当前位置：首页> 正在进行安全检测...

正在进行安全检测...

时间：2023-10-25 15:16:29 下载该word文档

第48卷第5期当代化工Vol.48，No.52019年5月ContemporaryChemicalIndustryMay，2019重质油罐突沸的原因分析及防范措施康蕾1，陈凑喜2，彭桂莲1（1.宁夏工业职业学院化学工程系,宁夏银川750021；2.国家能源集团宁夏煤业有限责任公司，宁夏银川750011）摘要：阐述了突沸现象的发生原理及可能导致的安全危害，分析了导致重质油罐突沸的有关危害因素，并结合重质油品储运的客观规律和生产管理实际，重点在工艺设计、生产操作、运行管理和技改措施等五个方面提出了一系列针对性防范突沸的有效应对措施，这对石油化工、煤化工行业降低重质油罐突沸事故的发生风险、减小可能带来的损失等都具有参考意义。关键词：重质油；突沸；原因分析；防范措施中图分类号：TE972;X74文献标识码：A文章编号：1671-0460（2019）05-1029-04 CausesAnalysisandCountermeasuresforSuddenBoilingofHeavyOilKANGLei1,CHENCou-xi2,PENGGui-lian1（1.DepartmentofChemicalEngineering,NingxiaVocationalCollegeofIndustry,NingxiaYinchuan750021,China；2.ChinaEnergyNingxiaCoalIndustryGroupLimitedCompany,NingxiaYinchuan750011,China）Abstract:Theoccurrenceprincipleofsuddenboilingphenomenonanditspossiblesafetyhazardswereintroduced,therelatedfactorscausingsuddenboilingofheavyoiltankswereanalyzed.Combinedwiththeobjectivelawofheavyoilstorageandtransportationandtheactualproductionmanagement,aseriesofeffectivemeasureswereputforwardtopreventsuddenboilinginfiveaspects:processdesign,productionoperation,operationmanagementandtechnologicalimprovementmeasures.Thepaperhasveryimportanttheoreticalreferencesignificanceandpracticalguidingvalueforpetrochemicalindustryandcoalchemicalindustrytoreducetheriskofheavyoiltankboilingaccidentandthepossibleloss.Keywords:Heavyoil;Suddenboiling;Causesanalysis;Preventivemeasures重质油罐，作为储运装置直供、转运和销售寄存的重要设备，不仅能暂存物料、节省设备投资，[1]也有利于调节运行负荷、降低物料能耗。近年来，无论是新建的石油化工，还是煤化工装置，一般都设置数量不等的重质油罐。由于重质油具有比重大、黏度高、沸点高、凝固点高等特点，为便于转运和输送，在生产、储运等环节一般需要设置较高的作业温度，操作条件也较为严苛。一旦重质油罐的安全防护措施设置不严密或者操作不当，油品突沸现象是比较容易发生的，甚至是着火、爆炸[2]事故。这些对油品罐区的安全、稳定、清洁运行，以及操作人员的人身健康都具有非常大的威胁。本文对重质油罐突沸事故的发生进行系统、科学的分析，查找造成突沸的有关因素，并结合重质油品储运的客观规律和生产实际，提出了针对性的预防建议措施，防患于未然，这些对有效防范重质油罐区的突沸事故发生具有十分重要的理论参考意义和现实指导价值。1突沸的原理1.1突沸的概念客观上说，突沸在重质油品储运的生产操作和日常管理过程中是比较常见的现象。