關(guān)于丙烷儲(chǔ)存罐區(qū)安全設(shè)計(jì)方法的探析

王維利 侯春生 譚秋仲 王洪松

中石油塔里木油田分公司 新疆庫爾勒 841000

丙烷在油氣廠站多作為脫水脫烴工藝中的制冷劑，同時(shí)也是一種重要的化工原材料。丙烷是一種易燃易爆的氣體，爆炸極限為2.1%-9.5%，在儲(chǔ)存及裝卸過程中風(fēng)險(xiǎn)極高。我國現(xiàn)如今，建立了低溫丙烷罐區(qū)，雖然便于管理，但是一旦發(fā)生泄漏，很容易發(fā)生重大安全事故，因此，對低溫丙烷罐區(qū)的安全要給予高度重視。

一、丙烷罐區(qū)危險(xiǎn)因素分析

1.液體引發(fā)的安全事故

低溫丙烷罐區(qū)危險(xiǎn)因素中，液體所造成的安全事故是常見的現(xiàn)象，液體會(huì)出現(xiàn)膨脹，或者是在罐內(nèi)翻滾等都會(huì)引發(fā)安全事故。在無孔容器，或者是切斷閥門與切斷閥門之間等部位，成為一個(gè)死區(qū)，此時(shí)，當(dāng)溫度升高時(shí)，壓力會(huì)明顯增大，使處于密閉狀態(tài)的系統(tǒng)受到破壞[1]。此時(shí)，若是出現(xiàn)密閉加熱，管線、設(shè)備等會(huì)受到嚴(yán)重的損壞，出現(xiàn)液體泄漏從而引發(fā)爆炸。罐中的液體出現(xiàn)翻滾時(shí)，同樣會(huì)引發(fā)安全事故，一般情況下，液體出現(xiàn)翻滾，是有新的液體加入在罐內(nèi)，罐中的液體與罐內(nèi)的液體，兩者之間的密度不相同，當(dāng)熱量輸入到罐內(nèi)，會(huì)出現(xiàn)液體表面蒸發(fā)等現(xiàn)象，之后罐內(nèi)液體的密度會(huì)融為一體，但是，在此過程中，會(huì)有大量的氣體釋放，出現(xiàn)翻滾現(xiàn)象，容易造成安全事故。

2.進(jìn)料溢出與低溫所引發(fā)的安全事故

當(dāng)向儲(chǔ)存罐當(dāng)中加入適當(dāng)?shù)脑蠒r(shí)，罐內(nèi)的液位會(huì)有所升高，即便不向罐內(nèi)進(jìn)料，液體也會(huì)沖裝到達(dá)一定的高度，向罐外溢出。一般情況，多是使用雙金屬壁全容罐作為儲(chǔ)存罐，將丙烷存儲(chǔ)，若是有液體溢出，會(huì)發(fā)生氣化，氣體快速蒸發(fā)，若是無法控制，蒸發(fā)越加劇烈時(shí)，罐內(nèi)壓力增加，易發(fā)生事故。儲(chǔ)存丙烷時(shí)，對溫度有嚴(yán)格的要求，一般情況下，丙烷存儲(chǔ)之后，在罐內(nèi)丙烷液體的溫度要控制在零下42℃，工作人員若是不小心接觸到丙烷，則會(huì)被凍傷。在常溫下，丙烷出現(xiàn)泄漏的機(jī)率較大，氣化是一個(gè)吸熱的過程，氣化時(shí)溫度會(huì)急劇下降，工作人員在低溫的環(huán)境下開展工作，容易被凍傷，因此工作人員在工作中要預(yù)防丙烷液體發(fā)生氣化所造成的傷害。

二、丙烷罐區(qū)安全設(shè)計(jì)

低溫丙烷罐區(qū)的危險(xiǎn)因素比較復(fù)雜，要降低安全事故的發(fā)生率，可以從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)來降低危險(xiǎn)指數(shù)，從而維護(hù)工作人員的人身安全。

