重整裝置產出輕石腦油 25×104t/a，操作溫度 40℃，飽和蒸氣壓 139kPaA，常壓沸點約 30℃，火災危險性甲 B，罐區儲存 5~7天，全部產品公路運輸出廠。本文是對設計中常見問題的歸納總結。

 

1 儲罐選型

       石油煉制工業污染物排放標準GB 31570-2015第5.2.2條規定“儲存真是蒸氣壓≥76.6kPa 的揮發性有機液體應采用壓力儲罐”。

 

       石油化工儲運系統罐區設計規范 SH/T 3007-2014 第 4.2.4 條規定“儲存沸點低于 45℃或在 37.8℃時飽和蒸氣壓大于 88kPa 的 甲 B類液體，應采用壓力儲罐、低壓儲罐或降溫儲存的常壓儲罐，并應符合下列規定：a)選用壓力儲罐或低壓儲罐時，應采取防止空氣進入罐內的措施，并應密閉收集處理罐內排除的氣體[1]”。根據上述規范要求并經技術經濟比選，罐組內設 3 臺 3000m3球罐和 1 臺 3.5m3 輕污油罐(置于地下罐池內)。球罐的操作/設計溫度為 40/50℃，操作/設計壓力為 0.13/0.6MPa。

 

2 裝車泵和裝車鶴管選型

為提高裝車泵的吸入能力，裝車泵選用立式多級筒帶泵，密封 PLAN14+52。鶴管選用液化烴底部密閉裝車鶴管(液相接口DN50，氣相接口 DN25)，鶴管自帶鋼繩式拉斷閥[2]。裝車油氣返回球罐頂部。

 

2.1 鶴管裝車流速

       常規設計根據《石油庫設計規范》GB 50074-2014 的規定，裝車流速取 4.5m/s。但 GB50074 不適用液化烴儲罐和鶴管，不具備等效引用的條件。建議非石油庫項目執行《液體石油產品靜電安全規程》GB 13348-2009 和《煉油廠全廠性工藝及熱力管道設計規范》SH/T 3108-2000 的規定。當可燃液體物料裝車鶴管出口未完全浸入液面之前，管口流速應限制在 1m/s 以內，裝車鶴管出口完全浸入液面后，鶴管出口流速應符合 VD≤0.5 的要求，且非常大流速不得大于7m/s。即液化烴底部密閉裝車鶴管(DN50/25接口)的裝車流速控制在 45m3/h 以下。

 

2.2 裝車鶴管數量[3]計算

       N—裝車鶴管數量，個；K—裝車不均衡系數，一般 K 取 2~3，

 

       本文 K 取 2； B—季節不均衡系數。對于有季節性的油品(如柴油)，B 值等于高峰急切的日平均裝油量與全年日平均裝油量之比。對于無季節性的油品，B 為 1。輕石腦油為無季節性油品，B 取 1； G—油品的年裝車量，t；T—每年裝車作業工時，h； Q—一個鶴管的額定裝油量，m3/h。本文裝車流量取 45m3/h； r—油品密度，t/m3。輕石腦油密度 0.618kg/m3； t—裝車場每年工作天數，d。一般取 350d； n—裝車場每天工作時間，h。每天一班工作時，取 6h。

 

       經計算

 

       根據上述計算結果，選用 9 套液化烴底部密閉裝車鶴管(DN50/25 接口)。

 

2.3 裝車泵流量和控制方案的確定

       為保證裝車場高效運行，滿足不停泵連續裝車的要求(即關閥裝車氣動閥不憋泵)，裝車泵出口管線設非常小回流保護(流控)，非常小回流保護采用調節閥方式，回流量為裝車泵正常流量的 30%，回流線接入儲罐內。

