如下是中石油系统“中国石化炼安〔2020〕528号《炼化企业常压储罐VOCs治理安全管理补充要求》”的全文针对罐区VOCs治理的细节要求。本意见是在《石油化工企业储运罐区罐顶油气连通安全技术要求(试行)》的基础上,结合炼油安全环保生产特点,对部分内容进行补充和修订,明确了常压储罐VOCs治理安全环保基本原则,补充了常压储罐密闭收集改造、内浮顶设计安装验收、常压储罐安全环保运行及检测等内容,以进一步规范常压储罐VOCs治理和异味(恶臭)治理的安全风险防范工作。
为做好常压储罐VOCs治理安全环保工作,事业部对企业的现状进行了摸底(附件1),邀请安工院、洛阳院和北京院等设计单位,以及部分企业对储罐治理过程中存在的风险进行了模拟计算和分析(附件2)。总体上看,罐顶气VOCs治理和异味(恶臭)治理中,采用了罐顶油气直接连通方式的储罐数量较多,虽然解决了排放超标问题,但由于这种方式对设计、安装质量,以及安全附件等要求较高,如考虑不周或管理不到位,存在事故扩大的重大风险。为规范罐顶气相连通的安全管理,原国家安监总局下发了《关于进一步加强化学品罐区安全管理的通知》(安监总管三[2014]68号),提出储罐连通要经过安全论证后方可投用。
中石油集团公司安全监管部下发了《石油化工企业储运罐区罐顶油气连通安全技术要求(试行)》,对连通设计等提出了详细要求。事业部根据企业调研的情况,经和设计单位、研究单位研究后认为,有必要对储罐VOCs治理的基本原则进行界定,并针对这些原则,结合企业前期治理过程中暴露出的问题,在源头治理、储罐本质安全、精细管理等方面补充完善了相关内容,以更加安全环保的推进储罐VOCs治理工作。企业在治理过程中涉及本意见中提及的内容,按照本意见执行;未涉及的内容,按照《石油化工企业储运罐区罐顶油气连通安全技术要求(试行)》等相关规范和要求执行。
1.1常压储罐VOCs治理、异味(恶臭)治理等环保治理应满足国家和地方、行业相关环保规范标准要求。
1.2设计规范要求采用内浮顶结构的常压储罐,应首先通过“内浮顶 密封”改造、维修的方式达到VOCs治理要求。确需对罐顶气集中收集处理的,应按照相关设计规范、《石油化工企业储运罐区罐顶油气连通安全技术要求(试行)》和本补充要求执行。
2.1加强储罐设备完整性管理,严格按照规范做好储罐设计(选型、内浮顶和密封、安全附件等)、采购和安装质量管理,强化运行维护,从储罐源头减排、控制VOCs排放。
解释:常压储罐的选型和内浮顶安装质量等,是降低油品损耗的主要措施。因此,储罐VOCs治理,不管是否采用密闭收集处理的方式,均需做好储罐选型设计、确保内浮顶安装质量等,从源头控制油品损耗,降低VOCs排放。
2.2工艺装置之间尽量采用原料直供方式,减少中间原料储罐数量及操作频次。严控储罐上游工艺装置出装置物料的温度、蒸气压等指标,确保储罐运行不超温、不超压,从工艺源头减排、控制VOCs排放。
1.储罐 VOCs治理。国家和行业规范、集团公司相关规定等明确要求储罐,如储存Ⅰ、Ⅱ级毒性的甲B、乙A类含苯液体储罐,加工高(含)硫原油的直馏石脑油储罐、焦化汽油、轻污油等储罐,苯乙烯等易自聚、氧化的特殊性质的物料储罐,其罐顶气应集中收集处理。没有明确要求的储罐,如储存柴油、航煤组分的成品、半成品储罐,优先采用“内浮顶 密封”方式满足排放要求(附件3)。
2.异味(恶臭)治理。酸性水储罐、含油污水储罐等属于VOCs治理范围内组分的储罐,参照VOCs治理原则执行。单纯治理异味(恶臭)的储罐,如高温沥青、高温蜡重(渣)油等固定顶储罐,应在满足相关条款(运行维护1.1.3条)的基础上,根据罐顶气相分析结果,采用相应的处置工艺。
