液化石油气的运输贮存与残液处理

液化石油气的运输贮存与残液处理液化石油气的运输贮存与残液处理 引言 引言 1 随着国民经济的高速发展 居民生活的不断提高 液化石 油气已普遍进入百姓家庭 但由于各种因素 近年来在各地发 生了不少安全事故及设备报废事件 现针对常见的两个问题试 加讨论 含水量与容器腐蚀 含水量与容器腐蚀 2 我国目前大部分液化石油常温带压贮存 且几乎全是钢制 罐 液化石油气是以丙烷 丙烯 丁烷 丁烯等低碳氢化合物 为主要成分的混合物 通常以液态形式在常温压力下贮存 一 旦漏气十分危险 当贮罐破裂时 每立方米液态液化石油气可 转变 250 300m3 的气态液化石油气 液化石油气的爆炸极限 范围为 2 至 11 体积比 之间 即 1m3 液态液化石油气漏 在空气中 将会变成 3000 至 15000m3 的爆炸性气体 液化石 油气闪点也很低 45 着火能量很低 3 至 4 10 4j 如手电筒的火花即可成为燃烧爆炸的火源 火源扑灭后很易复 燃 液态液化石油气的相对密度为 0 5 至 0 6 着火后用水很难 扑灭 气态液化石油气的相对密度为 1 5 至 2 0 漏气后易在低 洼或通风不良处窝存 易酿成爆炸事故 虽然我国大部分原油的硫含量都很低 几乎接近于世界原 油中硫含量的最低值 0 02 wt 但在原油炼制过程中由于高 温作用 其中的磺化物如硫醇 硫醚等都会发生降解而放出 h2s 和 co2 气体 由于 h2s 和 co2 的分子小 故大部分都存在 于其产品液化石油气中 并还溶有水 盐及酸等介质 干燥的 h2s 对钢制罐无腐蚀作用 湿 h2s 或其水溶液对金属的腐蚀并 不严重 但当 h2s 溶液与盐或酸之类的介质共同存在时 腐蚀 速度就会大几十倍甚至几百倍 而炼油厂的液化石油气出厂温 度一般比储存温度高 尤其是冬季 由于温度效用 致使把液 化石油气中的部分溶解水凝析出来 故在贮罐或槽车最底部形 成了 h2s 与盐或酸的溶液 就发生了以下化学反应 h2s 在溶液中按下式分步离解 式中 k1 10 7 h2s 的一步离解常数 k2 10 13 h2s 的二步离解常数 在 h2s 水溶液中 含有 h sh s2 离子以及 h2s 分子 它们对金属的腐蚀是氢去极化过程 反应式如下 阳极反应 fe 2e fe2 阴极反应 h e h 吸附 产生的 h 吸附的脱附过程为 h 吸附 h 吸附 h2 化学脱附过程 h 吸附 h e h2 电化学脱附过程 吸附氢原子的脱附过程由于在贮罐内钢表面吸附了 hs s2 离子 而大大地受到了抑制 使表面 h 吸附的浓度增加 向钢板内部扩散速度加快 hs 和 s2 的增氢作用是非常显著的 如在一般的酸性溶液中 渗入钢中氢的最大含量占腐蚀过程中 总还原量的 4 而在含 h2s 的水溶液中 渗入钢中的氢 40 以 上 由于 h2s 加剧金属的渗氢作用 从而导致了液化石油气贮 罐及各种槽车 管道等设备氢脆和硫化物应力腐蚀破裂 是危 险的腐蚀破坏形式 h2s 的渗氢作用比 hbr nh3 ch4 和空 气都强烈 它可使氢向钢内扩散速度增加 10 到 20 倍 引起钢 板氢鼓包 氢脆及硫化物应力腐蚀破裂 在用液化石油气贮罐 及各种槽车 管道等设备还没有因常规腐蚀而报废的报道 而 因 h2s 腐蚀而报废的液化石油气贮罐及各种槽车 管道等设备 却屡有报道 如 一液化石油气运输车队 因 h2s 腐蚀出现氢 包一次就报废了 4 台槽车 而罐检时间隔还不到一年 一液化 