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罐区油气回收系统的安全防护设施研究
发布时间:2020-07-14 10:27

  罐区油气回收系统的安全防护设施研究_能源/化工_工程科技_专业资料。第 15期 王娟:罐区油气回收系统的安全防护设施研究 ·193· 罐区油气回收系统的安全防护设施研究 王娟 (中海油石化工程有限公司,山东 青岛266101) 摘要:为加强罐区增设油气回

  第 15期 王娟:罐区油气回收系统的安全防护设施研究 ·193· 罐区油气回收系统的安全防护设施研究 王娟 (中海油石化工程有限公司,山东 青岛266101) 摘要:为加强罐区增设油气回收系统的本质安全,本文针对焚烧法处理罐区 VOCs时可能存在的油气互串,氧、烃含量超标,加热炉鼓风 机故障等安全隐患。提出采用阶梯压降、全方位监测、设置联锁关断气动切断阀、氮气反吹、紧急放空等安全防护措施,有效提高了罐区 与管网的安全性。 关键词:罐区;油气回收;安全防护设施 中图分类号:X701.2文献标识码:A文章编号:1008-021X(2018)15-0193-02 ResearchonSafetyProtectionFacilitiesofOilandGasRecoverySystem inTankFarm WangJuan (CNOOCPetrochemicalEngineeringCo.,Ltd.,Qingdao266101,China) Abstract:Inordertostrengthentheintrinsicsafetyoftheadditionaloilandgasrecoverysystem inthetankarea,thispaper addressespotentialsafetyhazardssuchasoilandgasmutualmix,oxygen& hydrocarbon'scontentexceedingthestandard,and furnace'sblowerfailurewhenprocessingVOCsintheincinerationprocess.Thesafetyprotectionmeasuressuchassteppressure dropmethod,all-roundmonitoring,interlockingpneumaticvalve,nitrogenback-flushing,andemergencyemptyingis proposed,whicheffectivelyimprovethesafetyoftankandpipenetwork. Keywords:tankarea;oilandgasrecovery;safetyprotectionfacilities 罐区油品在储运过程中产生的 VOCs,直接排放到大气中 能造成环境污 染。目 前,全 国 石 化 行 业 为 贯 彻 落 实 《大 气 污 染 防治行动计划》,均在开展 VOCs整治工作。处理 VOCs的方法 较多,其中焚烧法处理罐区 VOCs相对于其他方法而言,投资较 少,但是存在着多 种 油 气 同 时 处 理 的 互 串 问 题、氧 含 量 超 标 的 问题、烃含量超 标 的 问 题 [1]。存 在 的 风 险 因 素 在 异 常 情 况 下, 能够引发罐区 发 生 火 灾、爆 炸 事 故。国 家 安 监 总 局 下 发 了 《关 于进一步加强化学品罐区安全管理的通知》,要求“立即暂停使 用多个化学品储罐尾气联通回收系统,经安全论证合格后方可 投用”。因此,我们在对罐区增设的尾气回收系统时,要进一步 加强其安全防护措施。 