油品储罐的安全技术与节能环保控制措施

郭强 刘乃妮 刘福军

陕西延长石油集团榆林炼油厂生产科

油品储罐的安全技术与节能环保控制措施

郭强 刘乃妮 刘福军

陕西延长石油集团榆林炼油厂生产科

油品在储存、收发等过程中会有大量蒸发损耗，给企业造成非常严重的损失和安全储存隐患，同时给环境带来严重的污染，造成资源浪费和经济损失，针对油品储存运输过程中油品的损耗，从主观控制的角度分析油品安全储存的工艺技术条件，探寻油品安全储存的规律并对其进行技术分析。

油品;安全储存;控制;工艺技术

随着化工行业恶性事故的频频发生，安全生产引起社会的广泛关注，有关炼油过程安全生产技术的研究取得了一系列的成果，但还有许多本质安全技术尚待解决。运至炼厂或集输站以及各储油罐油品中的较轻组分逸入大气，此现象为蒸发损耗，蒸发损耗是缓慢持续进行的，非常隐蔽，就是这种损耗存在非常大的安全隐患。

1 采取安全技术措施的必要性

近年来环境问题日益尖锐，人们不仅关注正常生产活动造成的环境污染影响，而且对于突发事故可能对环境造成的危害也高度重视，石油化工行业生产装置大多数是高温、高压的运行状态，操作控制复杂，发生爆炸、火灾或中毒事故的潜在危险因素较多，而且石油化工行业较其他行业，事故危害性较大，后果较严重，所以石油化工行业具有潜在的事故隐患和由此引起的环境风险不容忽视。

2 应用先进的科技技术进行有效监测

生产过程的状态监测与故障诊断技术、安全运行智能辅助支持系统技术和远程监测与故障，诊断系统技术等逐步应用到生产过程中。

2.1 可燃气体报警器

利用可燃气体报警器进行泄漏气体的监测，跑、冒、滴、漏、混油等过程；倒罐频次；油气蒸发，加工过程等都可能造成油品的泄漏，当环境中可燃或有毒气体泄漏时，当气体报警器检测到气体浓度达到爆炸或中毒报警器设置的临界点时，可燃气体报警器就会发出报警信号，以提醒工作人员采取安全措施，防止发生爆炸、火灾、中毒事故，从而保障安全生产。

2.2 可燃气体探测器

可燃气体探测器是对单一或多种可燃气体浓度响应的探测器，可燃气体探测器有催化型、红外光学型两种类型。催化型可燃气体探测器是利用难熔金属铂丝加热后的电阻变化来测定可燃气体浓度。当可燃气体进入探测器时，在铂丝表面引起氧化反应（无焰燃烧），其产生的热量使铂丝的温度升高，而铂丝的电阻率便发生变化。红外光学型是利用红外传感器通过红外线光源的吸收原理来检测现场环境的碳氢类可燃气体。

3 优质钢材料及消防设施在储油罐上的应用

工程实际中可能发生大型油品储罐在火灾事故后断裂，所以在原始设计中就要将可能发生的安全问题纳入设计制造中。[1]

3.1 国产大型储油罐用钢12MnNiVR的化学成分见表1。

表1

材料的冲击韧性和断裂性之间有着很好的对应关系。表2是S P V 490Q钢在火灾后的冲击性能的试验结果，由表2可知，SPV490Q钢在经历750℃高温后的冲击韧性值最低。根据安全评估的意义，故采用经历750℃高温后的12MnNiVR进行断裂性试验。

表2

断裂性试验试样为400mm×295mm×32mm的钢板上切割下来的12MnNiVR钢材。所用的加热炉为箱型自动控制电热炉，在升温到750℃后恒温1h，考虑到大型储罐发生火灾后的消防措施，冷却方式采用水冷。

3.2 试验得出的结论

3.2.1 试验结果具有工程意义和实用价值，可以定量的应用于火灾后大型储罐断裂安全性评估。

3.2.2 火灾后大型储罐材料12MnNiVR的断裂韧性相较于常温时明显地降低。火灾后必须对可能再使用储罐的断裂韧性进行安全评估。

3.3 油品储罐消防喷淋的功能

储罐消防喷淋冷却装置是储罐上安装的一种水冷却降温设施。在夏天气温高的时候，对储罐不断均匀地进行喷淋水冷却，水由罐顶经罐壁流下，使冷却水降低储罐所吸收的太阳辐射热，降低储罐气体空间温度，使储存介质昼夜温差变化幅度减小，从而减少储罐的小呼吸损耗。

