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          轻石脑油储运设计总结

          来源: 河北都邦石化工程设计有限公司 作者:邰宝玉 发布日期:2020-05-18

           [摘 要]本文通过工程设计实例介绍了轻石脑油储存和装车的设计要点和注意事项。

           
                 重整装置产出轻石脑油 25×104t/a,操作温度 40℃,饱和蒸气压 139kPaA,常压沸点约 30℃,火灾危险性甲 B,罐区储存 5~7天,全部产品公路运输出厂。本文是对设计中常见问题的归纳总结。
           
          1 储罐选型
                 石油炼制工业污染物排放标准GB 31570-2015第5.2.2条规定“储存真是蒸气压≥76.6kPa 的挥发性有机液体应采用压力储罐”。
           
                 石油化工储运系统罐区设计规范 SH/T 3007-2014 第 4.2.4 条规定“储存沸点低于 45℃或在 37.8℃时饱和蒸气压大于 88kPa 的 甲 B类液体,应采用压力储罐、低压储罐或降温储存的常压储罐,并应符合下列规定:a)选用压力储罐或低压储罐时,应采取防止空气进入罐内的措施,并应密闭收集处理罐内排除的气体[1]”。根据上述规范要求并经技术经济比选,罐组内设 3 台 3000m3球罐和 1 台 3.5m3 轻污油罐(置于地下罐池内)。球罐的操作/设计温度为 40/50℃,操作/设计压力为 0.13/0.6MPa。
           
          2 装车泵和装车鹤管选型
          为提高装车泵的吸入能力,装车泵选用立式多级筒带泵,密封 PLAN14+52。鹤管选用液化烃底部密闭装车鹤管(液相接口DN50,气相接口 DN25),鹤管自带钢绳式拉断阀[2]。装车油气返回球罐顶部。
           
          2.1 鹤管装车流速
                 常规设计根据《石油库设计规范》GB 50074-2014 的规定,装车流速取 4.5m/s。但 GB50074 不适用液化烃储罐和鹤管,不具备等效引用的条件。建议非石油库项目执行《液体石油产品静电安全规程》GB 13348-2009 和《炼油厂全厂性工艺及热力管道设计规范》SH/T 3108-2000 的规定。当可燃液体物料装车鹤管出口未完全浸入液面之前,管口流速应限制在 1m/s 以内,装车鹤管出口完全浸入液面后,鹤管出口流速应符合 VD≤0.5 的要求,且非常大流速不得大于7m/s。即液化烃底部密闭装车鹤管(DN50/25接口)的装车流速控制在 45m3/h 以下。
           
          2.2 装车鹤管数量[3]计算
          20200518082708.jpg
                 N—装车鹤管数量,个;K—装车不均衡系数,一般 K 取 2~3,
           
                 本文 K 取 2; B—季节不均衡系数。对于有季节性的油品(如柴油),B 值等于高峰急切的日平均装油量与全年日平均装油量之比。对于无季节性的油品,B 为 1。轻石脑油为无季节性油品,B 取 1; G—油品的年装车量,t;T—每年装车作业工时,h; Q—一个鹤管的额定装油量,m3/h。本文装车流量取 45m3/h; r—油品密度,t/m3。轻石脑油密度 0.618kg/m3; t—装车场每年工作天数,d。一般取 350d; n—装车场每天工作时间,h。每天一班工作时,取 6h。
           
