液化石油氣的儲存與卸車工藝

王道遠

液化石油氣的儲存與卸車工藝

王道遠

（遼寧省石油化工規(guī)劃設(shè)計院有限公司，遼寧 沈陽 110000）

通過實例對液化石油氣的儲存和卸車工藝進行分析，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，從安全性、可靠性、經(jīng)濟性、實用性著手，選出最優(yōu)方案，以保證石油化工企業(yè)裝置生產(chǎn)和儲運的正常運行。

液化石油氣； 壓縮機； 汽化器

液化石油氣與石油和天然氣一樣，是化石燃料。液化石油氣是在石油煉制過程中由多種低沸點氣體組成的混合物，沒有固定的組成，主要成分是丁烯、丙烯、丁烷和丙烷。盡管大多數(shù)能源企業(yè)都不專門生產(chǎn)液化石油氣，但由于它是其他燃料提煉過程中的副產(chǎn)品，所以含有一定產(chǎn)量。而液化石油氣作為重要的化工品原料得到廣泛應(yīng)用。本文針對以液化石油氣作為原料的石油化工企業(yè)，通過實例分析，討論液化石油氣的儲存與卸車方式。

1 液化石油氣的儲存

液化石油氣通常選用壓力儲罐進行儲存，一般壓力儲罐的形式為臥式儲罐和球形儲罐，當(dāng)儲存量較小時選用臥式儲罐，儲存量較大時選用球形儲罐。球形儲罐的受壓比較均衡，相對可承受壓力比柱形罐大。以某化工廠的項目為例——需要接收汽運丙烷，新建一臺丙烷球罐和卸車系統(tǒng)。

1.1 儲存工藝

首先確定丙烷罐的設(shè)計參數(shù)。根據(jù)《液化烴球罐設(shè)計規(guī)范》（SH3136-2003）中規(guī)定，丙烷球罐的設(shè)計壓力應(yīng)取50 ℃丙烷飽和蒸氣壓，即1.7 MPa（G），充裝系數(shù)為0.9，腐蝕余量為1 mm。設(shè)計溫度最高為50 ℃，最低為當(dāng)?shù)刈罾湓缕骄鶞囟?。正常操作工況見表1。

表1 丙烷的原料性質(zhì)

1.2 安全措施

1.2.1 泄放系統(tǒng)

儲罐設(shè)置全啟式安全閥，安全閥的定壓小于等于儲罐的設(shè)計壓力，并且規(guī)范要求設(shè)置在線備用安全閥和一個安全閥復(fù)線。安全閥排除的氣體應(yīng)排入火炬系統(tǒng)或就地排放大氣（除Ⅰ～Ⅲ有毒氣體外），就地排放時排氣口應(yīng)高于8 m范圍內(nèi)儲罐罐頂平臺3 m以上。

1.2.2 緊急切斷系統(tǒng)

液化石油氣球罐介質(zhì)進出口設(shè)置緊急切斷閥，緊急切斷閥具備現(xiàn)場操作和控制室操作的功能。進口緊急切斷閥還應(yīng)與儲罐的高液位聯(lián)鎖，當(dāng)液位超出上限時，進口緊急切斷閥關(guān)閉，防止冒罐。

1.2.3 注水系統(tǒng)

液化烴儲罐都應(yīng)設(shè)置注水設(shè)施。當(dāng)寒冷地區(qū)的液化石油氣管道未采取防凍措施，導(dǎo)致管道破損介質(zhì)泄露時，可采用穩(wěn)高壓消防水進行注水，當(dāng)穩(wěn)高壓系統(tǒng)壓力不夠時可設(shè)置一臺專用于球罐注水的機泵。

1.2.4 其他措施

液化石油氣球罐應(yīng)設(shè)置冷卻噴淋水，并與消防冷卻水系統(tǒng)相結(jié)合。

寒冷地區(qū)球罐罐底應(yīng)采取防凍措施，一般為進出口管道的伴熱，或者設(shè)置儲罐加熱器。

2 液化石油氣的卸車系統(tǒng)