油品储罐设施实用于石油化工行业闪点高于60℃液体火灾及甲、乙、丙类液体和易燃气体储存装置的防护冷却。防腐标准：GB/ T 13912-2002金属覆盖层，钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法检验标准： GB 50235—1997工业金属管道工程施工及验收规范 GB 50236—1998现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范。

4 油品储罐自动脱水技术的应用

石化及油品储运行业中，储油罐自动脱水器专用设备，其基本功能是“排水截油”。

4.1 油品储罐自动脱水器的使用效果

在不使用其他动力的条件下，能使储油罐脱水实现自动化，并将储油罐中的沉降水全部排尽。排水过程中无可见油花，水排完后自动关闭而滴油不露，保证了油品的质量。储油罐自动脱水器从根本上解决了人工脱水跑油，以及由此而产生的油品损失（约为加工量的0.3%）、环境污染和安全隐患等问题、减轻了工人的劳动强度。

4.2 油品储罐自动脱水器的工作原理

4.2.1 利用介质密度差所产生的浮力差和浮子中立作动力源，通过杠杆原理放大作用力使之达到开启或关闭阀门所需要的力度。

4.2.2 利用连通器原理和“U”型管作用，消除液体紊流状态，控制液体流向，促进油水分离，并形成高位水封，严密封锁油品。

5 温度的影响及储罐的密封要求

油品自身的温度如果高，就是油品从装置出去的温度高，损耗就越大；再加上储存温度高，同样损耗也较大。这些油品的上部蒸汽部分就飘溢出罐外挥发掉了。在夏季容积10.000m3的钢制储罐储存原油、汽油等油气蒸发损耗将达500～1000kg。

5.1 油品储罐的密闭状况

油品储罐的附件以及储罐顶部有缝隙或孔眼，如果罐内混合气的密度大于空气密度，罐内的混合气体通过孔眼逸入大气，空气则从上部孔眼进入罐内，形成自然通风损耗。一具5000m3的油品储罐，如果出现自然通风现象，一个月损失汽油高达53×103kg,损失原油高达28×103kg。

5.2 油品储罐上方油气的空间

油品储罐在运行与静止过程中，储罐中油品上部都有一定的空间，储罐在运行过程中空间还在不断地变化，挥发油气的空间越大，蒸发损失就越大，例如，在相同温度和密封条件下储存同一种汽油，储油量为储罐容积20%时的蒸发损失比储油量为储罐容积95%时大8倍。

5.3 不可避免的自然损耗和污染

前面的可以从技术上、管理上、设备维护上加强从而降低损耗；达到和实现油品安全储存的目的。油气蒸发和加工过程的损耗则是自然损耗，由于油品是多种碳氢化合物组分，而烃类具有很强的挥发性。蒸发损耗的内因是与油品的馏分有关，馏分越轻，初留点越低，蒸汽压越大，蒸发损耗越大；造成油品蒸发损耗的外部原因主要是油品自身温度，外部温度，储罐上方的空间的大小、储罐的大小呼吸，脱水净化等。所以发生蒸发损耗的主要是轻质油品，溶剂汽油、航空汽油、车用汽油和原油，如煤油、柴油的蒸发损耗相对较小。

5.4 危害安全

散失于大气中的油品蒸汽超过一定浓度，会给局部地区严重积聚，油品挥发掉的油蒸汽会对该区域构成潜在的火灾危险，如果操作不当，出现静电打火等会酿成大祸。

6 结论

石油化工生产技术应合理地使用自然资源和能源，采用保护环境的实际生产方法和措施，将废物减量化、资源化、无害化或消灭于生产过程中，预测生产过程对环境的污染，进一步发展石化行业安全理论和技术，使其能有针对性的指导生产技术工作。

[1]冯希全.油品的蒸发损耗及降耗措施.山东科学,2001.6

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.01.007