RTO罐區(qū)氮封系統(tǒng)安全要求在進(jìn)行儲罐頂油氣收集治理（封閉、密連通等）時， 應(yīng)保證儲罐的本質(zhì)安全，這是儲罐VOCs減排一切工作的前提。根據(jù)工藝要求，蓄熱氧化反應(yīng)器設(shè)計規(guī)模(以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)計)15dam3/h，反應(yīng)器氧化室內(nèi)設(shè)計溫度為1000℃、反應(yīng)器外壁溫度小于50℃，設(shè)計壓力(表壓)為12kPa。蓄熱氧化反應(yīng)器為大連石油化工研究“Y”型三床結(jié)構(gòu)，呈*的三角形周向均布，氧化室設(shè)置在頂部中心處，與三個蓄熱床上部聯(lián)通;在每個床層下部設(shè)置有廢氣進(jìn)口、凈化氣出口和清洗氣進(jìn)口并分別與相應(yīng)的提升閥相連，清洗氣進(jìn)口處設(shè)置有氣體分布器，保證清洗過程*。 采用ANSYS軟件對蓄熱氧化反應(yīng)器(RTO)內(nèi)部流場進(jìn)行模擬，設(shè)計蓄熱氧化反應(yīng)器和內(nèi)構(gòu)件。如圖1分別對進(jìn)口蓄熱床層、出口蓄熱床層和清洗蓄熱床層進(jìn)行了流場模擬。從圖1可以看出，進(jìn)氣經(jīng)過下部整流板后，均勻進(jìn)入蓄熱床層，經(jīng)過氧化反應(yīng)后的凈化氣出氣均勻從蓄熱床流出，清洗氣通過分布器后可均勻分布，*，可有效地清洗蓄熱體中殘存的廢氣，避免下部殘留廢氣影響凈化氣的達(dá)標(biāo)排放。

蓄熱氧化裝置進(jìn)、出氣切換閥門是關(guān)鍵部件，因閥門切換頻次高，密封和耐腐蝕要求嚴(yán)格，為蓄熱氧化裝置易損部件和故障點，如果設(shè)計不好將影響裝置長周期穩(wěn)定運行。為保證裝置正常穩(wěn)定運行，設(shè)計開發(fā)了耐腐蝕氣動提升式閥門。提升閥由氣缸驅(qū)動，設(shè)置有緩沖防沖擊結(jié)構(gòu)，閥桿采用導(dǎo)輪結(jié)構(gòu)，閥座上設(shè)計有密封圈，實現(xiàn)了提升閥操作過程中的低噪音和良好的密封效果，保證了長周期穩(wěn)定運行。

氮氣保護(hù)系統(tǒng)包括氮氣源、氮氣管線、氮封裝置、罐內(nèi)壓力檢測等。儲罐氮封的作用主要是為了防止儲罐出現(xiàn)負(fù)壓而從呼吸閥吸入 空氣，以保持罐內(nèi)微正壓；氮封閥正常壓力設(shè)定值宜為 0.2kPa-0.5kPa，并應(yīng)避免與呼吸閥和單呼閥或控制閥等設(shè)定壓力交集，產(chǎn)生不必要的 氮氣損耗和浪費。當(dāng)罐內(nèi)氣體壓力低于氮封閥開啟壓力時，氮封閥打 開向罐內(nèi)補入氮氣；當(dāng)罐內(nèi)氣體壓力達(dá)到氮封閥關(guān)閉壓力時，氮封閥 關(guān)閉停止向罐內(nèi)補入氮氣。當(dāng)罐內(nèi)氣體壓力高于控制閥或呼閥定壓時，通過呼閥或揮發(fā)氣收集總管控制閥開啟向罐外排出氣體。呼吸閥外排壓力、緊急泄放閥 定壓根據(jù)儲罐設(shè)計壓力確定。對于設(shè)計壓力為-0.5kPa～2.0kPa 的儲 罐，宜采用以下控制方案:

