LPG储配库的相关内容——液化石油气(LPG)低温存储.doc

重庆科技学院油气储运管理规范 题 目 LPG储配库的相关内容 液化石油气(LPG)低温存储 学 院 石油与天然气工程学院 专业班级 油气储运10-03 学生姓名 徐瑾佳琦 学号 2010444844 指导教师 王艳平 评阅教师 职称 14液化石油气(LPG)低温存储摘要:LPG(液化石油气)是我国主要的能源品种之一。它具有热效率高、清洁环保、便于储运等特点,广泛应用于工业生产和居民生活。随着我国经济的持续稳定增长,LPG需求量连年上升。我国LPG供需的区域不平衡特点,导致“北气南运”且以海运为主。本文对于LPG投资兴建大型低温液化石油气及LNG储存的两种方式进行了简单的介绍。分别是有地上储存和地下储存两种方式，对其中的使用环境和优缺点以及注意事项做的简要的分析。随着我国经济建设的高速增长与人们环保意识的不断增强，对空气污染的治理已提到非常重要的位置，寻求替代的洁净能源就必然成为当务之急了。LPG作为一种清洁、高效、环保的能源产品在中国发展的必要性。关键字：LPG 储存 低温技术Liquefied petroleum gas (LPG) storage temperatureAbstract: For large-scale investment in the construction LPG LPG and LNG cryogenic storage are two ways for a simple introduction. There were aboveground storage and underground storage in two ways, on which the use of the environment and the advantages and disadvantages and precautions to do a brief analysis. With the rapid growth of Chinas economic construction and the growing awareness of environmental protection, air pollution control has been mentioned a very important position, to seek alternative clean energy will inevitably become a top priority. LPG as a clean, efficient and environmentally friendly energy products in China the need for development.Keywords: LPG storage cryogenic technology一、绪论随着我国经济建设的高速增长与人们环保意识的不断增强，对空气污染的治理已提到非常重要的位置。不洁能源的使用，必然使烟尘、汽车尾气等污染源时刻威胁着人们的健康，因而加快治理空气污染，寻求替代的洁净能源就必然成为当务之急了。本世纪初期将由清洁燃料液化石油气(LPG)及天然气逐步替代原油及其它成品油产品已经成为大趋势。由于液化石油气的裂解技术较成熟，价格又较压缩天然气低廉，因此，目前国内外采用LPG作为代用燃料的比重仍较天然气为大。LPG最终的替代产品天然气和LNG进入市场还需要时间。LPG作为一种清洁、高效、环保的能源产品在中国取得了迅猛的发展，国内的液化石油气需求迅速增加，特别是沿海经济开放地区在相当一段时间内仍处于供不应求的状况，因国内炼厂和油田不可能为沿海地区提供大量的LPG。其原因是一方面炼油厂的液化石油气含有丙烯及丁烯，故有相当一部分炼油厂将其分离后作为化工原料。而且，加上运输条件，内地市场和价格等因素的制约，内地和北方地区的LPG都不可能大量供给沿海地区。故沿海经济开放地区液化石油气来源将继续依靠进口，主要通过中东地区，亚太地区的国家直航进口。而进口液化石油气必需依托船运接卸码头及相应的储气库，因此在沿海经济开放地区建设大型液化石油气低温库，并通过大型全冷冻液化石油气运输船进行进口运作，可以缓解国内市场液化石油气供需矛盾，提高该地区能源贮备，利于市场稳定，创造良好的投资环境，从战略角度看，是十分有利的。