液化石油氣的儲存與卸車工藝

王道遠

液化石油氣的儲存與卸車工藝

王道遠

（遼寧省石油化工規劃設計院有限公司，遼寧 沈陽 110000）

通過實例對液化石油氣的儲存和卸車工藝進行分析，根據相關標準和規范的要求，從安全性、可靠性、經濟性、實用性著手，選出最優方案，以保證石油化工企業裝置生產和儲運的正常運行。

液化石油氣； 壓縮機； 汽化器

液化石油氣與石油和天然氣一樣，是化石燃料。液化石油氣是在石油煉制過程中由多種低沸點氣體組成的混合物，沒有固定的組成，主要成分是丁烯、丙烯、丁烷和丙烷。盡管大多數能源企業都不專門生產液化石油氣，但由于它是其他燃料提煉過程中的副產品，所以含有一定產量。而液化石油氣作為重要的化工品原料得到廣泛應用。本文針對以液化石油氣作為原料的石油化工企業，通過實例分析，討論液化石油氣的儲存與卸車方式。

1 液化石油氣的儲存

液化石油氣通常選用壓力儲罐進行儲存，一般壓力儲罐的形式為臥式儲罐和球形儲罐，當儲存量較小時選用臥式儲罐，儲存量較大時選用球形儲罐。球形儲罐的受壓比較均衡，相對可承受壓力比柱形罐大。以某化工廠的項目為例——需要接收汽運丙烷，新建一臺丙烷球罐和卸車系統。

1.1 儲存工藝

首先確定丙烷罐的設計參數。根據《液化烴球罐設計規范》（SH3136-2003）中規定，丙烷球罐的設計壓力應取50 ℃丙烷飽和蒸氣壓，即1.7 MPa（G），充裝系數為0.9，腐蝕余量為1 mm。設計溫度最高為50 ℃，最低為當地最冷月平均溫度。正常操作工況見表1。

表1 丙烷的原料性質

1.2 安全措施

1.2.1 泄放系統

儲罐設置全啟式安全閥，安全閥的定壓小于等于儲罐的設計壓力，并且規范要求設置在線備用安全閥和一個安全閥復線。安全閥排除的氣體應排入火炬系統或就地排放大氣（除Ⅰ～Ⅲ有毒氣體外），就地排放時排氣口應高于8 m范圍內儲罐罐頂平臺3 m以上。

1.2.2 緊急切斷系統

液化石油氣球罐介質進出口設置緊急切斷閥，緊急切斷閥具備現場操作和控制室操作的功能。進口緊急切斷閥還應與儲罐的高液位聯鎖，當液位超出上限時，進口緊急切斷閥關閉，防止冒罐。

1.2.3 注水系統

液化烴儲罐都應設置注水設施。當寒冷地區的液化石油氣管道未采取防凍措施，導致管道破損介質泄露時，可采用穩高壓消防水進行注水，當穩高壓系統壓力不夠時可設置一臺專用于球罐注水的機泵。

1.2.4 其他措施

液化石油氣球罐應設置冷卻噴淋水，并與消防冷卻水系統相結合。

寒冷地區球罐罐底應采取防凍措施，一般為進出口管道的伴熱，或者設置儲罐加熱器。

2 液化石油氣的卸車系統

液化石油氣的卸車通常采用泵卸車或者壓縮機卸車，下面通過兩種方案對比選出最優方案。

2.1 泵卸車

液化石油氣泵卸車的工藝與其他泵卸車工藝相同，都是通過鶴管至泵入口，通過泵直接將物料輸送至儲罐。但是液化石油氣的蒸氣壓力比較高，在卸車過程中容易發生汽蝕現象，會對泵的使用壽命產生很大影響。

2.2 壓縮機卸車

以東北某化工廠為例，為接收汽運丙烷新建一臺丙烷球罐，并采用壓縮機卸車。工藝步驟為：當罐車到達卸車場地后，先將丙烷球罐的氣相管線通過鶴管與汽車的氣相管線連接，達到車與罐的氣相平衡，然后在用丙烷壓縮機抽吸丙烷球罐內的氣相丙烷，通過加壓后壓入位于汽車裝卸廠內等待卸車的丙烷槽車的氣相空間，使槽車和儲罐之間形成卸車所需要的壓差，將丙烷卸入儲罐。

