关于丙烷储存罐区安全设计方法的探析

王维利 侯春生 谭秋仲 王洪松

中石油塔里木油田分公司 新疆库尔勒 841000

丙烷在油气厂站多作为脱水脱烃工艺中的制冷剂，同时也是一种重要的化工原材料。丙烷是一种易燃易爆的气体，爆炸极限为2.1%-9.5%，在储存及装卸过程中风险极高。我国现如今，建立了低温丙烷罐区，虽然便于管理，但是一旦发生泄漏，很容易发生重大安全事故，因此，对低温丙烷罐区的安全要给予高度重视。

一、丙烷罐区危险因素分析

1.液体引发的安全事故

低温丙烷罐区危险因素中，液体所造成的安全事故是常见的现象，液体会出现膨胀，或者是在罐内翻滚等都会引发安全事故。在无孔容器，或者是切断阀门与切断阀门之间等部位，成为一个死区，此时，当温度升高时，压力会明显增大，使处于密闭状态的系统受到破坏[1]。此时，若是出现密闭加热，管线、设备等会受到严重的损坏，出现液体泄漏从而引发爆炸。罐中的液体出现翻滚时，同样会引发安全事故，一般情况下，液体出现翻滚，是有新的液体加入在罐内，罐中的液体与罐内的液体，两者之间的密度不相同，当热量输入到罐内，会出现液体表面蒸发等现象，之后罐内液体的密度会融为一体，但是，在此过程中，会有大量的气体释放，出现翻滚现象，容易造成安全事故。

2.进料溢出与低温所引发的安全事故

当向储存罐当中加入适当的原料时，罐内的液位会有所升高，即便不向罐内进料，液体也会冲装到达一定的高度，向罐外溢出。一般情况，多是使用双金属壁全容罐作为储存罐，将丙烷存储，若是有液体溢出，会发生气化，气体快速蒸发，若是无法控制，蒸发越加剧烈时，罐内压力增加，易发生事故。储存丙烷时，对温度有严格的要求，一般情况下，丙烷存储之后，在罐内丙烷液体的温度要控制在零下42℃，工作人员若是不小心接触到丙烷，则会被冻伤。在常温下，丙烷出现泄漏的机率较大，气化是一个吸热的过程，气化时温度会急剧下降，工作人员在低温的环境下开展工作，容易被冻伤，因此工作人员在工作中要预防丙烷液体发生气化所造成的伤害。

二、丙烷罐区安全设计

低温丙烷罐区的危险因素比较复杂，要降低安全事故的发生率，可以从设计的角度出发来降低危险指数，从而维护工作人员的人身安全。

1.防负压安全设计分析

丙烷在储存过程中，一般情况不会出现负压现象，但是，若是受到外界环境的影响等则会出现负压。防负压的有效方法是在储存罐的顶部位置，设计一个真空泄放阀，设定负压值，当出现负压现象时达到所设定的值之后，真空泄放阀此时变化自动将空气吸收，将其吸入到储蓄罐当中[2]。但是，储存罐中若是存在空气，则会引发爆炸，为了避免此情况的发生，尽量不要让空气进入到储存罐当中，可采用常温丙烷喷注的方式来预防负压。在冬季时，外界温度较低，有可能会低于罐内的温度，当温度低于液体的压沸点时，罐内气体蒸发会明显减少，加大了负压的发生率。因此，需要设计气化器，避免气体蒸发所造成的负压，或者采用惰性气体填充的方法，向罐内填充惰性气体，惰性气体不会与丙烷发生反应，达到防止负压的作用，填充惰性气体方便快捷，但是会造成资源浪费，根据实际情况选择适当的方法是关键。

2.预防液体溢出的安全设计分析

低温丙烷罐区液体溢出引发的安全事故较为常见，发生液体溢出，主要原因是向罐内进料，液体溢出之后，严重影响到工作人员的正常工作，更危险的是会引发火灾等安全事故。丙烷多是采用双金属壁的储存罐储存丙烷，在罐外部没有混凝土墙，当液体溢出时，会在短时间内发生气化，达到罐内的压力快速增大，诱发安全事故。因此，要对气体蒸发采取相关对策，低温储存罐要设计有预防溢出的措施，例如，在液位上设计监测报警，当液体溢出时立马发出报警信号，并设计有高液位、进料切断阀连锁。除此之外，进行储罐设计时，还需要注意高液位问题，高液位要设计有一段缓冲的时间，对整个操作流程做周全的考虑，将缓冲时间控制在10min以上。

3.预防液体翻滚的安全设计分析

预防丙烷储罐中液体翻滚，可采取以下的对策，在罐内设计液位、密度以及温度等监测，当液体未进行翻滚前，一般会出现气化速率异常现象，对气化速率进行严密的监测，可使液体的热量保持在安全的状态之下，不发生热量积蓄现象。若是在罐内安装有LTD，在罐内泵的设计工作中要注意，一定要保留余量，目的是为了便于混合操作，储存罐比较多的情况下，需要在规定的时间内进行切换[3]。另外，造成丙烷罐内发生翻滚的安全因素，还有轻组分含量，液化天然气中，氮气与其他气体相比对，其出现翻滚的机率比较大，而对于丙烷而言，存在乙烷气体混合之后则会引发事故，因此，需要详细分析蒸发气体分组工作，轻组分含量偏高时，需要进行向外排放，避免由于轻组分含量的原因造成安全事故。

结束语

低温丙烷罐区的危险因素众多，威胁着工作人员的生命安全，无疑从设计上进行预防安全事故，是非常有效的途径。同时还要重视对丙烷组分的化验分析，防止丙烷中含有水分，水分长期积累会引起储罐冻裂。丙烷在装卸过程中要注意从防静电、防明火等多个角度达到防火防爆的要求。因此，只有从设计及管理等各方面去考虑才能提高丙烷储存罐区的安全性。

[1]陶富胜.浅谈环氧丙烷罐区工艺设计[J].广东化工，2014，41(9):199-200.

[2]杨增社.天然气的火灾危险性及预防措施[J].西安消防指挥学校网-学术论坛,2013，18(21):133-135.

[3]蒋绿强，李永新.乙二醇装置火灾、爆炸危险性评价[J].化工劳动保护,2010,20(11)：395-397.