由于LPG及LNG供需潜在的巨大市场，近年来，中石油、中石化、中海油、壳牌、BP、美孚乃至于国内众多的民营企业借势突进，动辄耗费数亿、数十亿的战资，投资兴建大型低温液化石油气及LNG储存库。二、LPG储存概况目前，世界LPG的储存方法有地上储存和地下储存两种。传统地存储均采用地上钢罐储存方法；地下储存是采用储存在地下岩洞的储存方法。（一）地下岩洞的储存方法压缩天然气、液化石油气的地下存储原理基本相同，只是洞库的埋深、再液化装置、防止可用气体外逸的地质对策与措施不同而已。根据地质情况和形成方式，用于LPG储存的地下岩洞分为滤盐岩洞和坑道岩洞两种。滤盐岩洞采用滤盐岩洞溶解矿物工艺，即把淡水注入盐层，将盐逐渐溶化直至达到要求，岩洞的形状构造、压力分布以及温度等必须认真控制，防止贮存产品扩散蔓延，保证设备在使用期内的稳定可靠性；坑道岩洞采用在具有坚硬岩石的构造中挖掘的方法，坑道岩洞贮库的设施由从竖坑的坑道入口横向挖掘的地下坑道所组成，对于这类地下坑道岩洞贮库，必须进行地质、水文、地质力学的仔细勘探，鉴定专用岩洞的构造和位置以保证设施的稳定性和贮存产品的液压。一般这种地下岩洞贮库需要有一个水隔层。鉴于建造地下岩洞库的基本要求，并非所有的地质结构都适合于建造地下贮库(岩洞)，对坑道岩洞，较硬的岩石和更适合的构成通常是建造地下岩洞的最合适的条件。地下岩洞也可以在软的岩石和松散构造的地下岩层中建造，但必须对其加强以确保稳定性，因而造价相应增高。目前世界上建造地下岩洞贮库的技术较多，技术成熟、经验丰富的有法国Geostock公司、美国的PB-KBB公司及韩国的鲜京公司等。以上几家公司都有丰富的建造经验，承担过滤盐岩洞贮库、坑道岩洞贮库、废弃坑道贮库和蓄水层贮库等四类地下贮库的工程建设，都有从设计、建造到操作运行的全部经验。（二）地上钢罐储存方法目前世界LPG的储存方法实际采用最多的仍然是地上钢罐储存方法，地上储存又分为常压低温储存和常温高压储存。 1常温高压储存LPG的常温高压储存是指LPG的储存状态是在环境温度，储存在相应饱和压力下。如在50丙烷的饱和蒸汽压是1.7Mpa(A),正丁烷为0.49Mpa(A),异丁烷为0.68 Mpa(A)。由于储存压力较高，储罐的型式一般采用球形储罐。鉴于球罐壁厚和制作方法的限制，对于丙烷球罐容积一般不超过5000m3(最大已达10000m3)。对于大型储存基地来说，势必造成储罐较多，安全间距要求占地较大。 2低温常压储存LPG的低温常压储存是指LPG的储存状态是常压，温度是常压下的饱和温度。如在常压下丙烷的饱和温度是-42,正丁烷的饱和温度是-0.6，异丁烷的饱和温度是-12. 由于是常压储存，储罐的型式一般为拱顶罐，罐的容积一般没有太大的限制。但若容积过大，则在经济上与岩洞储存方式(地下储存)相比则不具有优势，所以一般罐的容积不超过10万立方米。由于是低温储存，一方面要求有很好的保冷措施，另一方面对储罐的钢材有较高的要求，目前国际上常采用双壁金属罐用于储存丙烷，内壁使用低温钢。另外，即使有良好保冷措施，在储存过程中，储罐和管线也会吸收环境热量而产生蒸发的气体，故应设置一套冷冻系统。三、低温LPG储罐型式根据液化石油气的物理性质，对存储常压低温丙烷储罐的型式和储罐各部分的结构近年来有了很大的发展，罐壁从最早的单壁罐发展到后来的双壁罐，还有的结合围堰发展成三壁罐；罐顶型式一般采用外拱顶内吊顶型式。 低温储罐的罐体结构型式有很多种，但目前世界上常用的LPG低温储罐基本罐型分为两种类型，一种为双壁罐，另一种为单壁罐。双壁罐为双层结构，中间填充绝热材料，所以保冷性能较好，保冷层不需要维护和检修，但成本稍高，且施工难度较大。单壁罐为单层结构，外加绝热层，成本较低，施工容易。以目前的设计和制造水平，两种罐型的安全性和保冷性都能达到要求，但双壁罐的综合性能更优。特别是于大型LPG低温库区，选择丙烷低温储存用双壁罐，丁烷低温储存采用单壁罐为宜。（一）LPG低温双壁罐低温常压双壁罐，主要结构包括是带有吊顶的钢制内罐，带有拱架支承拱顶的钢制外罐，内，外罐壳体及内，外罐罐底之间填充保冷材料，内罐吊顶也要采取保冷措施。