公路裝卸液化石油氣設(shè)施、方法及其流程淺析

劉娜（中國(guó)石油化工股份有限公司天津分公司煉油部，天津 300270）

近年來(lái)，隨著我國(guó)石油化工行業(yè)的發(fā)展，大大小小的石油化工企業(yè)如雨后春筍般應(yīng)運(yùn)而生，在市場(chǎng)不斷實(shí)現(xiàn)多元化的同時(shí)，安全風(fēng)險(xiǎn)也在不斷增加，這一點(diǎn)通過(guò)近些年愈發(fā)嚴(yán)峻的安全形勢(shì)就可見(jiàn)一斑，尤其是液化石油氣裝卸設(shè)施，人員比較多，操作介質(zhì)危險(xiǎn)等級(jí)又比較高，一旦發(fā)生事故，后果不堪設(shè)想。文章主要總結(jié)了保障液化石油氣裝卸的常用安全手段和裝卸方法。

1 液化石油氣的分類(lèi)及特性

液化石油氣是石油加工過(guò)程中得到的一種無(wú)色揮發(fā)性液體，主要成分為丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，并含有少量戊烷、戊烯和微量硫化氫雜質(zhì)。液相密度500-600kg/m3，氣相密度1.94～2.58kg/m3，閃點(diǎn)-80～-60℃，爆炸極限2.3%～9.5%。液化石油氣主要用作民用燃料、發(fā)動(dòng)機(jī)燃料、加熱爐燃料以及打火機(jī)的氣體燃料，亦用作乙烯或制氫原料、化工原料。

2 公路裝卸液化石油氣的主要特點(diǎn)

汽車(chē)油罐車(chē)是散裝油品公路運(yùn)輸?shù)墓ぞ?，?duì)小宗液化石油氣的中轉(zhuǎn)分配或不通管道的一些區(qū)域，這種運(yùn)輸方法起主要作用。針對(duì)液化石油氣易燃、易爆、易揮發(fā)等特殊性質(zhì)，通常，液化石油氣需要在常溫及相應(yīng)的壓力（一般可達(dá)到1.6～1.8MPa）下輸送，并使用液化氣體公路運(yùn)輸專(zhuān)用車(chē)輛裝卸和運(yùn)輸。

3 汽車(chē)石油液化氣裝卸設(shè)施、工藝要求及安全法規(guī)

為了保障液化石油氣的裝卸的安全，液化石油氣裝卸設(shè)備的選擇至關(guān)重要。汽車(chē)石油液化氣裝卸一般是在汽車(chē)棧臺(tái)鶴位上進(jìn)行，根據(jù)“國(guó)家安全監(jiān)管總局、工業(yè)和信息化部關(guān)于危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)貫徹落實(shí)《國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知》的實(shí)施意見(jiàn)（安監(jiān)總管三〔2010〕186號(hào)）的規(guī)定，液化石油氣裝卸應(yīng)采用液化氣專(zhuān)用的帶氣相接口的底部密閉式鶴管，即在液化氣罐車(chē)底部接口處同時(shí)接通一條液化石油氣裝車(chē)線(xiàn)和一條氣相平衡線(xiàn)。這樣既可減少罐車(chē)內(nèi)氣相液化氣聚集又可減少靜電積聚。

除了設(shè)備選擇之外，平面布置也是重要的安全保障手段。根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，汽車(chē)裝卸車(chē)鶴位之間的距離不應(yīng)小于4米，雙側(cè)裝卸車(chē)棧臺(tái)相鄰鶴位之間或同一鶴位相鄰鶴管之間的距離應(yīng)滿(mǎn)足鶴管正常操作和檢修的要求，液化烴汽車(chē)裝卸棧臺(tái)與可燃液體汽車(chē)裝卸棧臺(tái)相鄰鶴位之間的距離不應(yīng)小于8米；在裝卸車(chē)鶴位10米以外的裝卸管道上應(yīng)設(shè)便于操作的緊急切斷閥；汽車(chē)裝卸車(chē)場(chǎng)應(yīng)采用不產(chǎn)生火花的混凝土地面；裝卸車(chē)鶴位與集中布置的泵的距離不應(yīng)小于10米。

合理確定裝卸鶴管數(shù)量，可以確保設(shè)備的高效使用和人員的合理調(diào)配，汽車(chē)液體裝卸鶴管設(shè)置應(yīng)符合工藝設(shè)計(jì)條件的要求，液體裝卸鶴管數(shù)量應(yīng)按下式計(jì)算：

式中：N——所需裝卸臂臺(tái)數(shù)（臺(tái)）；

G——年裝卸物料量（m3/a）;

t——汽車(chē)罐車(chē)日作業(yè)時(shí)間（h）

K——運(yùn)輸不均衡系數(shù)，宜取1.4；

τ——年操作時(shí)間（d/a），一年按330天計(jì)算；

ρ——裝卸車(chē)時(shí)液體介質(zhì)的密度（kg/m3）；

F——每臺(tái)鶴管每小時(shí)裝卸能力（m3/h）,可按公式（式-2）進(jìn)行計(jì)算。

式中：D——裝卸鶴管的內(nèi)徑（m）;