1.防負(fù)壓安全設(shè)計(jì)分析

丙烷在儲(chǔ)存過程中，一般情況不會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓現(xiàn)象，但是，若是受到外界環(huán)境的影響等則會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓。防負(fù)壓的有效方法是在儲(chǔ)存罐的頂部位置，設(shè)計(jì)一個(gè)真空泄放閥，設(shè)定負(fù)壓值，當(dāng)出現(xiàn)負(fù)壓現(xiàn)象時(shí)達(dá)到所設(shè)定的值之后，真空泄放閥此時(shí)變化自動(dòng)將空氣吸收，將其吸入到儲(chǔ)蓄罐當(dāng)中[2]。但是，儲(chǔ)存罐中若是存在空氣，則會(huì)引發(fā)爆炸，為了避免此情況的發(fā)生，盡量不要讓空氣進(jìn)入到儲(chǔ)存罐當(dāng)中，可采用常溫丙烷噴注的方式來預(yù)防負(fù)壓。在冬季時(shí)，外界溫度較低，有可能會(huì)低于罐內(nèi)的溫度，當(dāng)溫度低于液體的壓沸點(diǎn)時(shí)，罐內(nèi)氣體蒸發(fā)會(huì)明顯減少，加大了負(fù)壓的發(fā)生率。因此，需要設(shè)計(jì)氣化器，避免氣體蒸發(fā)所造成的負(fù)壓，或者采用惰性氣體填充的方法，向罐內(nèi)填充惰性氣體，惰性氣體不會(huì)與丙烷發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到防止負(fù)壓的作用，填充惰性氣體方便快捷，但是會(huì)造成資源浪費(fèi)，根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ顷P(guān)鍵。

2.預(yù)防液體溢出的安全設(shè)計(jì)分析

低溫丙烷罐區(qū)液體溢出引發(fā)的安全事故較為常見，發(fā)生液體溢出，主要原因是向罐內(nèi)進(jìn)料，液體溢出之后，嚴(yán)重影響到工作人員的正常工作，更危險(xiǎn)的是會(huì)引發(fā)火災(zāi)等安全事故。丙烷多是采用雙金屬壁的儲(chǔ)存罐儲(chǔ)存丙烷，在罐外部沒有混凝土墻，當(dāng)液體溢出時(shí)，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生氣化，達(dá)到罐內(nèi)的壓力快速增大，誘發(fā)安全事故。因此，要對氣體蒸發(fā)采取相關(guān)對策，低溫儲(chǔ)存罐要設(shè)計(jì)有預(yù)防溢出的措施，例如，在液位上設(shè)計(jì)監(jiān)測報(bào)警，當(dāng)液體溢出時(shí)立馬發(fā)出報(bào)警信號，并設(shè)計(jì)有高液位、進(jìn)料切斷閥連鎖。除此之外，進(jìn)行儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)時(shí)，還需要注意高液位問題，高液位要設(shè)計(jì)有一段緩沖的時(shí)間，對整個(gè)操作流程做周全的考慮，將緩沖時(shí)間控制在10min以上。

3.預(yù)防液體翻滾的安全設(shè)計(jì)分析

預(yù)防丙烷儲(chǔ)罐中液體翻滾，可采取以下的對策，在罐內(nèi)設(shè)計(jì)液位、密度以及溫度等監(jiān)測，當(dāng)液體未進(jìn)行翻滾前，一般會(huì)出現(xiàn)氣化速率異?，F(xiàn)象，對氣化速率進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)測，可使液體的熱量保持在安全的狀態(tài)之下，不發(fā)生熱量積蓄現(xiàn)象。若是在罐內(nèi)安裝有LTD，在罐內(nèi)泵的設(shè)計(jì)工作中要注意，一定要保留余量，目的是為了便于混合操作，儲(chǔ)存罐比較多的情況下，需要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行切換[3]。另外，造成丙烷罐內(nèi)發(fā)生翻滾的安全因素，還有輕組分含量，液化天然氣中，氮?dú)馀c其他氣體相比對，其出現(xiàn)翻滾的機(jī)率比較大，而對于丙烷而言，存在乙烷氣體混合之后則會(huì)引發(fā)事故，因此，需要詳細(xì)分析蒸發(fā)氣體分組工作，輕組分含量偏高時(shí)，需要進(jìn)行向外排放，避免由于輕組分含量的原因造成安全事故。

結(jié)束語

低溫丙烷罐區(qū)的危險(xiǎn)因素眾多，威脅著工作人員的生命安全，無疑從設(shè)計(jì)上進(jìn)行預(yù)防安全事故，是非常有效的途徑。同時(shí)還要重視對丙烷組分的化驗(yàn)分析，防止丙烷中含有水分，水分長期積累會(huì)引起儲(chǔ)罐凍裂。丙烷在裝卸過程中要注意從防靜電、防明火等多個(gè)角度達(dá)到防火防爆的要求。因此，只有從設(shè)計(jì)及管理等各方面去考慮才能提高丙烷儲(chǔ)存罐區(qū)的安全性。

[1]陶富勝.淺談環(huán)氧丙烷罐區(qū)工藝設(shè)計(jì)[J].廣東化工，2014，41(9):199-200.

[2]楊增社.天然氣的火災(zāi)危險(xiǎn)性及預(yù)防措施[J].西安消防指揮學(xué)校網(wǎng)-學(xué)術(shù)論壇,2013，18(21):133-135.

[3]蔣綠強(qiáng)，李永新.乙二醇裝置火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性評價(jià)[J].化工勞動(dòng)保護(hù),2010,20(11)：395-397.