解释:近年来市场上出现了较多新型浮盘和密封形式,现行的行业规范和标准仍没有相应的内容,因此本意见对全接液式内浮盘等新型浮盘和密封,只是请设计单位提出原则性要求,以和国家、行业规范要求保持一致,详细设计要求待新规范出台后按照新规范执行。
2. 为了规范内浮顶的结构和性能要求,企业采购时应编制相关技术文件,对内浮顶设计条件、载荷工况、材料、结构、性能、制造、安装、试验、检验及验收等方面要进行明确规定。供货商的报价技术文件中,应提供零部件一览表(包括名称、数量、材料、尺寸厚度规格等信息)。供货商在交货时还应提供计算书(浮力计算、各部件强度刚度稳定性计算、密封压紧力计算)等。
3.1.2不锈钢内浮盘不宜用于氯离子含量超过25×10-6kg/L(25ppm)的油品环境。
解释:目前,内浮顶储罐的设计标准只有组装式内浮顶的设计标准,对全接液式内浮顶没有相关的设计标准。因此请SEI、LPEC和北海炼化等根据应用经验,对部分重要参数进行了规定,以供企业在改造过程中参考执行。
3.2.5装配式内浮顶的设计浮力不应小于其自重的2倍 密封装置与罐壁的摩擦力。其中全接液内浮顶的设计浮力不小于自重的 2.5 倍 浮顶上升时产生的摩擦力。当采用高效全补偿弹性密封装置时,应在边缘密封气相空间和内浮顶上方气相空间之间设置气相压力平衡设施,控制二者之间的压差低于设定值;如果采用密闭式内浮顶储罐(即带氮封不设置通气孔)时,内浮顶结构设计时应考虑罐内浮顶上部气相空间压力对内浮顶厚度方向的挤压作用。
解释:如果高效全补偿密封装置的气密性非常好时,全补偿密封滑动弹力板下侧液面以上的气相空间压力与浮顶上部的气相空间的压力始终存在较大的压差,这个压差值接近于(弹力板下侧液面以上的气相空间存在一定的微正压,这个微正压是在液面上升至浮顶下表面时开始建立起来的)内浮顶储罐的气相空间压力,如果按照储罐气相空间压力2000Pa考虑,为了平衡压差,内浮顶的浸没深度需要增加200mm(按水的密度计算,如果按照汽油密度计算,浸没深度需要增加285mm)的浸液深度。这个浸没深度已经大大超过了内浮顶的高度,即液面超过了内浮顶上表面,其结果是造成内浮顶的沉顶事故。因此,这个压差必须消除掉才能保证内浮顶安全运行。
4.1 装配式内浮顶边缘构件与储罐内壁的环形空间应设置密封装置。密封装置应符合GB31570要求,至少能补偿±100mm的环形间隙尺寸偏差,具有良好的密封性能。
4.3全补偿弹性密封装置的一次密封,当采用滑动弹力板式密封时,滑动弹力板厚度应为0.5~1.0mm,材料一般为S30110,并为全硬化(H)状态,符合GB/T3280要求。内浮顶正常漂浮状态下,滑动弹力板应插入液面100mm以上。滑动弹力板与浮顶之间应有可靠的电气连接,当没有可靠的电气连接时,应采用截面积不小于10mm2的软铜电缆线进行连接,沿内壁间距不宜大于3m。
全补偿弹性密封隔膜选用高分子耐苯耐油材料(聚四氟乙烯乳液涂覆玻璃纤维布),耐温-30℃~ 250℃,耐酸碱及有机溶剂,厚度不小于0.25mm,拉伸断裂强力、断裂伸长和撕裂强力不低于JC/T171.2中规定的Ⅰ类要求,且整个密封圈只允许搭接一次。
解释:采用全补偿弹性密封装置的钢板不宜太厚,弹性钢板一般为S301不锈钢,板太厚弹力过大,一是增大了摩擦力,二是容易损伤罐壁和弹性板本身,欧盟标准《EEMNA159》一般要求厚度为0.5~1.0mm。
4.4全补偿弹性密封装置安装完成后应进行气密测试,水运时可向边缘密封空间内充压300Pa,保压30分钟,压力下降不高于15%。