突沸的基本原理是指油品在储存过程中，由于质量上的差异或生产过程水的意外窜入，当遇高低温油品混合或油料温升[1]时，产生的大量能量集聚和释放。具体表现为，聚集了大量能量的高温油品将热量传递给了低沸点物料（主要指窜入的水或其它轻质油品），低沸点物料处于过热状态并达到一定程度后，在罐内剧烈汽化。特别当遇到黏度大、表面张力大的重质油时，产生大量的高温油气泡沫，体积迅速剧增，最终造成油罐的憋压。如不能及时卸压，极易导致油罐内重质油料、水汽混合物出现爆炸式扩散，发生油罐突沸、撕裂或者冒罐等事故，严重时甚至发生着火、爆炸事故。1.2有关突沸的膨胀倍数估算重质油品突沸过程的水汽膨胀是异常剧烈的，基金项目：2017年度宁夏回族自治区高等职业教育教学改革工程项目-“基于神宁400万吨煤制油背景下产学做一体化费托法炼油技术课程体系的构建与创新实践探索”，2017年度宁夏回族自治区高等职业教育教学名师建设项目联合资助。收稿日期：2018-12-23作者简介：康蕾（1984-），女，宁夏银川人，讲师，2008年毕业于江西科技师范大学应用化学专业，研究方向：从事煤制油、煤化工专业课程教学及新工艺、新技术的开发工作。E-mail：273194464@qq.com。通讯作者：陈凑喜（1985-），男，工程师，硕士，研究方向：煤制油、煤化工技术管理。E-mail：ccx_85@126.com。
1030当代化工2019年5月以1kg冷凝水进入重质油罐汽化后的体积扩大倍数[3]进行估算：（1）为使计算简化，假设窜入的冷凝水处于标准状态下，即温度：273.15K（0℃），压力：101.325kPa。在该标准状态下，水的摩尔质量为18进入罐内,特别当罐内温度较低时，雨雪水就会从油面沉降至罐底部。2.1.5脱水口设置过高重质油罐脱水口高度距罐底的距离不宜过高，脱水口高度以下的罐底存水一般是无法切除的，而g/mol,1kg的冷凝水体积约等于1L。同时，设定发生突沸事故的重质油罐中油料温度为383.15K（110℃）。1kg的冷凝水完全汽化成水蒸汽的物质的量为：n=1000/18=55.56mol。（2）假设冷凝水在高温重质油中汽化到383.15K（110℃）时的蒸汽状态，符合理想气体状态方程：PV=nRT。其中，重质油罐为常压罐，蒸汽压强取1个标准大气压，P=101.325kPa，水蒸气温度T=383.15K（110℃），1kg水蒸气所具有的物质的量n=55.6mol。（3）将上述数据代入理想气体状态方程，得出1kg冷凝水在高温重质油罐中汽化后，所具有的体积为：V=55.6×8.31×383.15/101325=1747.98L。（4）由以上式估算可以得出，进入高温重质油罐的冷凝水汽化后，体积可巨增至少1700多倍。2重质油罐突沸的原因分析2.1油罐存水2.1.1上游加工装置送料中夹带水由于自上游油品加工装置输送来的重质油中不可避免会夹带少量水汽，加之目前重质油罐多采用液下进料的方式，开工初期的管线、储罐中也可能存有少量水汽[4]。这些夹带入罐的水份，如不能及时从油罐顶部挥发，常常会导致在罐底的积聚。2.1.2油罐内加热器泄漏油罐加热器一般为列管式或盘管式加热器，多使用饱和蒸汽作为热媒进行交换加热。油罐加热器一旦泄漏，热源蒸汽可通过油路窜入罐内。特别当罐内温度较低时，加热器泄漏出的饱和蒸汽会大量凝结成液态水，停留在油罐底部。2.1.3油罐呼吸凝聚水重质油罐向外发油时，罐压会相应降低。当罐顶呼吸阀控制的真空度大于罐压时，油罐会通过呼吸阀吸入外部新鲜空气。由于新鲜空气的吸入，可能造成外部水汽的侵入和凝聚。同时，随着外界气温、压力等周期性变化，油罐中的油汽温度、压力、浓度和蒸发速率也会相应改变，油罐也会相应吸入湿润空气或者排出过多油气，这些影响都会造成油罐内的水汽凝聚[5]。2.1.4油罐顶部封盖不严油罐顶部采光孔、量油孔等封盖不严，雨雪水这些存水也是完全足够引发突沸事故的。2.2温度异常变化2.2.1加热器控温过高由于加热器工况操作不当，导致重质油罐温度过高，接近甚至超过突沸得临界状态。2.2.2切、付料操作不当在送付料或者切换送付料过程中操作不当，或上游油品加工装置工况发生异常波动，部分高温油品窜入重质油罐，导致罐内油品组分发生扰动，引发突沸事故的发生。2.3油罐液位变化油罐液位是会产生静压的。尤其在重质油罐底存有积水的情况下，随着罐内油位的升降，积水的沸点也会相应发生变化。一般油位升高，罐底的压强会增大，水蒸气的饱和温度也会增加，相应状态下水的沸点也会提高[6]