之和，即5052m3/h。罐頂應(yīng)設(shè)2個DN300通氣管，通氣量為5086m3/h-10173m3/h。由此可見，規(guī)范中設(shè)2個或3個DN300通氣管能夠滿足儲罐正常狀態(tài)的呼出量。因此，按規(guī)范設(shè)計的熱油儲罐不會出現(xiàn)通氣量小于呼出量的狀況。

然而對于突沸事故狀態(tài)，一旦水進(jìn)入高溫儲存的熱油中，體積瞬間擴大1700倍以上，常壓儲罐壓力驟升，可能造成泄壓面積不足不能及時泄壓，破壞罐體結(jié)構(gòu)。

4 RDS熱油儲罐的風(fēng)險防控

定期組織HARZOP分析，采取針對性措施，增加本質(zhì)安全設(shè)施，降低RDS熱油儲罐運行風(fēng)險，以保證RDS儲罐運行安全。

4.1 儲罐增加安全設(shè)施，增加安全保障。

（1）罐頂安裝緊急泄壓設(shè)施，增加緊急狀態(tài)時的泄壓面積。

（2）罐頂通氣孔附近安裝可燃?xì)怏w報警儀一臺，用于檢測儲罐呼出氣體是否含有輕組份。

（3）增加安裝一套液位計。當(dāng)一臺液位計被損壞時，還可監(jiān)控儲罐液位。

5 結(jié)論

從近年來發(fā)生的重油罐破壞事故來看，雖具體原因各有不同，但無不暴露出企業(yè)對熱油儲罐運行中風(fēng)險識別深度不足，在本質(zhì)安全投入或隱患整改方面存在薄弱環(huán)節(jié)。導(dǎo)致事故的那些看似偶然的誘因，其實是一系列必然因素疊加所致，因此，通過增加安全設(shè)施、加強巡檢與日常監(jiān)控、加強技術(shù)管理、優(yōu)化操作參數(shù)和流程等手段，及時發(fā)現(xiàn)事故的前兆及時采取措施，能有效地防止油品突沸，保證高溫重質(zhì)油儲罐的安全運行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 胡玉波 高溫重質(zhì)油罐突沸原因分析及預(yù)防措施 《生產(chǎn)質(zhì)量》2016年 第 10 期