操作方法可参照以下方式:浮盘整体安装完成后,通水试运行时进行气密性检测(内浮顶试水试验刚完全起浮时约2.1米左右),对一级密封进行气密性检测。可利用自动泄压阀位置加装进气口、测试口法兰,或者采用在边缘板开孔等方式,安装好进气及测试设施,使用充气设施(打气筒或其他方式)向一次密封空间内充入空气,同时观察压力表示数,当显示为300Pa(或30mm水柱),关闭进气阀持续观察30分钟,其压力值下降不高于15%。
浮盘和密封安装后应按照GB50128、GB50074、SH/T3007的规定检验外,还应增加VOCs检测要求,并编制详细验收方案。
6.1.1未实施密闭收集改造的储罐,新安装的内浮盘,静止状态VOCs检测值不超过800mg/m3,收油状态不超过1000mg/m3。运行第二个周期不超过2000mg/m3。(设备专业)
解释:本条款根据北京和天津等地区VOCs检测数值,补充了浮盘安装后油气检测的要求,以检验浮盘和密封制造和安装质量。运行周期按照储罐全面清罐检查时间界定,一般情况下,3-4年为一个周期。
6.3.2 检测应安排在储罐收料过程中,分别在浮盘处于低位(高于浮盘落地高度)、中部、高位(小于安全高度)时,在每个位置取样检测不少于3次、取平均值。
储罐密闭收集改造应严格遵照GB50341等规范要求执行。涉及专业性较强的核算时,应请原设计单位或有相应能力的设计单位核算后方可实施。
1.1 密闭改造的储罐,设计压力不宜超过原储罐的设计压力。当需要提高设计压力时,应重新校核罐壁、罐顶和罐底的强度。
1.1.1 储罐改造应以储罐罐体不被提离为原则确定储罐的设计压力,具体可参照GB50341附录A等内容,根据储罐现场实测数据对罐内的举升力重新核算。
1.1.2 实施密闭改造后,储罐内压产生的举升力不能满足设计要求时,储罐应进行加固处理。锚栓和锚固附件的相关设计要求参照GB50341附录A执行。
1.1.3 能否采用设置锚栓的加固方式以及锚固力的大小等,企业应视现场条件和储罐基础结构,与设计土建专业共同确定。
1.2.2 罐顶确需增加载荷时,应对罐顶和罐壁的强度和稳定性进行校核,并根据校核结果采取适当的加固措施。
1.2.3 当罐顶设置油气回收增设呼吸阀、阻火器和切断阀门等附属设施并需要罐顶支撑时,应尽量将这些附件分散布置,其支撑点尽量靠近罐壁设置。
1.3.1 除特殊要求外,常压储罐顶板与罐壁包边角钢仅在外侧连续角焊,焊脚尺寸不应大于5mm,内侧不得焊接。
1.4 储罐密闭收集改造,通气管(孔)或通气窗等改造应参照GB50341、《炼油轻质油储罐安全运行指导意见》等相关规范和要求执行。
1.5 内浮顶储罐改造,应根据储罐罐体厚度实际检测结果测算,严禁用原设计值代替实际检测数值。
2.1.1不同油气收集系统共用油气回收(处理)装置时,应避免系统之间的相互影响。储罐收集不应与污水提升及污水处理设施、工艺装置储罐及设备、酸性水罐等共用油气收集系统。
2.1.2储罐油气收集连接方式优先采用非直接连通方式(包括单罐单控、单呼阀方案),逐步取消气相平衡管直接连通方式;采用直接连通共用切断阀方案时,连通储罐应为同罐组内储罐,连通储罐的数量应符合下列规定:
2.1.3罐顶油气回收系统宜单独收集处理,经安全评估并按照重大变更履行相关程序,落实技术、操作、应急等措施。
1)油气回收系统进独立的RTO、RCO等油气回收处理设施时,按照《石油化工企业储运罐区罐顶油气连通安全技术要求(试行)》执行。
2)排出的油气或处理后的尾气,进入全厂可燃性气体排放系统的,或由工艺加热炉和工艺生产装置处理的,还应经原设计单位或具备相应设计能力的设计单位审核后方可实施,并同时满足GB50160、SH3009等相关规范要求。
1)储罐的油气支管道应从罐顶沿罐壁敷设至储罐底部,与罐区的油气总管连。
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