苯罐区及苯装车设计

１ 前言
苯， 分子式 Ｃ６Ｈ６， 无色透明液体 ， 有 强 烈 芳 香 味 ， 极易挥发， 不溶于水， 溶于醇、醚、丙酮等多数有机溶 剂。液苯比重为 ０．８７５（ 水＝１） ， 苯蒸气比重为 ２．７７（ 空 气＝１） ， 熔点 ５．５℃， 沸点 ８０．１℃， 冰点 ６℃， 闪点－ １１℃。
苯火灾危险特性： 苯蒸气与空气形成爆炸性混合 物， 遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强 烈反应。其蒸气比空气重， 能在较低处扩散到相当远 的地方， 遇火源引着回燃。若遇高热， 容器内压增大， 有开裂和爆炸的危险。流速过快， 容易产生和积聚静 电。火灾危险性分类甲 Ｂ 类。
（ １） 苯常温下就极易挥发， 且苯蒸气有剧毒， 在 苯罐的罐顶设呼吸阀， 主要用于常压液体储罐内的挥 发性液体蒸汽消耗， 并用来保护储罐免受超压或真空 破坏， 还有助于减少苯气体向外散发。呼吸阀的上游 和通气管上应设阻火器；
（ ２） 苯罐设消防用喷淋冷却水系统， 苯罐及苯介 质管道应设防静电接地；
新 疆 石 油 科 苯技罐区及苯装车设计２００８ 年第 １ 期（ 第 １８ 卷）
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苯罐区及苯装车设计
管永峰① 新疆时代石油工程有限公司， ８３４０００ 新疆克拉玛依
陈敏
新疆油田公司采油工艺研究院
摘 要 介绍了苯罐区、装车的工艺设计、设备布置、仪表控制、特殊要求防护等。 主题词 苯 苯罐区 特性 设计 措施
３．２ 气封装置
３．２．１ 基本要求 在石油化工、化工等行业， 许多工艺过程设备中
都存在易燃易爆气体， 一旦由于某种原因与空气混合
发生猛烈爆炸， 使设备受到严重破坏， 为了防止可燃 气体爆炸， 通常采用以下 ３ 种措施。
（ １） 设备中通入惰性气体以隔绝氧气或降低氧 化剂浓度， 严格禁止火源， 安装抑制高压静电产生或 阻止火焰传播速度的装置， 以抑制可燃气体燃烧；
苯储运采用密闭的生产系统， 使有毒物料在生产 进程中始终处于密闭的管道设备中。按《石油化工企 业 可 燃 气 体 和 有 毒 气 体 检 测 报 警 设 计 规 范 》ＳＨ３０６３－ １９９９ 的要求， 在 可 能 泄 漏 、聚 集 苯 的 地 方 ， 设 置 有 毒 气体浓度监测报警器。具体预防措施如下：
（ ３） 苯 罐 应 做 保 温 、电 伴 热 ， 电 伴 热 维 持 温 度 应 略高于苯的熔点， 维持温度在 ８～１０℃较为合适，电伴 热的主要作用是防止苯在较冷环境温度下的凝结，维 持温度略高于苯的熔点既可节约能源，又可减少苯蒸 气的挥发；
（ ４） 苯罐顶部设置氮封系统， 浮顶采用铝制浮筒 式内浮顶结构， 浮盘与罐壁的密封采用氟橡胶袋状密 封；
鉴于苯的特殊物化性质， 苯从重整汽油中提取后 面临输送、储存、装车以及设计中应考虑和注意的问题介绍如下。
２ 基本要求
２．１ 工艺设计
２．１．１ 储罐 储罐适用于气体和液体的原料、中间产品和成品
的储存。按储存介质可分为气体储罐、液化气储罐和 液体储罐。苯罐宜设计为内浮顶储罐， 根据装置规模 确定苯储罐数量， 且应不少于 ２ 座， 鉴于苯介质的特 殊 性 （ 剧 毒 ， 极 易 挥 发 ， 熔 点 ５．５℃， 冰 点 ６℃， 闪 点 － １１℃） ， 苯罐的设计应有一些特殊要求：
２．４ 仪表控制
罐区及装车控制采用 ＰＬＣ 控制系统， 所有控制 及检测在 ＰＬＣ 系统上进行显示、控制及报警。
（ １） 苯既是可燃介质， 又是有毒介质， 在报警设 置上只考虑有毒气体报警设施；
（ ２） 苯罐设压力表， 温度计， 高低液位报警； （ ３） 泵出口线上设现场压力表， 泵房出口总线上 设远传压力显示， 设紧急事故切断阀； （ ４） 装车液相控制阀选用两段式控制阀， 装车气 相控制阀选用电动球阀； （ ５） 起始装车时， 同时打开装车鹤位气相和液相 管线上的切断式球阀和二段式控制阀。装车液位上升 至鹤管下液位开关时， 关小先导式控制阀的开度， 控 制装车流量由一段大流量进入二段小流量； 装车液位 上升至鹤管上液位开关时， 同时关闭切断式球阀和二 段式控制阀， 装车结束。苯气相通过气相管进入回收 装置回收； （ ６） 上 苯 罐 盘 梯 处 、泵 房 口 、装 车 栈 桥 扶 梯 口 设 置人体静电消除器。