本文结合某石化企业罐区的油气回收设施,开展油气回收 设施的安全防护设施研究。根据某企业油气回收工艺方案,对 其风险因素进行分析,提出针对性强的防护措施。为同类型的 油气回收设施的安全防护设施设计提供借鉴和参考。 1风险分析 1.1油气回收工艺 图 1油气回收工艺流程示意图 收稿日期:2018-05-15 作者简介:王娟(1988—),女,山东郓城人,工程师,硕士学位,毕业于大连理工大学,主要从事石油化工安全技术研究。 ·194· 山东化工 SHANDONGCHEMICALINDUSTRY2018年第 47卷 油气回收设施采用一种焚烧工艺,处理航煤罐区、MTBE罐 区、芳烃罐区及中间原料罐区 4个罐区的 VOCs。工艺流程为 罐区 VOCs经储罐油气支管收集后进油气分液罐再经变频罗茨 风机加压后进入油气管网总线,油气管网总线输送至装置鼓风 机入口,由鼓风机输送至加热炉内焚烧处理[2]。 1.2风险因素分析 1.2.1油气互串 航煤罐区储存物料为甲苯、苯、不合格苯,MTBE罐区储存 物料为 MTBE,芳烃罐区储存物料为 C6~C8、C6~C7、HC重馏 石脑油、精制石脑 油、直 馏 石 脑 油、乙 苯,中 间 原 料 罐 区 储 存 物 料为加氢重石脑油、化工轻油、C9重芳烃及混合二甲苯。 各储罐的罐顶呼吸气进入各油气回收支管,最终汇集到一 根油气总管后送至装置鼓风机入口。涉及的油气种类较多,油 气性质差别较大,一旦发生油气互串,不仅影响产品质量,而且 可能引发火灾、爆炸等安全事故[3]。 1.2.2氧烃含量超标 油气回收设 施 涉 及 的 物 料 为 易 燃 易 爆 的 物 质,其 中 石 脑 油、乙苯、混合 二 甲 苯、MTBE、甲 苯、苯 属 于 危 险 化 学 品。 装 置 设备设施设计为密闭系统,但储罐罐顶均安装呼吸阀。储罐均 设置了氮气密封,氮 气 管 线 接 至 罐 顶,采 用 自 力 式 压 控 调 节 阀 根据罐顶气的压力进行氮气补气。当储罐补氮控制回路故障 或氮气系统故障时,储 罐 进 行 收、发 油,储 罐 压 力 降 低,呼 吸 阀 吸气,引起氧气进入储罐;当夏季温度骤降时,空气可能通过呼 吸阀进入储罐。各储罐 VOCs经油气支管汇集后,可能引起分 液罐内氧含量超标;各罐区 VOCs汇集到油气回收总管,可能引 起加热炉鼓风机入口氧含量超标。当油气与空气混合,混合气 体氧含量达到 8%时,进入爆炸范围;当氧含量达到 8% ~11%, 遇明火立刻爆炸。 可 能 因 静 电、雷 电 导 致 火 灾 爆 炸,同 时 可 能 引燃油气管线相连的储罐。 总烃含量超标引起的风险。罐区涉及多种物料,当多种油 品同时进料 时,可 能 导 致 进 入 加 热 炉 鼓 风 机 入 口 总 烃 含 量 超 标。储罐内浮盘浮 于 液 面 上,能 减 少 油 品 蒸 发,当 内 浮 盘 密 封 失效时,可能导致进入加热炉鼓风机入口总烃含量超标。当油 品进罐温度高或油品带轻组分含量高时,也可能导致进入加热 炉鼓风机入口总烃含量超标。总烃含量超标,可能导致鼓风机 入口气体达到爆炸极限,引发危险。 1.2.3装置加热炉鼓风机故障安全隐患 所有罐区油气汇集到油气管网总线后送至装置鼓风机入 口,由鼓风机输送至加热炉内焚烧处理。一旦装置加热炉或鼓 风机故障,鼓风机入口可燃气体聚集,可能达到爆炸极限,遇点 火源发生火灾爆炸。 2防护设计 2.1油气互串防护设计 储存相同介质的储罐气相经油气回收支管收集后进入同 一油气汇管,不同介质油气汇管汇集后计入油气分液罐。罐顶 油气连通管道系统保证从储罐至相同储罐油气收集总管、再至 罐区边界的压力逐步降低,防止不同介质之间 VOCs互串造成 物料污染。