憋压（粗汽油罐）原因与预防

憋压 粗汽油罐 原因与预防憋压 粗汽油罐 原因与预防 前言 1 炼厂中间产品罐区 催化粗汽油罐收油时因憋压 翘底而损坏 罐体 管线 是中间罐区的常见事故之一 1998 年 6 月 26 日 中南某石化总厂烯烃厂 argg 装置首次投料试车 当日 15 时 粗汽油罐 t311 05 收稳定塔来粗汽油 不合格稳定汽油 收油流程如图 1 所示 18 时 当班人员巡检至 t311 05 时 突 然听到 嘭 的一声 t311 05 的检尺口盖板被气浪冲开 检尺口 发出 咝 咝 的气流声 罐体憋压 翘底 罐体摇晃 当班人 员迅速报告调度 要求吸收稳定装置减少粗汽油的送出量 同 时打通轻污油罐 t311 03 粗汽油罐 t311 06 2 罐的收粗 汽油流程 因发现处理及时 约 10min 后 t311 05 憋压现象消 失 经外观检查 罐体基本完好无损 但北向罐底周边脱离地 基约 15mm 南向罐壁因连接进出口管线 罐底周边与地基仅 有松动现象 图 1 催化粗汽油罐收油流程示意图 基本情况 2 1 油罐基本情况 制造日期 1998 年 3 月 规格和结构特征 v 500m sup 3 sup 拱顶 计算容积 v656m sup 3 sup 8200mm 内径 h 12436mm 罐壁高 2 罐体材料规格 罐底板 q235 af 钢板 6 罐壁板 q235 af 5 1380 6500 罐顶板 q235 af 钢板 5 包边角钢 q235 af 63 63 6 3 技术要求 1 本油罐按 gbj128 90 立式园筒形钢制焊接油罐施工及验 收规范 建造与验收 2 罐顶试验压力 正压 2 16kpa 负压 1 47kpa 此粗汽油罐为立式拱顶常压油罐 罐顶安装 dn80 液压安全阀 1 个 dn80 全天候机 械呼吸阀 1 个 液压安全阀 机械呼吸阀前均装有 1 个 dn80 波纹型阻火器 罐顶周边上还有 1 个 dn150 油孔和 1 个 dn500 人孔 原因分析 3 1 进罐粗汽油流量大且含大量液态烃 中南某石化总厂烯烃厂 argg 装置稳定塔 t1304 塔底重沸器 采用分馏塔 t1201 一中回流油作热源 正常操作时 塔底温 度控制在 150 160 塔顶压力为 0 9 1 0mpa 催化喷油初期 一中回流油温度 流量控制不稳定 一中回流泵常常抽空 致 使稳定塔底温度 液位难以控制平稳 稳定塔在装置开工与正 常生产时的工艺参数对比见表 1 当稳定塔底温度在 130 下即 开始往粗汽油罐送油时 进罐粗汽油中会含有大量液态烃 为 尽快升高塔底温度 操作上常加大塔底油抽出量 比正常流量 大 1 5 倍左右 这样大流量 高蒸气压的粗汽油进罐 液态烃 挥发 产生压力 是油罐憋压 翘底的主要原因 表 1 稳定塔部分工艺参数对比 工艺参数装置开工时正常生产时 流量 t h 塔底温度 粗汽油蒸气压 kpa 50 60 130 100 35 40 155 60 70 2 油罐呼出气量超过常压罐呼吸阀呼出气量 此拱顶粗汔油罐的设计建造 未考虑到催化装置开停工时 油 罐接收的粗汽油中会含有大量的高蒸气压的液态烃 液态烃的 挥发使油罐呼出气量超过常压罐呼吸阀的呼出气量 现国内呼 吸阀对控制压力下 呼吸阀呼吸气量的计算 主要依据下列气 体流量估算公式 q sub ya sub q sub ej sub 1 2v sub t sub 273 sub sub 3 1 q sub z sub q sub ef sub 1 2 v sub t sub 273 sub sub 3 2 式中 q sub ya sub 呼出气体量 m sup 3 sup h q sub z sub 呼入气体量 m sup 3 sup h q sub ej sub 油罐收油时油品的最大流量 m sup 3 sup h q sub ef sub 油罐发油时油品的最大流量 m sup 3 sup h v 气体空间的体积 m sup 3 sup sub t