                 经计算20200518082733.jpg
           
                 根据上述计算结果,选用 9 套液化烃底部密闭装车鹤管(DN50/25 接口)。
           
          2.3 装车泵流量和控制方案的确定
                 为保证装车场高效运行,满足不停泵连续装车的要求(即关阀装车气动阀不憋泵),装车泵出口管线设非常小回流保护(流控),非常小回流保护采用调节阀方式,回流量为装车泵正常流量的 30%,回流线接入储罐内。
                 为保证非常后一台鹤管关闭时不发生憋泵现象,需满足 30%Q≤鹤管装车流量<鹤管极限流量,得出如下结论:每台装车泵对3 套鹤管,装车泵流量为 135m3/h。
          3 储罐附件
                 球罐设有雷达液位计、伺服液位计、超声波液位开关、压力变送器、压力表、热电阻、双金属温度计、手动切水器、密闭采样器和安全阀等附件。
          3.1 液位计
                 球罐内的温度采用平均温度计测量,液位测量采用计量级雷达液位计和伺服液位计,并通过雷达液位计(或伺服液位计)的多功能指示变送器,将温度计液位信号送至机柜间 DCS 控制系统。
          3.2 切水器
                 手动切水器自带压力表、温度计、液位计、界位仪和安全阀。切水器内的液位计具有现场低液位报警功能。当切水器内出现水,且水位达到界位仪安装位置时,管道的界位仪处应有颜色显示。
          3.3 紧急切断阀
                 紧急切断阀选用单作用气缸执行机构(故障安全型),密封结构采用耐火结构并符合 ANSI/APISTD607 标准,泄露等级 Class Ⅵ。全行程关断时间不应超过 1s/in 阀门通径。公称尺寸≤DN50的阀门完全关闭时间≤5s,DN65~350 的阀门完全关闭时间≤10s。紧急切断阀到球罐管口之间除了接管外不得安装任何其它管件或阀门,其间距应符合配管安装、阀门维修和工艺要求。紧急切断阀应具有自动和手动关闭功能,手动关闭功能应包括控制室遥控手动关闭及现场手动关闭。
           
          3.4 安全阀
                 球罐应至少设 2 个安全阀和 1 个紧急放空线(安全阀副线),每个都能满足事故状态下安全泄放的要求,安全阀前后均设手动全通径切断阀并加铅封或锁定。安全泄放量按 GB/T150.1-2011 附 录 B 的式(B.3)计算:
          安全泄放量按 GB/T150.1-2011 附 录 B 的公式
                 Ws—容器的安全泄放量,kg/h; 
                 F—系数,容器置于大于 10 L/(m2•min)喷淋装置下时,F=0.6; 
                 Ar—球形容器受热面积,m2;取 和从地面起到7.5m 高度所包括外表面积两者中较大值;
                 D0—容器的外直径;
                 q—泄放压力下,液体的汽化潜热,kJ/kg。
           
          4 主要联锁内容
          所有仪表信号直接引至机柜间 DCS 控制系统,对罐区工艺过程进行集中控制、监测、记录和报警。罐组内主要联锁内容如下:
                 (1)球罐设高低液位报警、高高液位联锁切断进料和低低液位联锁停装车泵的措施。
                 高高液位联锁的检测元件独立设置,超声波液位开关与雷达液位计、伺服液位计的高高液位信号组成“三取二”联锁切断球罐的入口电液切断阀。超声波液位开关与雷达液位计、伺服液位计的低低液位信号组成“三取一”联锁停装车泵。
                 (2)燃料气管道接罐气相平衡线处设气动切断阀与罐压力联锁,当压力低于 0.03MPa 时,燃料气管道上的燃料气补气气动阀打开;当压力高于 0.4MPa 时,气相平衡线上泄压至火炬排放系统的气动切断阀打开。
                 (3)球罐取防火堤外及控制室设置紧急切断阀联锁按钮,当球罐液位高高报警或发生火灾等危险情况时,操作员能够遥控或就地手动关闭紧急切断阀。
                 (4)装车泵在控制室设置远程停泵功能。
           
          5 防火间距的确定
                 轻石脑油沸点低于 45℃,罐组内储罐的防火间距按全压力式液化烃储罐的防火间距执行[4]。球罐和泵房的防火间距不应小于15 m,球罐和雨淋阀室的防火间距不应小于 15 m,球罐与外部设施的防火间距按“沸点低于 45℃的甲 B类液体全压力储罐”确定。
           
          6 结论
                 轻石脑油采用球罐储存、压力鹤管装车并将装车油气返回罐顶的方案,有效的控制了挥发性有机物的排放。在保证可靠的防雷防静电接地的前提下,适当提高鹤管装车流速,有效降低了装车场的占地面积并大幅增加装车场的周转量。

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