500萬噸煉油輕污油罐原設計與氮封改造后的效果對比分析

王 海

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

在500萬噸煉油改擴建項目設計過程中，遼陽設計院按照原有標準將2具輕污油儲罐設計為常壓儲罐，未設計氮封系統。中國石油股份有限公司煉化分公司在2015年進行的HSE大檢查過程中，對照《輕質油品儲罐技術導則》的標準，將公司的輕質油儲罐未設置氮封列為嚴重不符合規范項，列為重大風險，要求進行整改。煉油廠油品車間按照檢查要求，及時上報工藝設備重大變更項目方案進行審批。依據中國石油寧夏石化公司輕污油罐氮封設計委托書要求，委托洛陽瑞澤石化工程有限公司進行設計，由中油一建進行氮封改造施工作業[1，2]。

1 改造目的

設置氮封主要有以下幾個目的：

（1）降低儲罐內的氧含量杜絕儲存介質與氧氣發生化學反應；

（2）杜絕罐內形成爆炸性可燃氣體空間；

（3）降低儲罐內的氧含量，切斷著火爆炸三要素的助燃物；

（4）儲存硫含量較高的油品時，杜絕產生FeS自燃。

2 項目改造的原因

500萬噸煉油改擴建項目油品儲運系統310單元共有2具輕污油儲罐，負責寧夏石化公司煉油廠生產裝置的輕污油及開停工期間不合格汽油、柴油的儲存工作，儲存油品介質性質復雜，有發生安全生產事故的隱患。隨著安全環保管理標準的提高，無法滿足《輕質油品儲罐技術導則》的標準要求，故進行氮封改造。

3 改造依據

在500萬噸煉油改擴建項目設計過程中，由于中國石油股份有限公司煉化分公司未下發執行《輕質油品儲罐技術導則》，遼陽設計院按照原有標準將2具輕污油儲罐設計為常壓儲罐，未設計氮封系統。中國石油股份有限公司煉化分公司在2015年進行的HSE大檢查過程中，對照《輕質油品儲罐技術導則》的標準，將公司的輕質污油儲罐未設置氮封列為嚴重不符合規范項，列為重大風險，要求進行整改。

表1 項目實施前后效果分析表

4 改造內容

310-TK-301B儲罐增設氮封系統改造。具體方案為：封閉該罐的罐壁4處通氣窗，在罐頂增設1臺防爆呼吸人孔、增設2臺防爆呼吸閥，增設1套壓力遠傳系統及1臺就地壓力表，浮盤改造成磚式全接液蜂窩式浮盤，增設自立式調節閥以控制氮氣進入罐內的壓力與流量。

5 改造項目實施

經過審批后的污油儲罐氮封系統改造項目，依據設計文件在2015年底開始進行實施，對310-TK-301B罐進行清罐處理，增加氮封系統，更換磚式全接液蜂窩式鋁質內浮盤，于2016年5月18日正式投入使用。

6 投用前檢查過程

按照寧夏石化公司相關管理制度、程序的要求，新建、改建、擴建項目在完成施工后由使用單位的工藝、設備、安全相關專業進行檢查，對比啟動前安全檢查（PSSR）檢查表的要求，煉油廠、油品車間于2016年5月16日進行聯合檢查，確認310-TK-301B罐增加氮封系統后具備使用條件，可以投入使用。

7 投用過程

油品車間707單元崗位操作人員按照油品車間操作規程的要求，聯系煉油廠生產調度，確認儲罐投用指令，填寫“儲罐投用操作卡”，按照操作卡要求將310-TK-301A罐儲存的輕污油向310-TK-301B罐進行壓油作業，控制管道流速及儲罐液位，確保空罐進油作業過程中安全標準得到執行，儲罐液位升高至2.0 m后啟用機泵轉油，浮盤起浮過程正常，無卡阻現象、無異常聲音。氮封系統壓力最低值為1 087 Pa，最高值為1 397 Pa，滿足設計要求，壓力調節系統正常，運行過程安全、平穩、受控。

8 輕污油儲罐投用氮封系統評價

自2016年5月18日投用310-TK-301B罐氮封系統后，儲罐已經開始接受自一聯合裝置、二聯合裝置、三聯合裝置輕污油作業3次，完成向301單元轉油作業1次，液位最高升至6.33 m，液位最低為2.64 m，氮封系統壓力最低值為1 087 Pa，最高值為1 397 Pa，浮盤起浮過程正常，無卡阻現象、無異常聲音，滿足設計要求，生產運行過程安全、平穩、受控。

9 效果結果的比較

項目實施前后效果分析比較（見表1）。項目實施改造后，從表1可知，儲罐內浮盤上部空間可燃氣含量和氧含量都有了大幅度降低，確保了裝置的安全性。

10 結論

增設氮封系統后，在安全方面達到了預期效果：

改造之前儲罐內浮盤上部空間為油氣與空氣混合狀態，氧含量18.75%，油氣濃度在7.25%，在汽油的爆炸極限范圍之內，儲罐安全生產不受控狀態。

改造之后儲罐內浮盤上部空間為氮氣和油氣混合狀態，氧含量2.15%，氮氣97.6%，油氣濃度0.29%，氧含量極低，油氣濃度處于爆炸極限范圍之外。儲罐安全生產處于受控狀態。降低氧含量，增加惰性氣體氮，使得油品儲存在缺氧環境下更為安全，隔斷了事故燃燒三要素中的助燃物氧氣，本質性的消除了一個重大風險，消除了公司的一個重大隱患。此次改造，對儲罐安全生產運行有重要的技術支持意義，對公司安全生產工作提供了有力的保證。