液化石油氣的卸車通常采用泵卸車或者壓縮機卸車，下面通過兩種方案對比選出最優(yōu)方案。

2.1 泵卸車

液化石油氣泵卸車的工藝與其他泵卸車工藝相同，都是通過鶴管至泵入口，通過泵直接將物料輸送至儲罐。但是液化石油氣的蒸氣壓力比較高，在卸車過程中容易發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，會對泵的使用壽命產(chǎn)生很大影響。

2.2 壓縮機卸車

以東北某化工廠為例，為接收汽運丙烷新建一臺丙烷球罐，并采用壓縮機卸車。工藝步驟為：當(dāng)罐車到達卸車場地后，先將丙烷球罐的氣相管線通過鶴管與汽車的氣相管線連接，達到車與罐的氣相平衡，然后在用丙烷壓縮機抽吸丙烷球罐內(nèi)的氣相丙烷，通過加壓后壓入位于汽車裝卸廠內(nèi)等待卸車的丙烷槽車的氣相空間，使槽車和儲罐之間形成卸車所需要的壓差，將丙烷卸入儲罐。

但是東北地區(qū)冬季平均溫度較低，可能導(dǎo)致冬季時儲罐內(nèi)的氣相不足，當(dāng)出現(xiàn)這種情況時，可以設(shè)置給儲罐加壓的汽化器，通過汽化器加壓可以為卸車提供足夠量的氣相丙烷，再進行壓縮機卸車，簡易流程見圖1。

圖1 壓縮機卸車系統(tǒng)流程

如果項目建在冬季平均溫度較高的地區(qū)時，可以不設(shè)置汽化器，直接通過壓縮機卸車。

2.3 汽化器卸車

汽化器卸車與壓縮機卸車原理相同，都是通過對罐車加壓與儲罐產(chǎn)生足夠的壓差，使液化石油氣卸入儲罐，不同之處在于需要在卸車場地設(shè)置卸車的緩沖罐。罐區(qū)的液化石油氣通過送料泵輸送至卸車場地內(nèi)的緩沖罐內(nèi)。卸車時先將罐區(qū)儲罐的氣相管線通過鶴管與汽車的氣相管線連接，達到氣相平衡后關(guān)閉。打開緩沖罐液相出口，通過汽化器的升壓后，通入槽車內(nèi)，使槽車壓力高于儲罐，從而產(chǎn)生壓差，簡易流程見圖2。

圖2 汽化器卸車系統(tǒng)流程

3 幾種卸車工藝的對比優(yōu)選

通過對幾種卸車工藝對比，從而選出最優(yōu)方案，見表2。

表2 幾種卸車工藝的對比

由表2對比可以看出，雖然泵卸車需要的設(shè)備數(shù)量和能耗是最少的，但是卸車效果不好，會導(dǎo)致設(shè)備的損壞，并產(chǎn)生很大安全風(fēng)險，所以不建議采用。壓縮機卸車需要設(shè)置的設(shè)備種類和數(shù)量多，但是良好的卸車效果和其很好的安全性能從而被廣泛使用，而汽化器卸車效果和安全性能雖然較好，但是因為緩沖罐的設(shè)置會產(chǎn)生一些介質(zhì)損耗和設(shè)備數(shù)量多，通常不作為常用卸車方式，而作為壓縮機卸車系統(tǒng)故常時的備用。

通過上述分析，液化石油氣卸車的最優(yōu)方案為常用壓縮機卸車。當(dāng)壓縮機設(shè)備故障時，汽化器卸車作為備用，這樣可保證液化石油氣卸車系統(tǒng)始終正常運行。