临泵输送、装车出厂的问题， 对于苯的泵输送， 必须做 到安全密闭， 设计方面应注意以下几点问题。
（ １） 装车泵选用密闭离心泵， 其流量及扬程根据 具体情况考虑， 装车泵的数量要做到一用一备；
（ ２） 为避免离心泵被抽空和装车出现异常情况 时， 装车泵进出口设连通副线；
（ ３） 装 车 泵 及 进 出 口 线 设 放 空 、氮 气 吹 扫 ， 苯 是 剧毒物质， 苯装车泵放空物及氮气吹扫物设单独压力 卧罐密闭回收；
３．３ 防毒
苯是无色透明极易挥发的液体。有强烈芳香气 味。苯蒸气比空气重。不溶于水， 溶于乙醇、乙醚、丙酮 等有机溶剂。燃烧时发生光亮而带烟的火焰。蒸气与 空气形成爆炸性混合物。苯属于Ⅰ级（ 极度危害） 有毒 物质， 已经被世界卫生组织确定为致癌物质。可引发 癌症、血液病和白血病等。人如果短时间内吸入高浓 度苯， 会出现兴奋或酒醉感， 头痛、头晕、恶心、呕吐、 步态不稳， 严重者可昏迷、抽搐， 甚至因呼吸循环衰竭 而死亡。
（ １） 储运预防措施： 储存于阴凉、通风仓间内。远 离火种、热源。仓间温度不宜超过 ３０℃。防止阳光直 射。保持容器密封。与氧化剂分开存放。储存间内的 照明、通风等设施采用防爆型。开关在仓外。配备相应 的消防器材。禁止使用产生火花的机械设备和工具。
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灌装时注意流速（不超过 ３ｍ／ｓ）， 且有接地装置， 防止静 电积累。搬运时要轻装轻卸， 防止包装和容器损坏。夏 季应早晚运输， 防止日光爆晒。运输应按规定路线行 驶；
３ 特殊要求
３．１ 放空处理
苯极易挥发， 其气相比空气重， 有剧毒可致癌， 其 尾气应采取无害化的吸收处理再排放。苯不溶于水， 溶于醇、醚、丙酮等多数有机溶剂。对于装车中产生的 气象苯及罐区和装车泵放空产生的含苯废弃物可采 用有机溶剂溶解吸收的方法处理， 但考虑其经济性， 有条件的可上苯回收装置， 即可解决环境污染问题， 又能得到一定的经济效益。
（ ２） 考虑到介质爆炸的危险性， 在设计时提高设 备的设计压力， 保证设备的强度；
（ ３） 在设备上设置超压泄放装置， 通过泄放装置 来降低介质爆炸超压。 ３．２．２ 设计
苯具有易燃、闪点－ １１℃的特点， 设计上采用气封 及超压保护措施。
（ １） 苯储罐顶部设置氮封系统， 这样可以使储罐 内维持一定的压力（ 正压） ， 防止储罐内物料与外界气 体接触；
（ ４） 装车泵设溶剂油冲洗系统， 其设置可与苯罐 的冲洗统一考虑；
（ ５） 苯装车泵房地面应用防渗防腐材料铺砌， 泵 房内设置紧急冲洗装置、洗眼器。
以上苯装车泵特殊设计可参见图 ２。
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２．１．３ 苯装车鹤管 装车泵通过密闭输送将苯送入苯装车鹤管装车，
苯的装车流程必须做到密闭， 在可能发生泄漏（ 液相、 气相） 的方面设计中要有安全防范措施， 严格执行《石 油 化 工 企 业 职 业 安 全 卫 生 设 计 规 范 》（ ＳＨ３０４７ － １９９３） 、《石油化工企业环境保护设计规范》（ ＳＨ３０２４－ ９５） 的相关规定。
（ ４） 装车鹤管物料入口设置过滤器， 并设手动切 断阀（ 最好是蝶阀） ， 装车区与泵房之间苯管线设紧急 事故切断阀（ 自动） ；
（ ５） 苯装车气相严禁直接排入大气， 必须进回收 装置处理达标后方可排放。我国对可排放的苯的浓度 限值为 ０．４０ｍｇ／ｍ３（ ＧＢ１６２９７－ ７９９６） ， 国外的标准要 高 些；
（ １） 鉴于苯的毒性（ 极度危害） ， 整个苯装车系统 必须密闭， 装车鹤管采用密闭式装车鹤管；
（ ２） 密闭式装车鹤管应选用有实际经验并在实 际中长期运行有效的密闭装车鹤管， 装车鹤管自动化 控制程度要高， 要最大限度地减少装车人员的操作工 序；
（ ３） 对 于 不 同 罐 车 高 度 、装 车 口 径 、装 车 过 程 的 装车口径位移量， 装车鹤管要能满足在这些不同变量 情况下的密闭；
