碼頭液化氣輸油臂存壓問題研究

錢慶釗王鈺（日照港油品公司，山東 日照 76800；日照港實華公司，山東 日照 76800）

碼頭液化氣輸油臂存壓問題研究

錢慶釗1王鈺2（1日照港油品公司，山東 日照 276800；2日照港實華公司，山東 日照 276800）

自油5泊位的丙烯管線和C4/C5管線投產運行以來，多次出現船舶完貨后輸油臂升壓的現象，這就給現場帶來了一定的安全隱患，本文主要分析輸油臂升壓的原因，以及如何安全的進行放壓。

升壓；丙烯；碳四；輸油臂

丙烯、碳四輸油臂系統是安裝在碼頭上用于碼頭與液化氣船管道之間傳輸液相和氣相介質的專用設備。主要由立柱、內臂、外臂、回旋接頭、快速接頭和緊急脫離裝置組成，其中立柱、內外臂組成的腔體在完貨后應處于空載狀態，船舶完貨后輸油臂存壓現象的發生會給碼頭現場造成一定的安全隱患，同時也給下一艘船的接卸造成了一定的影響。

1 油5泊位液化氣輸油臂存壓現象的基本概述

1.1 工藝流程

船舶靠泊后，將輸油臂的液相和氣相法蘭接口分別與船方進行對接，試壓合格后通過液相管線進行卸船作業，采用高壓的方式將液貨卸至球罐區，在壓力較高時打開氣相進行平衡后繼續卸貨，在作業的末期關閉氣相管線上的的末端閥門，船方將艙內剩余的液化氣進行壓縮后通過液相管線繼續進行卸貨，完貨后船方用艙內液化氣氣體吹掃輸油臂，將輸油臂內的液相吹掃至卸船管線后方，我方在吹掃完畢后立即將輸油臂下端液相管線的閥門關閉，截斷船岸管線，防止岸上管線內的液相貨物回流至輸油臂內，最后船方通過自身的高空排放管線將輸油臂內的液化氣氣體進行高空排放。

以碳四為例，工藝流程如下：

1.2 升壓現象

在完貨后進行高空排放，輸油臂下端的壓力表顯示為0MPa，盲板盲死后輸油臂收回，輸油臂自油5泊位投產后多次出現腔體內升壓的現象，排除閥門關閉不嚴、不及時以及內漏等問題后輸油臂仍多次出現升壓現象。例如：2015.7.7油5泊位的碳四管線輸油臂完貨后6小時內從0MPa升至0.7MPa，放空時盲板處有液相噴出。2015.7.23油5泊位丙烯管線輸油臂夜間從0MPa升至0.6MPa，白天放空時未發現液相。經多次放壓后得出以下現象：丙烯輸油臂在放壓過程中，丙烯已全部氣化，無液相放出；碳四輸油臂在放壓過程中，管線中存有一定量的液相未被氣化。

2 液化氣飽和蒸氣壓的研究

在密閉條件中，在一定溫度下，與固體或液體處于相平衡的蒸氣所具有的壓強稱為飽和蒸氣壓。同一物質在不同溫度下有不同的蒸氣壓，并隨著溫度的升高而增大。

2.1 液化氣的組成

液化石油氣簡稱液化氣，其主要組分是C3和C4，根據其來源不同，C3和C4的各自含量略有區別，但C3和C4總含量一般超過液化石油氣組成的96%以上，其余還有少量C5以及其他組分。常溫下C5組分呈現液態。

2.2 液化氣的飽和蒸氣壓

在一定溫度下，LPG液體的蒸發速度和氣體凝聚速度相等時的壓力叫LPG飽和蒸氣壓。LPG中分子量（C和H原子數）越小蒸氣壓越高。查閱液化氣各組分的飽和蒸氣壓可以得出：

①隨著溫度的升高，各組分的飽和蒸氣壓也在逐漸升高，反之亦然；②丙烯、丙烷的飽和蒸氣壓較高，而其他組分飽和蒸氣壓相對較低。

船舶完貨后，輸油臂進行高空排放,隨著C3和C4不斷氣化，C5組分含量不斷升高,致使輸油臂內混和飽和蒸氣壓不斷降低，當飽和蒸氣壓降低到液化氣不易氣化時,液化氣就滯留在輸油臂的底部或彎脖處等相對封閉、低溫的地方，形成我們通常所說的殘液，而在收回輸油臂，壓力降為零的情況下，殘液并不會立即氣化，部分會殘留在輸油臂腔體內，輸油臂盲板封死后，隨著時間的增加和溫度的升高，殘液逐漸的氣化，就造成了輸油臂升壓的現象。

隨著溫度的降低，輸油臂存液的次數也會逐漸的增多。因丙烯的飽和蒸氣壓較高，在輸油臂存壓的情況的下，丙烯也是以大量氣態形式存在，只有少量進行氣液轉化；而在20℃下，正丁烷的飽和蒸氣壓才僅有0.201MPa，溫度越低，飽和蒸氣壓越低，其他組分也與正丁烷的類似。因而碳四輸油臂在升壓至0.2MPa左右也會存在大量的液相，因而在液化氣放壓過程中一定要分析其具體成分組成，保障員工人身安全，防止人員被液相噴濺而凍傷。

3 升壓現象的解決辦法

根據理想氣體狀態方程PV=nRT可以看出，受溫度與壓力的影響，壓力越大、溫度越低，輸油臂腔體內所含液化氣的量就會越多。考慮到現場加裝壓縮機將腔內液化氣進行液化回收的可行性較低，成本過高，故只能在現有的基礎上，安全地將輸油臂內的液化氣進行排放。

碼頭液化氣管線旁支裝有DN20的細管，管線超壓后安全閥起跳，泄壓進行高空排放，高點處安裝有阻火器。可利用輸油臂下端的壓力表（特用于讀取臂腔內的壓力，壓力表針閥處可安裝有放空二閥組）與其連接進行排放，輸油臂底端的排空閥處可安裝快接放空軟管。放壓時注意船舶和天氣情況，選擇無船風大的時間進行高空排放，開閥時不宜過快，應根據液化氣存量的情況緩慢打開，人員應站在上風口或側風口處，排放期間禁止一切動火、用電等施工作業，防止液化氣遇火引起火災或爆炸。

[1]王松漢主編：石油化工設計手冊，第一卷，石油化工基礎數據，化學工業出版社，2002年1月，北京，ISBN 7-5025·2144-5 TQ·1055.

[2]寇虎，廉樂明，嚴銘卿，陳耀楨，章崎平：液化石油氣氣化過程分析和氣化能力的探討，煤氣與熱力，第21卷第6期，第507-509頁.

[3]祖因希.液化石油氣操作技術與安全管理[M].北京：化學工業出版社，2006.