全接液高效密封浮盘在油品罐区VOCs治理过程中的应用

王峰 闫宗磊

为了控制石化企业的VOCs排放，今年来国家和地方各级行政主管部门相继出台了许多政策法规要求。2017初，国家环境保护部等4部门和北京、天津、河北等6省市发布《京津冀及周边地区2017年大气污染防治工作方案》，要求石化行业今年底全面完成VOCs综合整治工作，达到《石油炼制工业污染物排放标准》、《石油化学工业污染物排放标准》等相关标准和要求，尤其位于重点区域的石化企业应按规定达到特别排放限值的要求。

一、技术方案研究与应用

（一）技术方案的研究目标与研究内容

华北石化公司21具轻油罐均為常压拱顶罐，在油品储存过程中，会存在油品蒸发现象，一方面造成了油品的损耗，增加了经济损失，另一方面造成了环境污染，同时由于大部分是可燃或者是有毒气体，容易引起火灾、人员中毒等情况，内浮盘指的是能够始终漂浮在液体石油化工产品液面上并随之上下浮动升降的浮动顶盖。在液体石油化工品储罐中，内浮盘能够科学合理的防止储罐内介质的挥发损耗，起到节约能源，保护环境，提高安全性的作用。

（二）技术方案的研究制定过程

目前，国内外常见的储罐浮盘主要为浮筒式和全接液式。在国内，长久以来所使用浮盘型式主要为浮筒式，各个设备厂家对全接液式做了研究但未深入发展。自2014年，安监总管三（2014）68号令颁布以来，全接液式浮盘进入了一个全新的发展周期，各个厂商、设计单位争相研发相关类型的产品。

全接液式浮盘与浮筒式浮盘的结构比较

浮筒式浮盘的结构分析：

浮筒式浮盘主要由顶板、浮筒、浮筒支架、支柱和周边密封组成，根據不同的使用要求会增设不同功用的开孔及辅助件；

全接液式浮盘的结构分析：

全接液式浮盘主要由主梁、蜂窝箱、支柱和周边密封组成，根据不同的使用要求，增设不同功用的开孔及辅助件；

全接液式浮盘经过多块蜂窝箱板拼接，形成一个网状中空浮块，由以上示意图可看出，在使用中，浮块的下部分浸入液面，整体的中空浮块漂浮在液面上，隔绝了上部气相与下部的液相空间，起到了覆盖封闭液体的作用。

全接液式浮盘与浮筒式的优缺点分析

浮筒式浮盘的优缺点分析：

浮筒式浮盘具有质量轻便，施工程序简单，易于安装等特点，但由于存在气液相空间，油气密封效果稍差：

（1）油品气液相空间大，挥发性强， 油品损耗较大，污染环境；

（2）由于油气挥发，存在火灾隐患，降低罐区安全运行系数；

（3）依靠浮筒产生浮力， 浮力分布不均匀，不能承受多名维修人员随意走动；

（4）整体结构强度差，抗变形能力差，抗油气冲击能力小，容易变形而引起卡盘。在面对操作中液体进气产生气爆时浮盘易发生倾覆损坏，使用寿命短。

全接液式浮盘的优缺点分析

全接液蜂巢式内浮盘具有安全性高、节能环保、运行稳定、施工简便等特点。浮盘整体结构强度大，架构紧密，具有良好的抗震性和维修维护便利性。相比于浮仓式、甲板式、浮筒式等类型浮盘，全接液式浮盘具有全面的技术提升，避免了浮力单元单一，粘结剂受浸润发生剥离危险，消除了油气空间等等设计特点。

（1）高安全性：浮盘整体实现全接液完全消除油气空间最大程度降低安全事故隐患，减少火灾发生的可能性，保证储罐的安全运行；

（2）节能环保：浮盘整体直接覆盖介质表面，无液体气液相挥发空间，实现全接液，可有效抑制油气挥发，效果可达99% 以上；

（3）结构稳定：结构稳固，浮力均匀稳定， 强度超过API650（H4.2 .1 .4） 要求7倍以上，可允许2～4人在上面行走，完成维护作业；抗油气冲击效果良好，可承受非正常操作时液体进气发生的气爆压力；

（4）施工简便：施工组装安全、简易、迅速、无需动火作业；所有部件均可以由人孔进入， 无须开顶；维修维修率低。

（5）相对于浮筒式浮盘，全接液式内浮盘，消耗的材料较多，造价成本较高，同等条件下，整体造价要高出20～30% ；

由以上对比比较得出使用全接液浮盘可以有效减少油气挥发，从而改善环境污染、提高罐区安全性，从而带来间接的社会效益。

（三）技术方案的应用情况

华北石化公司罐区更换全接液浮盘投用以来，减少了液体轻油产品在储存过程中的油气挥发损耗、节约能源、降低安全隐患和减少环境污染。近年来，石油化工品仓储物流企业事故时有发生，而储罐着火爆炸事故则占据了很大的比例，因此，储罐的安全防护工作成为了重中之重。全接液式内浮盘克服了传统浮盘存在油气空间的缺点，有效做到了大幅度降低损耗，增加安全环保的收益。从使用过程中来看，全接液式内浮盘无论在油气回收收益还是节能降耗提高安全环保方面都超越了浮筒式内浮盘，取得了良好的效果。

二、技术创新点

全接液浮盘具有高安全性、节能环保，运行稳定、施工简单等特点，浮盘整体结构强度大，架构紧密，具有良好的抗震性能。在环保性能方面根据使用效果可以得知全接液浮盘可有效阻绝油气挥发，效果可达99%以上；另外其采用的囊式与刮板结合的二次密封，可以更好的阻绝储罐内液体的挥发，减少挥发气体进入大气的总量，有效保护了周围的环境。

三、经济效益、社会效益

在公司更换的轻质油储罐中涉及到1000M3储罐9具，年周转量为14万吨，3000M3储罐8具，年周转量为8.5万吨，2000M3储罐4具，年周转量为10.7万吨。

通过以上公式及储罐参数、介质参数及涉及运行参数，可以计算出21具储罐每年可减少挥发量为93吨。

以现在汽油价格8900元每吨为例，年可节约：8900元*93吨=82.77万元

华北石化公司罐区所使用的全接液高效密封浮盘不仅有效地控制了储罐油气呼吸损耗对大气环境所造成的污染，降低了排放指标，同时还减少了“绿色能源”的自然损耗，创造了巨大的社会效益及环保效益，为开启“蓝天工程”奠定了基础，提供了保障。

四、存在问题及改进措施

全接液高效密封浮盘相较于之前使用的浮盘安装技术要求高，使用过程中需要注意罐内液位升降速度，尤其是在低液位时，更应注意进油速度。油品运行部针对此产品的使用说明制定了相应的操作规程。（作者单位为中国石油华北石化公司油品运行部）