浅谈润滑油基础油罐区的优化设计

邓金平

中国石化润滑油有限公司滨海分公司

润滑油基础油储罐是润滑油生产企业原料储存和基础油储运企业重要设备设施。随着石化工业的迅速发展，基础油储罐设计日益标准化、系列化，这对基础油储罐的设计提出了更高的要求。因润滑油基础油储罐属于可燃液体储存设施，基础油储罐设计在满足国家标准及石化行业标准对罐间距、罐组间距以及罐与防火堤间距等系列规范要求的前提下，通过对基础油储罐参数、罐组布置等内容进行优化设计，可以实现节约占地、优化投资的目标。

本文以某润滑油基础油储运项目(以下简称项目M)为例进行了基础油储罐的选型，并对基础油储罐的罐组布置进行了优化设计，最大限度减少占地面积，最大限度降低投资，以确保其设计的实用性、合理性及经济性。

储罐选型

按 照 GB 50160—2008（2018年版）《石油化工企业设计防火规范》中对于液化烃、可燃液体的火灾危险性的分类，润滑油基础油的闭口闪点一般都在210 ℃以上，属于丙B类可燃液体（闪点＞120 ℃）。

根 据 GB 50160—2008（2018年版）、SH/T 3007—2014《石油化工储运系统罐区设计规范》和GB 50074—2014《石油库设计规范》等标准要求，储存丙类可燃液体一般选用固定顶储罐和卧式储罐。卧式储罐因其占地面积较大，一般用于储存100 t以下的可燃液体；而固定顶储罐相对占用平面空间较小，故一般用于储存100 t及以上的可燃液体。因此，项目M的润滑油基础油储罐选用立式固定顶储罐。

储罐参数设计

储罐规格

因润滑油基础油品种繁多，涉及API I类传统溶剂精制矿物型基础油、API Ⅱ和Ⅲ类加氢基础油、BS类光亮油等，呈现出多品种、小批量状态，润滑油基础油储罐具有储罐数量多、罐容小的特点。考虑到船舶运输润滑油基础油多品种小批量的特点，船舶容积一般有 1 000 t、3 000 t和5 000 t，故基础油储罐初步设计为能够盛装3 000 t、1 000 t及700 t共 3种容积类型。

基础油年输转量在20 000 t以上，使用设计罐容可储存3 000 t的储罐进行存储；年输转量在10 000～20 000 t，使用设计罐容可储存1 000 t的储罐进行存储； 年输转量小于10 000 t的小批量基础油，使用设计罐容可储存700 t的储罐进行存储。

因此，项目M拟新建32个基础油储罐，其中有4个3 000 t储罐，8个1 000 t储罐，10个700 t储罐，项目一期储罐罐区还预留出10个基础油储罐作为未来基础油储运业务拓展的补充。

基础油储罐尺寸设计

下面以3 000 t基础油储罐为例，对储罐的直径、高度等尺寸进行优化设计。

储罐容积确定

所选储罐型式为立式固定顶圆柱型储罐，按最大储量3 000 t、基础油密度（最小）830 kg/m3计算，储罐最小有效容积Vmin为3 614.5 m3，按固定顶储罐设计储存系数0.9计算，可得储罐计算容积Vj为 4 016 m3。

储罐直径与高度的确定

储罐计算容积Vj可按公式（1）计算：

D——储罐内径，m；

H——储罐内高，m。

为了最大限度节约占地，储罐高径比越大越好，但随着储罐高度增加，其底板厚度也相应增大，焊接量增大，特别是若储罐达到一定高度以上，还需设置两层中间平台。因此，综合考虑投资、安全等因素，项目M的基础油储罐高径比选择1∶1左右，初步计算，储罐直径约为17 m。根据储罐标准图集，选取储罐直径为17.5 m，高度为17.0 m。

按照上述计算过程，同理可计算出另2种规格储罐的直径及高度等规格尺寸。拟设计的3种规格的储罐尺寸见表1。

表1 3种规格储罐尺寸设计汇总

储罐罐组与罐间距设计

拟建设 6个 3 600 m3、10个1 500 m3和16个1 000 m3的储罐，其中包括2个3 600 m3、2个1 500 m3和6个1 000 m3的预留储罐位置。

罐组设置

按 照 GB 50160—2008（2018年版）6.2.7第三条“当含有单罐容积大于或等于1 000 m3且小于10 000 m3的储罐时，储罐的个数不应多于16个”的规定， 项目M罐区设计方案设置2个罐组，即6个3 600 m3（含预留2个基础油储罐）和10个1 500 m3（含预留2个基础油储罐）为1个罐组，6个3 600 m3储罐与10个1 500 m3中间设置一个隔堤，剩余16个1 000 m3为1个罐组。具体设置如图1所示。

图1 罐组设置布局示意

罐组内罐间距优化

按照GB 50160—2008（2018年版）6.2.8的规定，对于盛装丙B类液体的固定顶罐，容积≤1 000 m3的储罐防火间距不应小于2 m，容积＞1 000 m3的储罐防火间距不应小于5 m。

相邻可燃液体地上储罐的防火间距，是指按管壁外表面最外边缘到管壁外表面最外边缘的尺寸，必须不小于规范要求。而设计中提到的常压储罐直径是公称直径，等于内径而不是外径，储罐钢板有一定厚度，所以从布置图上还要考虑管壁厚度尺寸。同时还要考虑到施工、误差等因素。因此，在满足标准规范的基础上，再增加100 mm。而且，罐组内需要设置防火堤，同时要求立式储罐至防火堤内堤脚线的距离不应小于罐壁高度的一半。

为了要满足立式储罐至防火堤内堤脚线的距离不应小于罐壁高度的一半的要求，同时为了节约占地，储罐高度既不能过高，且直径也不能过大，通常情况下储罐高径比一般选取 1：1 为宜。

因此，对原设计方案经过设计优化，优化后储罐罐组距防火堤间距、罐间距以及罐排间距的具体尺寸见表2。

表2 罐组间距优化设计前后对照

与此同时，如图2所示，通过对原设计方案对罐间距、距防火堤间距、罐排间距等参数进一步优化，优化后方案可优化占地面积1 108.8 m2，具体见表3。

表3 罐组间距优化前后占地面积对照

图2 储罐距防火堤间距、罐间距与罐排间距优化前后对比示意

结论

☆润滑油基础油储罐规格参数、罐组布置的设计要严格满足GB 50074—2014、GB 50160—2008（2018年 版）、SH/T 3007—2014等设计规范标准要求。

☆在满足各种标准规范的前提下，通过对润滑油基础油储罐规格参数、罐组间距等参数进行优化设计，可以节约占地面积，降低项目施工工程量，从而实现优化项目投资的目的。