1 序言
石油是现代工业生产的基础, 炼油厂的安全生产不仅影响着当地经济, 厂区生产的环保水平也深刻影响着周边地区的生活环境。炼油厂区占地面积最大的是储油罐区, 事故与损耗多发于此, 高损耗的同时还意味着对环境的污染。
2 几种环保改造项目
轻质油罐氮封系统:高含硫中间产品轻质油一般储存在内浮顶罐中。由于罐内浮盘、浮动吸油装置及静电导线可靠性, 大呼吸频繁等问题, 罐内浮盘气层状态不稳定, 较易发生诸如硫化物积聚, 浮盘穿孔, 密封圈破损等情况, 又因其闪点低, 使用期间易发生闪爆火灾事故, 故需隔绝空气, 进一步保证其安全性。某厂某石脑油罐, 在未使用氮封的情况下, 于2010年发生了闪爆火灾事故。其原理:氮气为惰性气体, 油罐进行发油 (吸气) 作业时, 由氮气管网补充, 收油 (呼气) 作业时由罐顶呼吸阀排出。使得油罐内部上层气体层介质只含烃蒸汽与氮气, 基本隔绝了空气。
臭气吸附系统:炼厂罐区具备污油的周转功能, 在装置开停工时需要大量接受其污油扫线的排出物。蒸汽扫线的介质压力大, 含硫量高, 气味重, 常压储罐接收时, 含硫气体极易从油罐呼吸阀喷出。某厂在2011年大检修期间因扫线气体外溢, 恶臭气味剧烈, 遭到附件居民举报。原理:利用冷却器降低流体温度, 减少其中的气体量, 利用碱液吸收硫化氢。
尾气回收系统:氮封系统与臭气吸附系统虽然能够减小对环境的污染和保证安全运行, 但始终无法抑制烃类气体的挥发, 如果能将烃类气体的挥发进行有效控制并进行回收, 才能真正做到环保。国内某炼厂附近的员工居住区, 在低压天气时, 烃类气体的刺鼻味严重, 对环境影响甚大。原理:使用低温柴油对各类有机物 (主要为烃类) 进行吸附回收密闭自动脱水系统:炼油厂油罐区承担油品脱水功能, 将油品与少量水在储罐内静置分层后, 排出油罐。排水作业人工完成, 至油水界面时大量硫化氢溢出, 污染环境并危害作业者人身安全, 排出污水经污水井自流至污水处理车间, 长距离与空气直接接触, 挥发气体污染环境。原理:利用油水不相容及密度差异, 使用分离器装置对油中水进行连续自动分离, 并集中送至污水处理车间。
3 环保改造项目分析
国内某炼油厂的其中一个油品分厂5年内上马的改造项目, 几乎覆盖了所有中间产品油罐, 总涉及储罐数多达50个, 累计罐容二十万多m3。分析上述四种储罐区环保改造, 其核心词为“密闭”或者“封闭”。三种改造针对油罐气相层, 一种针对油罐液相层, 都是对常压储罐储存介质存在的对外 (大气) 接触点进行控制。这种针对性控制是由整个社会对环保要求的提高而形成的。事实上, 炼油厂的连续作业生产性装置, 其生产过程中的绝大部分环节早已做到了密闭, 例如蒸馏, 催化, 重整等装置。它们的密闭是因为工艺的高温、高压或密闭环境需求所致。
行业规范也加快了更新, 逐步明确以规范储罐在操作压力的规定, 对于“微正压”有了更完整的规定, 有的直接出现了“氮封”, “密闭集中处理罐内排出气体”的字眼。例如《石油化工储运系统罐区设计规范》由SH3007-199、SHT 3007-2007更新到SHT 3007-2014, 《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》由GB50341-2003更新至GB50341-2014, 而SH/T 3167-2012和SY/T 6926-2012的出台完全就是根据国外规范和经验制定, 用以填补中国在这方面的不足。
行业规范的补全和完善代表着行业内相关改造项目的增加和全国性的环保需求, 这同时也反映出行业内各种改造的混乱与矛盾。对炼油厂中间产品储罐区储罐密闭性的完善改造, 还面临诸多困难, 规范尚存在大量的不明确或争议规定。
下面简单综述各项改造在密闭性的困难与不足。所有改造涉及油罐本体。为不影响正常生产, 改造必须配合油罐检修周期, 根据SYT 5921-2011, 油罐大修周期为6年。要完成单项改造, 起码6年以上。
通常储罐的修理以罐壁板与防腐层修理为主, 人孔、透光孔等附件修理收益不高, 往往“将就”使用。常出现人孔密封不达标;透光孔密封不达标;泡沫发生器密封不达标等情况, 根本无法达到气密性要求, 个别没有经验的改造油罐甚至无法达到微正压。
为保证储罐不发生“瘪罐”现象, 常压储罐观念深入人心, 油罐气相与大气联通属于是有安全保证的。例默认呼吸阀泄气量超标, 厂内呼吸阀校验只能校验起跳压力, 只保证常压使用, 没有微正压与气密性概念。规范也没有规定微正压油罐气密性验收标准, 只提及油罐可承受的操作压力范围。这对密闭化环保改造的理念的实施影响很大, 使得改造后使用效果大打折扣。
4 结语
2010-2014年是国内储罐改造的高峰期, 是行业规范更新集中期, 也是环保改造摸索期, 笔者期间参与国内某炼油厂的储罐区环保项目改造工作, 在笔者看来“密闭”是各项改造的唯一途经和共同点, 这将是储罐区设计管理使用的核心目标。而2014年中后期连续出台的行业规范也验证了笔者的想法。
由于环保意识和经济条件限制, 对于常压储罐的技术投入与规范要求较过去百年并没有革命性变化。而现今的环保逼迫使油罐区改造不由自主的走到了变革的边缘。密闭性会成为炼油厂中间产品储罐区的基本要求, 而常压储罐全面变成微正压储罐的也是大势所趋。相信在今后几年, 中国逐步完成储罐环保改造的摸索之后, 整个油气储运行业能够上升到全新的阶段。
摘要：本文通过介绍国内某炼油厂油罐区的各环保改造项目的改造原理、实施过程及使用情况, 结合规范变化, 总结明确改造思路与趋势。
关键词：罐,改造,密闭
参考文献
[1] SHT 3167-2012钢制焊接低压储罐.
[2] HG-T 20570.16-95气封的设置.
[3] SYT 5921-2011立式圆筒形钢制焊接油罐操作维护修理规程.
[4] SHT 3074-2007石油化工钢制压力容器.
[5] GB 50341-2014立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范.
[6] SHT 3007-2014石油化工储运系统罐区设计规范.