储罐保冷结构为内罐壁和顶的外侧贴玻璃棉，内外罐壁之间填膨胀珍珠岩颗粒，内罐底和外罐底之间衬垫水泥珍珠岩水泥砌块+泡沫玻璃保冷材料，此材料要求传热系数低、耐压强度高，能承受低温介质的静压和内罐体自重。内罐体采用低温钢材，应有良好的低温性能。1低温双壁罐和单壁罐型式的比较表3.2低温双壁罐和单壁罐型式的比较比较项目低温双壁罐储存低温单壁罐储存罐型双壁罐型式单壁罐型式特征这种罐型的内罐罐顶采用吊顶并悬挂于外罐拱顶上，吊顶有通气孔，使内外罐的气相连通。内罐钢材采用低温碳钢，外罐钢材采用普通碳钢。外表面经过防腐涂漆处理后耐久性很强。保温方式为内外罐之间充有珍珠岩颗粒，由于有从内罐蒸发出的气体在珍珠岩保温空间循环，所以不必使用惰性气体，另外，在内罐与保温空间中不存在压力差，因此，操作变得安全可靠。这种型式在世界各地广泛使用。这种罐型是LPG低温储存技术发展初期的产品。罐的钢板材料使用低温碳钢。罐体外部使用发泡聚酯保温。聚氨酯保温层外设置一层铝合金或铁皮保护，罐顶采取内吊顶板保温，这种类型的保温投资较高，在使用耐久性方面也有不足。由于受聚氨酯保温层厚度所限制，这种罐的应用范围是高于-50的低温产品。由于是单壁罐，罐顶壁板与罐顶的连接方式通常采用焊接，冷桥现象存在。导致液相蒸发速率较高，致使后续系统配置较庞大，耗电增加和操作费用加大。操作费用相同储量下，低相同储量下，高维护费用低高安全程度高低建造成本稍高稍低施工难易度施工难度较大施工容易（二）低温双壁罐施工安装方法由于大型低温双壁储罐的特点是：直径大、拱顶高、双层壁及外拱顶，如何又快、又好、又经济安装罐顶是一个难题。概括来说，储罐的施工方法主要有两种：正装法和倒装法。对于双壁储罐也有采用倒装和正装法相结合的施工方法。正装法是传统的施工方法，是国外目前依然大量采用的施工方法。倒装法是为解决施工机具的不足而发展起来的施工方法，该方法在国内有着顽强的生命力，国内大部分储罐的安装采用倒装法施工。（三）LPG低温储罐区储运方式1对卸船管系沿海地区的低温库原料丙烷和丁烷(或低温LPG)来源直接由中东或海外其他LPG供应商供货，由于LPG的远洋运输均为常压低温运输(目前LPG低温运输船的主力船型是5万吨级)，低温库区的丙烷和丁烷采用低温常压储存方式，库区内丙烷丁烷储存温度分别为-42和-3(低温LPG储存温度最低按-33考虑)，与LPG远洋运输船的温度压力相一致。远洋LPG低温船靠岸后，通过船上自备泵及丙烷卸船臂和丁烷卸船臂，将低温丙烷和丁烷经管线分别送至丙烷低温常压储罐和丁烷低温常压储罐储存(也有卸至浮仓，如珠海九丰)。国内还有采用压力球罐直接接收远洋LPG低温船的来料，这需要开动低温船上的海水加热器将丙烷预加热到-15左右，经管线送至岸上的加热设备加热到2以上进球罐(如温州小门岛华电公司的LPG常温库区)；也有完全经船上加热到零度以上送至岸上的球罐(如广东阳江LPG常温库区)，由于受冷冻船上加热设备能力的限制，卸船速率较低。2蒸发气压缩回收(BOG系统)由于LPG为低温储存，卸船时物料的闪蒸及外界环境热量的传入将引起储罐内液体不断气化，会使储罐内压力不断升高，这部分蒸发的气体若不处理，将引起储罐的压力升高直至排放，引起LPG的损失，为此设置压缩冷凝回收系统，蒸发气经压缩后，经过冷凝器冷凝成高压常温状态液体再送入装车球罐，当然也可返回常压储罐，但因物料从高压常温状态转变为低温常压状态，有约30的凝液闪蒸变成液相，使压缩机的能力增加。由于装卸和储存LPG所蒸发的气体需要压缩、冷凝、液化后回收。对于如何回收丁烷和冷冻的LPG所蒸发的气体，从节能和优化工艺系统的角度可考虑不经压缩，可经丙烷液相作冷剂直接冷凝、液化后回收。3丙烷、低温LPG乃至丁烷加热及装运系统由于LPG近海和内河槽船及LPG汽车/火车槽车均为常温压力运输，为防止低温丙烷、丁烷对槽船及槽车的损坏及防止结霜，外输的丙烷应升温到2。丙烷丁烷复合为混合液后温度为0以上。4综合的利用低温库区的冷热资源的设想由于大型LPG库区消防水量较大，同时若工艺方案采用天然热能的海水或淡水做加热LPG的热媒的话，也需要大量的水源。若有条件采用这种直流供水的方式，需在海边或湖泊江河建立取水泵站直接供消防和LPG加热用水。往往这种取水方式投资较大(特别是采用海水时)，且库区的冷源也没能得到利用，优点是占地较小。