4 結(jié) 論

液化石油氣的儲運是石油化工企業(yè)裝置正常生產(chǎn)的保障。由于液化石油氣屬于甲A類火災(zāi)危險性介質(zhì)，具有明顯的火災(zāi)爆炸危險性，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中，有很多針對液化烴安全的一些條文。在設(shè)計過程中一定要嚴(yán)格遵照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，安全性要放在首位，綜合可能發(fā)生事故進行分析，尤其裝卸區(qū)是最有可能產(chǎn)生火花的區(qū)域，如若發(fā)生事故會造成很多連帶影響，給罐區(qū)甚至整個相關(guān)裝置造成安全風(fēng)險。

總而言之，在類似設(shè)計過程中不拘泥于一種設(shè)計方式，應(yīng)綜合比較各種工藝的優(yōu)缺點，從安全性、可靠性、經(jīng)濟性、實用性著手，進一步選擇更合理的設(shè)計方案。

［1］SH/T3007-2014，石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范[S]. 北京：中國石化出版社，2015．

［2］SH3136-2003，液化烴球形儲罐安全設(shè)計規(guī)范[S]. 北京：中國石化出版社，2004．

［3］GB50160-2008，石油化工企業(yè)設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)（2018年版）[S]. 北京：中國計劃出版社，2018．

［4］李征西，徐思文. 油品儲運設(shè)計手冊（上）[M]. 北京：石油工業(yè)出版社，1997.

近日，工信部發(fā)布的《國家新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地2017年工作要點》提出，國家新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地是承載“中國制造2025”戰(zhàn)略任務(wù)、重點產(chǎn)業(yè)、重大工程的重要載體。要推動互聯(lián)網(wǎng)+示范基地發(fā)展，加大對智慧化工園區(qū)（示范基地）的經(jīng)驗總結(jié)和宣傳推廣，借鑒其成功經(jīng)驗，繼續(xù)在相關(guān)示范基地中遴選示范典型，推進智慧園區(qū)建設(shè)。

目前各地智慧化工園區(qū)建設(shè)風(fēng)生水起，多家化工園區(qū)已經(jīng)將智慧園區(qū)作為提升安全環(huán)保水平的重要手段。

業(yè)內(nèi)人士介紹說，我國現(xiàn)有的大部分化工園區(qū)的管理方式比較粗放，園區(qū)對于企業(yè)的管理大多局限于安全、環(huán)境等方面，沒有覆蓋到節(jié)能管理、空間管理、運營管理等領(lǐng)域，在管理方式上處于被動狀態(tài)，不能針對園區(qū)內(nèi)各類情況很快調(diào)整管理策略。隨著信息化技術(shù)的快速發(fā)展，如何利用好信息化技術(shù)支撐園區(qū)的發(fā)展戰(zhàn)略、滿足園區(qū)內(nèi)企業(yè)智能化發(fā)展需求、進一步提升園區(qū)的管理效率，是化工園區(qū)未來發(fā)展所面臨的共同課題。

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在石油化工和化學(xué)行業(yè)快速發(fā)展的過程中，化工園區(qū)對于土地和資源集約利用、環(huán)境集中治理、安全統(tǒng)一監(jiān)管、上下游產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，特別是對于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集聚、轉(zhuǎn)型升級、管理創(chuàng)新和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展起到了積極的促進作用。在當(dāng)前退城入園、淘汰落后的背景下，化工園區(qū)智慧化建設(shè)被認為是行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵所在。

LPG Storage and Unloading Process

（Liaoning Petroleum-Chemical Industry Planning&Designing Institute Co., Ltd., Shenyang Liaoning 110000, China）

The storage and unloading process of liquefied petroleum gas was analyzed through examples. Starting from safety, reliability, economy, and practicability, according to the requirements of relevant standards and specifications, the best plan should be selected to ensure the normal operation of petrochemical enterprises.

LPG; Compressor; Vaporizer

TQ051

文章編號： 1004-0935（2020）07-0820-03

2020-05-10

王道遠（1986-），男，工程師，黑龍江省大慶市人，研究方向：化工工藝管道設(shè)計。