       為保證非常后一臺鶴管關閉時不發生憋泵現象，需滿足 30%Q≤鶴管裝車流量＜鶴管極限流量，得出如下結論：每臺裝車泵對3 套鶴管，裝車泵流量為 135m3/h。

3 儲罐附件

       球罐設有雷達液位計、伺服液位計、超聲波液位開關、壓力變送器、壓力表、熱電阻、雙金屬溫度計、手動切水器、密閉采樣器和安全閥等附件。

3.1 液位計

       球罐內的溫度采用平均溫度計測量，液位測量采用計量級雷達液位計和伺服液位計，并通過雷達液位計(或伺服液位計)的多功能指示變送器，將溫度計液位信號送至機柜間 DCS 控制系統。

3.2 切水器

       手動切水器自帶壓力表、溫度計、液位計、界位儀和安全閥。切水器內的液位計具有現場低液位報警功能。當切水器內出現水，且水位達到界位儀安裝位置時，管道的界位儀處應有顏色顯示。

3.3 緊急切斷閥

       緊急切斷閥選用單作用氣缸執行機構(故障安全型)，密封結構采用耐火結構并符合 ANSI/APISTD607 標準，泄露等級 Class Ⅵ。全行程關斷時間不應超過 1s/in 閥門通徑。公稱尺寸≤DN50的閥門完全關閉時間≤5s，DN65~350 的閥門完全關閉時間≤10s。緊急切斷閥到球罐管口之間除了接管外不得安裝任何其它管件或閥門，其間距應符合配管安裝、閥門維修和工藝要求。緊急切斷閥應具有自動和手動關閉功能，手動關閉功能應包括控制室遙控手動關閉及現場手動關閉。

 

3.4 安全閥

       球罐應至少設 2 個安全閥和 1 個緊急放空線(安全閥副線)，每個都能滿足事故狀態下安全泄放的要求，安全閥前后均設手動全通徑切斷閥并加鉛封或鎖定。安全泄放量按 GB/T150.1-2011 附 錄 B 的式(B.3)計算：

       Ws—容器的安全泄放量，kg/h； 

       F—系數，容器置于大于 10 L/(m2•min)噴淋裝置下時，F=0.6； 

       Ar—球形容器受熱面積，m2；取 和從地面起到7.5m 高度所包括外表面積兩者中較大值；

       D0—容器的外直徑；

       q—泄放壓力下，液體的汽化潛熱，kJ/kg。

 

4 主要聯鎖內容

所有儀表信號直接引至機柜間 DCS 控制系統，對罐區工藝過程進行集中控制、監測、記錄和報警。罐組內主要聯鎖內容如下：

       (1)球罐設高低液位報警、高高液位聯鎖切斷進料和低低液位聯鎖停裝車泵的措施。

       高高液位聯鎖的檢測元件獨立設置，超聲波液位開關與雷達液位計、伺服液位計的高高液位信號組成“三取二”聯鎖切斷球罐的入口電液切斷閥。超聲波液位開關與雷達液位計、伺服液位計的低低液位信號組成“三取一”聯鎖停裝車泵。

       (2)燃料氣管道接罐氣相平衡線處設氣動切斷閥與罐壓力聯鎖，當壓力低于 0.03MPa 時，燃料氣管道上的燃料氣補氣氣動閥打開；當壓力高于 0.4MPa 時，氣相平衡線上泄壓至火炬排放系統的氣動切斷閥打開。

       (3)球罐取防火堤外及控制室設置緊急切斷閥聯鎖按鈕，當球罐液位高高報警或發生火災等危險情況時，操作員能夠遙控或就地手動關閉緊急切斷閥。

       (4)裝車泵在控制室設置遠程停泵功能。

 

5 防火間距的確定

       輕石腦油沸點低于 45℃，罐組內儲罐的防火間距按全壓力式液化烴儲罐的防火間距執行[4]。球罐和泵房的防火間距不應小于15 m，球罐和雨淋閥室的防火間距不應小于 15 m，球罐與外部設施的防火間距按“沸點低于 45℃的甲 B類液體全壓力儲罐”確定。

 

6 結論

       輕石腦油采用球罐儲存、壓力鶴管裝車并將裝車油氣返回罐頂的方案，有效的控制了揮發性有機物的排放。在保證可靠的防雷防靜電接地的前提下，適當提高鶴管裝車流速，有效降低了裝車場的占地面積并大幅增加裝車場的周轉量。