sub 气体空间的昼夜温差 无收油作业时 一天之内呼吸阀的呼 吸 时间 h 修正系数 考虑到由于罐内油气浓度变化使呼吸气体体积 增加的系数 煤油罐 取 1 2 1 5 汽油罐或稳定汽油罐 2 3 开工初期 在上述非正常工艺条件下 粗汽油罐之 值将远远 大于 3 油罐的呼出气体量 q sub ya sub 将远远大于设 计条件下的呼出气体量 因而导致 t311 05 罐体憋压 3 油罐承压强度不够 圆筒形钢制企罐的承压强度 按照 石油化工立式圆筒形钢制 焊接储罐设计规范 罐壁底部不被抬起的最大允许内压 可 按下式计算 p sub max sub 12 5q d sub 2 sub 式中 p sub max sub 罐壁底部不被抬起的最大允许 内压 pa q 罐壁 罐顶以及它们支撑的构件 包括顶板 质量 kg d 储罐内直径 m 罐体材料越厚 质量越大 罐体承压能力越大 对上述粗汽油 罐 罐壁底部不被抬起的最大允许内压 p sub max sub 一定 在上述非正常工艺条件下 粗汽油中挥发出的液化气量 远远大于罐顶呼吸阀 液压安全阀的通气能力 油罐内的压力 远远大于 p sub max sub 从而导致罐体憋压 而罐底 板 包边角钢的应力已超过其最大抗拉强度 致使包边角钢 底板变形 油罐翘底 防止措施 4 防止罐体憋压 翘底可从两个方面采取措施 一是对工艺操作 和生产管理进行改进 二是对粗汽油罐罐体进行部分改造 1 改进工艺操作和生产管理防止罐体憋压措施 1 催化装置开工初期 加强稳定塔的操作调整 力争做到将 稳定塔底温度升至 150 以上 才往中间罐组送粗汽油 并控制 粗汽油流量不要过大 这是避免粗汽油罐发生憋压的最主要的 措施 2 粗汽油罐收油时 罐区岗位提高警惕 对粗汽油罐作重点 监护 安排专人在现场巡视检查 严禁无关人员和车辆进入罐 区 发现憋压征兆 立即报告并采取措施 3 操作上 粗汽油罐收油时 改单罐收油为二罐 三罐同时 收油 增加气 液相空间 以减少单罐进油量和罐内液化气的 挥发量 4 定期对罐顶呼吸阀 液压安全闪 阻火器等进行解体检查 清除锈迹 蚊虫等杂物 确保油罐呼吸畅通 保证油罐安全附 件完好 2 对粗汽油罐罐体进行部分改造 1 考虑到罐顶所装 dn80 呼吸阀通气量不够 可在罐顶上再 增装机械呼吸阀 下带波纹型阻火器 以增加单位时间内油 罐的呼吸量 2 油罐储存物料为催化粗汽油 凝缩油等 蒸气压较高 罐 内压力产生的升力常常大于罐顶 罐壁及其构件的重力 为防 止油罐翘底 可在罐底周边增设一定数量的锚栓 如图 2 所示 图 2 储罐锚栓安装示意图 3 催化粗汽油易挥发 蒸气压高 为提高油罐安全性 按照 中国石化罐区标准化整改的要求 将拱顶的粗汽油罐改造为内 浮顶油罐 在内浮顶油罐内 物料在浮顶的作用下 挥发量减 少 且罐壁顶部开有通气孔 罐内气相空间直接与大气相连 油罐内一般不会憋压 措施落实情况与结论 5 1 该厂 argg 装置在 1998 年 6 月以后的几次开工统筹和操作 中 加强催化装置与罐区装置的联系 精心调整分馏 吸收稳 定系统的操作 尽量做到将稳定塔底温度升至 150 以上 才往 中间罐组送粗汽油 且控制粗汽油流量不要过大 实践证明 这是避免粗汽油罐收油时憋压 翘底的最有效手段 2 罐区管理上 粗汽油罐收油时 改单罐收油为二罐 三罐同 时收油 罐区操作员对其作重点监护 安排专人在现场巡视检 查 以便及时发现憋压征兆 立即报告并采取措施 3 每年 3 月 9 月对罐顶呼吸阀 液压安全阀 阻火器等进行 1 次解体检查 清除锈迹 蚊虫等杂物 保证油罐呼吸畅通 保证油罐安全附件完好 4 考虑到罐顶所装 dn80 呼吸阀通气量不够 经向设计院咨询 后采纳设计部门的建议 1999 年 3 月 在粗汽油罐罐顶增装了 一个 dn150 机械呼吸阀 下带波纹型阻火器 对增加单位时 间内油罐的呼吸量有一定效果 dn150 机械呼吸阀的安装位置 选在罐顶 dn500 人孔盖板上 这样 可在不清罐的情况下 将