但是東北地區冬季平均溫度較低，可能導致冬季時儲罐內的氣相不足，當出現這種情況時，可以設置給儲罐加壓的汽化器，通過汽化器加壓可以為卸車提供足夠量的氣相丙烷，再進行壓縮機卸車，簡易流程見圖1。

圖1 壓縮機卸車系統流程

如果項目建在冬季平均溫度較高的地區時，可以不設置汽化器，直接通過壓縮機卸車。

2.3 汽化器卸車

汽化器卸車與壓縮機卸車原理相同，都是通過對罐車加壓與儲罐產生足夠的壓差，使液化石油氣卸入儲罐，不同之處在于需要在卸車場地設置卸車的緩沖罐。罐區的液化石油氣通過送料泵輸送至卸車場地內的緩沖罐內。卸車時先將罐區儲罐的氣相管線通過鶴管與汽車的氣相管線連接，達到氣相平衡后關閉。打開緩沖罐液相出口，通過汽化器的升壓后，通入槽車內，使槽車壓力高于儲罐，從而產生壓差，簡易流程見圖2。

圖2 汽化器卸車系統流程

3 幾種卸車工藝的對比優選

通過對幾種卸車工藝對比，從而選出最優方案，見表2。

表2 幾種卸車工藝的對比

由表2對比可以看出，雖然泵卸車需要的設備數量和能耗是最少的，但是卸車效果不好，會導致設備的損壞，并產生很大安全風險，所以不建議采用。壓縮機卸車需要設置的設備種類和數量多，但是良好的卸車效果和其很好的安全性能從而被廣泛使用，而汽化器卸車效果和安全性能雖然較好，但是因為緩沖罐的設置會產生一些介質損耗和設備數量多，通常不作為常用卸車方式，而作為壓縮機卸車系統故常時的備用。

通過上述分析，液化石油氣卸車的最優方案為常用壓縮機卸車。當壓縮機設備故障時，汽化器卸車作為備用，這樣可保證液化石油氣卸車系統始終正常運行。

4 結 論

液化石油氣的儲運是石油化工企業裝置正常生產的保障。由于液化石油氣屬于甲A類火災危險性介質，具有明顯的火災爆炸危險性，現有的標準規范中，有很多針對液化烴安全的一些條文。在設計過程中一定要嚴格遵照相關規范標準要求，安全性要放在首位，綜合可能發生事故進行分析，尤其裝卸區是最有可能產生火花的區域，如若發生事故會造成很多連帶影響，給罐區甚至整個相關裝置造成安全風險。

總而言之，在類似設計過程中不拘泥于一種設計方式，應綜合比較各種工藝的優缺點，從安全性、可靠性、經濟性、實用性著手，進一步選擇更合理的設計方案。

［1］SH/T3007-2014，石油化工儲運系統罐區設計規范[S]. 北京：中國石化出版社，2015．

［2］SH3136-2003，液化烴球形儲罐安全設計規范[S]. 北京：中國石化出版社，2004．

［3］GB50160-2008，石油化工企業設計防火標準（2018年版）[S]. 北京：中國計劃出版社，2018．

［4］李征西，徐思文. 油品儲運設計手冊（上）[M]. 北京：石油工業出版社，1997.

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LPG Storage and Unloading Process

（Liaoning Petroleum-Chemical Industry Planning&Designing Institute Co., Ltd., Shenyang Liaoning 110000, China）

The storage and unloading process of liquefied petroleum gas was analyzed through examples. Starting from safety, reliability, economy, and practicability, according to the requirements of relevant standards and specifications, the best plan should be selected to ensure the normal operation of petrochemical enterprises.

LPG; Compressor; Vaporizer

TQ051

文章編號： 1004-0935（2020）07-0820-03

2020-05-10

王道遠（1986-），男，工程師，黑龍江省大慶市人，研究方向：化工工藝管道設計。