V——控制裝車(chē)流速（m/s）。

所需鶴管N 值得小數(shù)部分大于或等于0.5 時(shí)，整數(shù)加1；計(jì)算值不足1時(shí)，按1臺(tái)選用。

4 汽車(chē)石油液化氣裝卸方法及其流程分類(lèi)介紹

伴隨著石油化工行業(yè)的發(fā)展，液化石油氣裝卸方法也在不斷更新，近些年常用的液化石油氣罐車(chē)灌裝方法有泵送、壓縮機(jī)灌裝兩種方法。液化石油氣罐車(chē)卸車(chē)分為泵送、壓縮機(jī)和氣化器三種方法。

泵送式即利用泵輸送液體，將儲(chǔ)罐中的液化石油氣通過(guò)泵加壓，送至油罐車(chē)，同時(shí)油罐車(chē)內(nèi)石油氣通過(guò)車(chē)頂氣相平衡線(xiàn)回到儲(chǔ)罐（如圖1 所示）。這種方法在石油化工企業(yè)中比較常見(jiàn)，因?yàn)槠淞鞒毯?jiǎn)單且裝車(chē)流量穩(wěn)定，國(guó)內(nèi)液化氣泵的生產(chǎn)技術(shù)也十分成熟了，所以是目前各大企業(yè)的首選裝車(chē)方式。但是也存在設(shè)備維護(hù)頻繁、安全風(fēng)險(xiǎn)高、北方冬季機(jī)泵汽蝕等缺點(diǎn)。

壓縮機(jī)式即利用壓縮機(jī)的抽吸和加壓功能，將油罐車(chē)內(nèi)石油氣壓縮后送至儲(chǔ)罐內(nèi)，罐車(chē)內(nèi)壓力下降，儲(chǔ)罐內(nèi)壓力上升，液化石油氣自流灌裝至油罐車(chē)（如圖2所示）。這種方法可以有效克服泵送式的缺點(diǎn)，壓縮機(jī)維護(hù)簡(jiǎn)單、且不存在汽蝕問(wèn)題，同時(shí)能耗較低。但是根據(jù)儲(chǔ)罐中液位的變化，裝車(chē)的流量變化較大，裝車(chē)速度較慢。這種方法適合裝卸量比較小的小型企業(yè)。

液化石油氣罐車(chē)灌裝宜采用定量控制裝車(chē)系統(tǒng)，通過(guò)系統(tǒng)中的流量計(jì)和控制閥，配合定量裝車(chē)控制器，既可以實(shí)現(xiàn)罐車(chē)裝滿(mǎn)自動(dòng)停止裝車(chē)，也可以實(shí)現(xiàn)按照預(yù)設(shè)的裝車(chē)量定量充裝，完全可以取代傳統(tǒng)的地衡交接模式。定量裝車(chē)控制器配合企業(yè)的電子開(kāi)單系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)從開(kāi)單到出廠的自動(dòng)化管理，也將是未來(lái)企業(yè)的發(fā)展方向。

圖1 汽車(chē)油罐車(chē)泵送式裝車(chē)示意圖

圖2 汽車(chē)油罐車(chē)壓縮機(jī)式裝車(chē)示意圖

泵送式卸車(chē)和壓縮機(jī)卸車(chē)原理與裝車(chē)類(lèi)似，液化氣罐車(chē)內(nèi)液化石油氣可通過(guò)泵加壓后送至液化氣儲(chǔ)罐內(nèi)，或者經(jīng)壓縮機(jī)將液化石油氣儲(chǔ)罐內(nèi)氣相加壓，送至罐車(chē)內(nèi)，罐車(chē)壓力增加，罐車(chē)內(nèi)液化石油氣自流卸車(chē)至液化氣儲(chǔ)罐。

氣化器卸車(chē)是除上述兩種方法外新增的一種卸車(chē)方式，利用液化石油氣加熱后飽和蒸氣壓顯著提高的特性，將部分儲(chǔ)存的液化石油氣通過(guò)氣化器，以蒸汽或熱水做熱源，使其加熱氣化升壓，升壓后的石油氣可將罐車(chē)內(nèi)液化石油氣壓至液化石油氣儲(chǔ)罐（如圖3所示）。該方法有效利用工廠余熱，無(wú)疑是能耗最低的一種方法。氣化器的操作參數(shù)均可以通過(guò)DCS 系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和操作，也是自動(dòng)化水平最高的一種方式。但是該方法加熱后石油氣溫度較高（可達(dá)到70～90℃），而一般液化石油氣罐車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)不會(huì)考慮高溫工況，所以該方法并不常見(jiàn)。

圖3 汽車(chē)油罐車(chē)壓縮機(jī)卸車(chē)示意圖

5 結(jié)語(yǔ)

除上述常用液化石油氣裝卸方法外，還有自流裝卸法和氮?dú)鈮核脱b卸法。但是自流裝卸法需要罐車(chē)和儲(chǔ)罐之間有一定的高差，以形成壓差，一般裝車(chē)速度較慢；氮?dú)鈮核头ㄟM(jìn)入罐車(chē)或儲(chǔ)罐內(nèi)的氮?dú)怆y以排出，再次置換時(shí)會(huì)損耗大量液化氣。所以在實(shí)際生產(chǎn)中不建議使用。