气站因出现氢包就报废了 2 台 100m sup3 的储罐 为了更好使用和保护好设备 建议采取以下措施 1 炼油厂的操作参数最好能与储存库一致 这样就能 避免因温度而变化出现的溶解水凝析出来 2 冬季到来时 固定储罐多检查 勤切水 使罐内形 不成 h2s 的水溶液 可有效避免各种腐蚀 槽车在冬季装车后 及时运送到充装站 储备库 最好做到不过夜 3 观察贮罐的变化 氢脆化的钢板在没有出现内部微 裂纹之前 钢板经 200 数小时去氢处理可恢复到原来的性能状 态 即具有可逆性 然而一旦形成内部微裂纹 就成了永久性 损伤 必须报废 以防罐体破裂漏气出安全事故 4 销含硫低及含水少的液化石油气 小钢瓶倒残流程的选择 小钢瓶倒残流程的选择 3 目前 国内的大部分液化石油气用户是使用小钢瓶作为家 庭贮存气的手段 由于各经营商受设施 技术 资源等条件和 经营理念制约 个别液化石油气站对小瓶残液没有按国家有关 法规规定进行处理 出现了用户将残液乱放乱倒现象 这不仅 污染环境 而且造成很多事故隐患 由此而发生的火灾也时有 报道 液化石油气残液主要是液化石油气中不能气化的 c5 以上 的组分和游离水等杂质 国家有关规定 小钢瓶的空瓶重大于 正常空瓶重 1kg 时 就必须倒残液 目前在液化石油气充装站 普遍采用的倒残流程有两种 一是用真空法 二是用增压法倒 残 a 真空法流程 见示意图 1 图 1 真空法流程示意图 1 sx 系列水循环真空泵 2 残液罐 3 真空压力 表 4 被倒残钢瓶 5 补水罐 此方法在油气田设计的液化石油气站中使用较为普遍 其 原理是 用水环真空泵把整个系统抽负压到 600mmhg 表压 后 把小钢瓶倒置与其相联 由于小钢瓶内留有残压 与系统 有压差 就把瓶内的残液倒入系统中 较轻部分由真空泵散入 大气 特点是 主要设备价格低 操作简单 但是 此流 程存在很多缺陷 在实际操作时 只能倒 1 2 只钢瓶 就不能 作业了 原因如下 1 由于残液中主要成分是丁烷 戊烷 戊烯及水等成分 在突然降压时 由正压降到 600mmhg 烃类大量蒸发 需要 大量的热 使环境温度急剧下降 把残液中的水冻结成冰 使 管道堵塞 因而使抽残系统不能正常运转 另外 在突然降低 时 由于蒸发时带来的突然降温使温度小于 20 致使其中 的水与丁烷 丙烷形成水合物 同样使管道堵塞 使整个系统 形如虚设 2 由于抽真空时 把较轻的烃类直接排入大气中 从安 全角度来讲 增加了不安全因素 若空气流动小时 在低洼处 很易形成爆炸性混合性气体 遇着明火就发生安全事故 再者 现在环境保护意识不断加强 轻烃直接排入空气既浪费能源 又污染空气 与国家的环境保护政策相违背 3 水环真空泵需用水作为循环介质 在冬季 稍微不慎 就把设备及管线冻坏 因而加重了设备维护工作量 通过以上分析 该方法无论从理论上 还是在实际应用上 都不合理 因而在设计上应淘汰或避免使用此方法 b 高压倒残法 见示意图 2 此方法在地方设计的液化石油气站较普遍采用 其原理是 通过液化石油气压缩机用残液罐的气把出口的缓冲罐增压 比 残液罐高 0 6mpa 以上的压力 把小瓶倒置后 就先充压 等压 力平衡后 关闭小瓶进口阀 再把与残液罐相联的流程打开 由于小钢瓶的压力比残液罐高 就把瓶内的残液倒入了残液罐 特点是主要设备的较贵 操作较复杂 但在实际使用中 不存 在真空法的问题 即节约能源又不污染环境 建议有关设计部 门采用此方法倒残液 2 高压倒残法流程示意图 1