油气抑制技术在成品油储罐清洗中的应用

2020-12-25景仲林张映天石爱豪谢心洲

石油库与加油站 2020年5期

景仲林张映天石爱豪谢心洲

〔甘肃华兴石油工程有限责任公司甘肃兰州 730030〕

依照成品油库、加油站管理的相关要求，为了保证油品质量以及储罐的安全运行,在储罐使用一定时间后需要进行清洗和检维修工作。在清洗过程中，油罐内残存的油品挥发出的可燃爆炸气体就成为作业中很高的风险因素，也是现场作业中的重大隐患。

为了消除这一隐患，传统的做法多是采取注水法、注入惰性气体法、强制通风法和自然通风法等，使可燃爆炸气体浓度降到一定比例后应用机械清洗或者清理人员入罐清理储罐内淤泥和污废物，由此产生的固体废物很多，且清理过程风险大，时间长，费用高。而采取油气抑制技术可以解决传统清罐时遇到的油气浓度问题，阻断燃烧爆炸的主要风险因素，大大降低了燃烧爆炸风险，节约时间，降低成本，减少因清罐而产生的固体废物。

1 油气抑制技术

1.1 抑制剂抑制油气的机理

该技术是将液体抑制剂经过高压气流雾化设备将其雾化为纳米级分子，通过设备与油罐的密闭管道随高压气流吹入油罐，使抑制剂迅速扩散到储罐内对油气进行抑制；同时抑制剂对残留在罐体表面的油品也形成一层较好的稳定的抑制层，并且阻止油品的继续挥发。通过这种方式可大大降低储罐内气体中可燃气体的浓度，达到控制燃爆的目的。

1.2 油气抑制工艺

(1)专用抑制剂。专用的油气抑制剂经过雾化形成的纳米微粒，如图1所示。

图1 专用油气抵制剂的雾化

①纳米级抑制剂分子是由亲水头和亲油尾(疏水尾)组成的两性表面活性剂。②纳米级抑制剂分子的亲油尾部分溶解于油气分子中，亲水头朝向空气；在油品表面定向排列，与油品形成稳定结构，从而阻止油气继续挥发。③大量抑制剂分子在油气或残油表面形成稳定结构，使其不再继续挥发。

(2)雾化设备。使用空气压缩机为动力源产生的高压空气对抑制剂进行雾化，达到纳米级颗粒，并通过管道送入储罐，使纳米级抑制剂分子迅速扩散。

(3)动力源。使用传统的空气压缩机产生气源。一般控制流量在4.6 m3/min以上，压力在0.6～0.7 Mpa。

(4)导静电处理。雾化设备及整个工艺设备都要进行可靠的静电接地，包括进风、排风软管。

(5)相关辅助件。包括定制的储罐法兰、罐内气体排气管、活性炭吸附装置、气体检测仪、长管呼吸器(人员入罐)、吸油隔膜泵等。

(6)工艺过程示意见图2。

图2 油气抑制工艺过程

1.3 关于油气抑制技术的相关认证

(1)NV公司油气抑制剂通过相关第三方依据美国、欧盟等相关标准试验测试，该抑制剂为非危险化学品，在使用中对于环境和人员无伤害。

(2)NV公司油气抑制技术通过第三方依据美国环境保护署相关法规采用化学归趋准则摇瓶法测试，该抑制剂28 d可生物降解率为89.2 % 。

2 储罐清洗的相关规定

Q/SH0519-2013《成品油罐清洗安全技术规程》中规定：人员进入油罐前和作业中应进行气体检测，氧含量19.5 %～23.5 %为合格；当可燃气体爆炸下限大于4 %时，其被测浓度不大于0.5 %为合格；爆炸下限小于4 %时，其被测浓度不大于0.2 %为合格；当油气浓度为该油品爆炸下限的4 %～20 %时，进入油罐的作业人员应佩戴空气呼吸器或供风式防护面具等隔离式呼吸保护器具。中国石油安全〔2014〕86号关于印发《中国石油天然气集团公司动火作业安全管理办法》等两个制度的通知规定：氧浓度应保持在19.5 %～23.5 %。使用便携式可燃气体报警仪或其他类似手段进行分析时，被测可燃气体或可燃液体蒸气浓度应小于其与空气混合爆炸下限的10 %(LEL)，且应使用两台设备进行对比检测。

根据上述相关标准要求，在成品油储罐清洗工作中，要求人员进入受限空间清洗储罐时，至少佩戴2台同型号便携式气体报警仪，并在佩戴空气呼吸器或供风式防护面具等隔离式呼吸保护器具等有效防护下，以可燃气体爆炸下限10 %(LEL)为指标，当可燃气体爆炸下限低于10 %(LEL)时，方可进入储罐进行清洗工作；如高于10 %(LEL),人员撤离受限空间，采用一定方式进行空气置换直到气体达到要求，方可进入储罐。

当储罐清洗完成后，人员进入储罐进行检维修工作中，要求至少佩戴2台同型号气体报警仪，可燃气体爆炸下限小于4 %(LEL)，如进行动火作业，要求可燃气体爆炸下限为0 %(LEL)。

3 在油库清罐中的实践

在甘肃A油库和B油库应用油气抑制技术对汽油罐清洗时进行了清罐实验，两座油库取得的抑制数据基本一致，下面以A油库为例进行说明。

3.1 被清洗油罐的基本情况

A油库被清洗油罐基本情况见表1。

表1 A油库被清洗油罐基本情况

3.2 油气抑制剂清罐

(1)清罐作业分为四部分。①前期准备。方案审批、作业许可及现场准备。②油气抑制。接通连接好工艺设备，接通检查完好正常后，开始启动抑制剂雾化导入抑制。同时详细记录可燃气体浓度变化。③清罐。可燃气体浓度达到人员入罐要求时，人员着装入罐进行检测。④其他工作：清罐后油罐恢复和废渣处理。

(2)油气抑制操作流程及设备组装说明。

①将储罐内油品通过油库管道导入其他储罐，将该储罐内油品液面降到最低。

②做好现场工作区域划分及防护隔离，安全设施及应急设施配备。

③打开人孔1将该储罐内残留油品和污物通过泵尽可能抽入清罐临时容器内。在人孔1上安装定制法兰，使用导静电进风软管，连接纳米雾化器1。

④打开人孔2安装定制法兰，使用导静电进风软管，连接活性炭吸附装置(油罐已经安装三次油气回收装置的可以直接将排风口接入油气回收装置)。

⑤打开储罐排水口，使用导静电进风软管，连接纳米雾化器2。

⑥空压机送风管通过2分接头分别连接纳米雾化器1和纳米雾化器2。

⑦空压机，纳米雾化器1、2，活性炭吸附装置等设备分别进行可靠静电接地。

⑧在活性炭吸附装置进风口输入处设置检测点。油气抑制流程和设备组成见图3。

图3 油气抑制流程和设备组成

(3)油气抑制操作和气体浓度检测。①空气压缩机启动，并调整到0.65 MPa压力，逐步打开出气阀门。安装抑制剂启动纳米雾化器平稳运行2～3 h(运行时间主要以油罐容积来确定)。②油气浓度测试和数据收集；第一小时每隔15 min检测检测点LEL读数。第一小时后，每30 min检测检测点LEL读数。在检测点检测LEL读数为0后30～45 min后，关闭空气压缩机。③组织专业人员佩戴防护装备进入油罐按照13个区域(见图4罐内检测点分区图)进行罐内气体检测。④为验证抑制持续效果，自停止油气抑制后12 h，测试人员再次进入油罐进行气体检测并记录数据。