具体控制方案包括: (1)罐区部分,储罐压力升高至 0.9kPa时,打开储罐油气 支管气动切断阀,储 罐 向 油 气 汇 管 排 气 压 力 开 始 降 低,当 储 罐 压力降低至 0.6kPa时关闭储罐油气支管气动切断阀,储罐进行 稳压。 (2)罐区边界变频罗茨风机机组部分,入口分液缓冲罐上 设有压力检测仪表,当压力高于 0.4kPa时,打开风机出口控制 阀,关闭循环管线 阀 门,提 高 风 机 频 率 向 装 置 送 气。 压 力 低 于 0.1kPa时,打开循环管线阀门,关闭风机出口控制阀,降低风机 频率。 表 1油气回收设施压降一览表 储罐压力 / kPa 储罐油气 汇管压力 /kPa 分液缓冲罐 压力 /kPa 储罐油气呼气 0.9 0.6 0.4 2.2氧烃含量超标防护设计 (1)在分液缓冲罐和管网上设置氧含量分析仪用于监测缓 冲罐和管网油气管线内氧含量。当分液缓冲罐氧含量分析仪 检测氧含量超过 2%时[4],联锁关断罐区内各储罐油气管线气 动切断阀,保 证 各 储 罐 不 能 连 通,并 关 闭 风 机 及 出 口 气 动 阀。 当管网上氧含量分析仪检测氧含量超过 2%时,联锁切断装置 鼓风机入口油气管线气动阀,并打开氮气反吹置换阀组以及管 网高空紧急放空阀组。 (2)在管网上设置总烃含量分析仪用于监测管网油气管线 内总烃含量,其中总烃含量分析仪设置 2套,1套用于联锁,1套 用于报警。当 管 网 上 总 烃 含 量 分 析 检 测 油 气 总 烃 含 量 超 过 4.5%时,联锁切断装置鼓风机入口油气管线气动阀,并打开氮 气反吹置换阀组以及管网高空紧急放空阀。 (3)罐区部分,每座储罐油气回收支管设置截断阀、阻爆轰 型阻火器、气动切 断 阀,罐 区 油 气 汇 管 设 置 气 动 切 断 阀 组。 气 动切断阀根据罐顶油气压力进行打开关闭,且具有紧急关断功 能。装置鼓风机入口油气管线设置阻火器、气动切断阀组及氮 气反吹置换阀组,气动阀具有紧急切断功能。 (4)设置一键紧急切断控制。罐区现场及控制室设有一键 紧急关断按钮,在紧急情况下可以一键关断罐区储罐油气管线 的气动切断阀,关闭风机机组。罐区控制室及装置控制室设有 管网一键紧急关断按钮,在紧急情况下可以一键关断装置鼓风 机入口油气管线气动阀,并打开氮气反吹置换阀组以及管网高 空紧急放空阀组。 2.3加热炉鼓风机故障防护设计 当装置加热炉或鼓风机故障时,联锁关闭装置鼓风机入口 处控制阀,打开管网紧急放空线控制阀,并打开氮气反吹阀。 3结论 (1)采用压力控制产生阶梯压降能够有效避免多种油气互 串。(2)罐区 设 置 联 锁 关 断 罐 区 内 各 储 罐 油 气 管 线 气 动 切 断 阀,并关闭罐区风机及出口气动阀的安全防护措施能够有效避 免罐区氧含量超标。 (3)管网设置连锁切断,氮气反吹,紧急放空的安全防护措 施能够有效解决管网氧烃含量超标及鼓风机故障。 参考文献 [1]朱琦,覃茜,计桂芳,等.典型行业 VOCs排放特点及治 理技术[J].轻工科技,201733(12):81-83,85. [2]王旭.油气回收 技 术 发 展 现 状 概 述 [J].山 东 化 工,2017, 46(18):55-56,58. [3]潘丽芳.催化裂化装置火灾爆炸危险性分析及评价[D].沈 阳:东北大学,2008. [4]工业和信息化部.SH3009-2013石油化工可燃性气体排放 系统设计规范[S].北京:中国石化出版社,2013. (本文文献格式:王娟.罐区油气回收系统的安全防护设施研 究[J].山东化工,2018,47(15):193-194.)

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