（ ６） 苯气相进回收装置前应置阻火器。
２．２ 设备布置
苯 极 易 挥 发 ， 闪 点 － １１℃， 爆 炸 极 限 （ Ｖ％ ） ： １．２～ ８．０， 属甲类火灾危险性介质。苯职业性接触毒物分类 为Ⅰ级（ 极度危害） ， 对于苯罐、装车泵房、装车栈桥的 布置可参阅 《石油化工企业设计防火规范》（ １９９９ 年 版） 设计， 现对苯储运设施的一些特殊情况作以下介 绍。
苯毒性危险特性： 高浓度苯对中枢神经系统的麻 醉作用， 引起急性中毒； 长期接触高浓度苯对造血系 统的损害， 引起慢性中毒。对皮肤、粘膜有刺激、致敏 作用。可引起白血病。职业性接触毒物分类： Ⅰ级（ 极 度危害） 。
在石油石化领域中， 苯主要存在于重整汽油中， 随着世界范围环保要求的日益严格和与国际接轨的 需要， 各大城市对汽柴油产品质量要求越来越高， 汽 柴油产品质量将面临新一轮升级， 达到欧Ⅲ标准， 提 高汽柴油产品质量， 与国际接轨是目前各炼油企业的 当务之急。为了实现资源的合理利用， 解决汽油质量 问题， 建设苯抽提装置， 将重整汽油中的苯抽提出来， 解决汽油中苯含量超标问题。同时， 苯是重要的基本 化工原料， 市场前景较好， 且能以高于汽油的价格出 售， 因此苯抽提后还会给企业带来一定的附加效益。 另外， 重整生成油在抽出苯及抽余油后， 其辛烷值将 有所提高， 使调和高辛烷值汽油方案具有更大的灵活 性。
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③ 高密度聚乙烯膜（ ＨＤＥＰ 防渗膜） 两层； ④ 细沙 ５０ｍｍ 厚， 原土夯实。
２．３ 管道及阀门
在苯管道及阀门的选用中， 应着重考虑苯剧毒和 高溶点的特性， 做到有的放矢。
（ １） 苯管道选用碳钢， 阀门选用高密封性阀门； （ ２） 所有苯管线管道及阀门压力等级要高于实 际操作压力 １～２ 个等级， 且不应低于 ４．０ＭＰａ； （ ３） 考虑苯的高溶点性， 苯管线管道及阀门应做 保温伴热处理， 伴热方式不可采用蒸汽伴热， 最好采 用电伴热， 电伴热维持温度 ８～１０℃。
（ ５） 苯罐设紧急泄放口， 遇到紧急情况或事故情 况造成苯罐超压， 紧急泄放口可自行打开；
（ ６） 苯罐排污出口设自动切水器， 切水器出口介 质未经处理不得直接排入下水系统， 若无单独的含苯 废水回收系统， 经切水器出口介质应密闭回收；
（ ７） 苯罐设溶剂油冲洗系统， 需要清罐时， 残留
①作者简介： 助理工程师， ２００２－ ０７ 毕业于中国石油大学（ 华东） 油气储运专业
（ １） 苯罐区周围设置事故存液池， 设有事故存液 池的罐组周围设导液沟， 使溢流液体能顺利地流出罐 组并自流入存液池内；
（ ２） 事故存液池距罐组不应小于 ３０ｍ， 事故存液 池和导液沟距明火地点不应小于 ３０ｍ；
（ ３） 事故存液池设计安全排水措施； （ ４） 苯储罐周围及泵房内采用防渗防腐的材料 铺砌， 要做到完全防渗则投资巨大， 不符合我国现有 国情， 对于防火堤及泵房地面防渗的处理自下而上可 采取以下处理： ① Ｃ２５ 砼 １００ｍｍ 厚， 分格缝间距 ６ｍ， 缝内按 １： ３ 比例混合砂浆添实勾缝， 并定期维护； ② 黄粘土 ２００ｍｍ 厚夯实；
（ ２） 当储罐内的物料被泵抽出或由于外界温度 降低， 使储罐内气体冷凝或收缩时， 该系统可以自动 补入氮气， 防止外界气体进入；
（ ３） 当向储罐内送料或由于外界温度升高使罐 内压力高于气封氮气压力时， 可以通过泄压阀自动排 放；
（ ４） 当出现紧急情况时（ 泄压阀被堵或排放不及 时） ， 罐顶设置的紧急泄放口可自动打开， 排放气体降 低压力保护储罐。
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苯罐底部的苯可经大量溶剂油溶解后安全回收， 此举 的作用是在保护操作人员健康安全的同时也保护了 环境。溶剂油冲洗系统需要另设置溶剂油冲洗罐和溶 剂油循环泵， 其设置可与苯装车泵的冲洗（ 下面介绍） 统一考虑。
以上苯罐特殊设计可参见图 １。
２．１．２ 苯装车泵及泵房 苯作为一种重要的化工原料， 安全储存后必将面