四、LPG储罐区的管理（一）、LPG储配站安全操作管理1、储配站生产区域内，应在醒目位置设置“严禁烟火”的警示牌，并不准任何人携带火种(如火柴、打火机等)；如因施工需要，必须动火时，应事先制订动火方案，并按规定程序报批。2、在生产区域作业的人员，应穿防爆鞋，其他进入生产区域的人员也不得穿鞋底有铁钉的鞋。 3、不准机动车辆在生产区域内进行修车、擦车和加油等作业，在进行灌装和卸液操作时，必须将车辆的发动机熄火。 4、 不准在生产区域内放散液化石油气和乱倒残液，并应及时消除从设备和管道“跑、冒、滴、漏”出来的液化石油气。 6、每天末班下班时必须将生产用的电源切断，各种设备都应装有良好的接地设施，其最大接地电阻不得超过10 。 7、操作人员每周要检查消防器材并维护其清洁，站区内消防器材必须常年保持完好。8、消防水泵系统 消防水池的储水量应按规定备足，不足时及时补水。消防泵、应各有应急电源，泵和电源应定期检查和试运转。 消防水带和水枪应放置在固定位置，保持整齐完好，不得挪作他用，并应经常检查、修复或更新。按规定定时进行出水演习。 9、灭火器 定期检查各种灭火器的数量和质量，若有失效，应及时补充或更换。 干粉灭火器一般每年春、秋季各检查一次，平时应加强保管，防止干粉受潮或变质。 泡沫灭火器每年入冬之前应进行全面检查，并放在室内使用方便的地方，以防药液结冻；次年春季应再检查一次，并移至室外放置。 10、消防队伍建设。储配站都应建立义务消防组织。义务消防队员应学习有关液化石油气的安全基本知识。熟悉各种消防设施和器材的使用方法，既会预防事故，又能处理事故，一旦遇有火警，即可迅速投人灭火和抢险救灾活动，防止事态扩大，保护人民生命和社会财产不受或少受损失。（二）、LPG储配站设备运行安全管理 1、做好储罐区安全操作管理、槽车必须装设阻火器，车况良好，装备符合行业标准。灌装作业前，液化气站的日常管理人员必须与槽车押运人员共同检查管道及接地线连接，确认无误后方可开始灌装。、灌装期间，必须严格按照操作规程进行操作，不得同时向两台或两台以上的储罐进液，一般也不允许两台储罐同时出液。灌装操作结束后，必须仔细检查现场确认无异常后方可离开。 、储罐区的运行管理人员，应经培训考试合格，每班不能少于两人。在储罐进液或出液作业时，运行人员必须在现场全程监视。密切注意运行中管系产生的荷载、应力、振动等（必要时应进行应力分析，确定管系的支承和防振措施，避免应力过大和振动产生的事故隐患），若发现液位超过最高允许警戒标记，应及时查明原因后予以排除。 、每小时至少对罐区巡视检查一次，检查内容包括校对液面高度，核对压力表指示值，检查安全阀铅封是否完好，如有损坏、失灵等异常情况，均不得进行进液或出液作业。 、 检查设备和管道有无“跑、冒、滴、漏”等，并认真填写运行记录，一旦发现罐体有裂纹漏气，应立即采取倒罐措施。 、罐区内的液相管、气相管、热力管、排污管、水管、空气管等，应按规定涂成不同颜色同时还应在管道上标上流向以示区别，在各种阀门上应统一编号挂牌，以防误操作。 、 对罐区的避雷设施，每年都要进行全面检查。遇雷雨天气，不应到储罐的顶部和底部检查。 2、做好储罐区设备运行安全操作管理 、做好设备采购、保养、维修登记台帐，按计划对设备进行维护保养。 、检查、维修、保养烃泵、压缩机和其他灌装机械，确保灌装等一切设备处于完好状态，并按制度规定进行压力容器、仪表的检测、检验。 、严格执行重瓶复核制度，严格控制灌装量，严禁超装。若发现超装必须及时妥善处理。 、建立岗位责任制，加强对灌装区各种设备的维修、保养，消灭“跑、冒、滴、漏”现象，灌装区各种设备的使用均应由经过培训考试合格的人员进行操作。 、随时监测车间内空气中液化石油气浓度，保持良好通风。若有报警，操作人员须立即去现场察看，查清原因，同时通知相关主管。 、 站区贮罐压力达到8Bar以上或气温高于34时应开启喷淋系统。站区内的防雷接地系统必须每年检测和维护，确保其完好。设备间确保通风顺畅。 、尽量选用操作方便、余气量少的灌装接头，以及有自动切断装置的专用台秤。五、总结综上所述，对液化石油气(LPG)低温储存技术的部分专业领域的应用所进行了局部分析，这对于我们今后的工作是十分有益的。该行业所涉及到的领域还存在很多值得进一步研究问题，比如压缩机