1 RTO罐區(qū)氮封系統(tǒng)安全要求適用范圍
1.1 本規(guī)定所稱石油化工儲運罐區(qū)是指石油化工企業(yè)的液體物料儲運系統(tǒng)儲罐區(qū)，包括石油化工原料罐區(qū)、中間原料罐區(qū)、成品罐區(qū)和輔助物料罐區(qū)。
1.2 本規(guī)定適用于石油化工儲運罐區(qū)含有可燃液體物料的常壓儲罐罐頂油氣連通與 VOCs 收集系統(tǒng)，不適用于液態(tài)烴、液氨等低溫常壓罐區(qū)及低壓罐和壓力罐的罐頂油氣連通。
1.3 本規(guī)定適用邊界為罐區(qū)至VOCs 處理設(shè)施入口前的VOCs 收集及輸送系統(tǒng)，不包括 VOCs 處理設(shè)施。

2 RTO罐區(qū)氮封系統(tǒng)安全要求術(shù)語和定義
2.1 揮發(fā)性有機物（volatile organic compounds，簡稱 VOCs） 指參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機化合物，或者根據(jù)規(guī)定的方法測
量或核算確定的有機化合物。
2.2 直接連通
將多個儲存相同或性質(zhì)相近物料儲罐的氣相空間通過管道連通， 且每個儲罐 VOCs 氣相支線無排氣控制設(shè)施，從而使連通的儲罐氣相空間通過連通管道構(gòu)成一個整體。在收發(fā)油過程中，VOCs 可自發(fā)從壓力高的儲罐向壓力低的儲罐流動，實現(xiàn)壓力平衡。
2.3 氣相平衡管方案
在一個罐區(qū)內(nèi)將存儲同一種油品多個儲罐的氣相空間用管道連  通，使一個儲罐收料時排出的氣體為同時付料的另一個儲罐所容納， 從而降低呼吸損耗（見附錄 B）。氣相平衡管連接的儲罐為直接連通。
2.4 直接連通共用切斷閥方案
多個儲罐氣相通過連通管道連通，實現(xiàn)氣相平衡功能，并在罐組連通收集總管道上設(shè)置遠(yuǎn)程開關(guān)閥，通過監(jiān)測儲罐壓力和（或）罐組收集總管的壓力，控制連通罐組排氣（見附錄 B）。共用一個排氣開關(guān)閥的幾個連通儲罐為直接連通。
2.5 單罐單控
在每臺儲罐 VOCs 氣相支線與管道爆轟型阻火器之間的管段上設(shè)置遠(yuǎn)程開關(guān)閥，通過監(jiān)測儲罐氣相壓力與開關(guān)閥前后的壓力（壓差）控制儲罐排氣，不同儲罐的排氣通過油氣管道并入罐組收集總管（見附錄 B）。單罐單控方案中連接的儲罐不屬于直接連通。

2.6 單呼閥方案
在每臺儲罐 VOCs 氣相支線與管道爆轟型阻火器之間的管段上設(shè)置單呼閥，控制儲罐排氣。不同儲罐的排氣通過油氣管道并入罐組收集總管（見附錄 B）。單呼閥法案中連接的儲罐不屬于直接連通。
2.7 試驗安全間隙 MESG
在標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下（0.1MPa，20℃），剛好使火焰不能通過的狹縫寬度（狹縫長為 25mm）。
2.8 極限氧濃度 LOC
在規(guī)定的試驗條件下，不會發(fā)生爆炸的可燃性物質(zhì)、空氣與惰性氣體混合物的氧氣濃度。

3 RTO罐區(qū)氮封系統(tǒng)安全要求基本原則
3.1 石油化工儲運罐區(qū)罐頂油氣連通方案及相關(guān)設(shè)施應(yīng)符合《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50160）、《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》（SH/T 3007）等國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及《石油化工儲運罐區(qū)VOCs  治理項目油氣連通工藝實施方案及安全措施指導(dǎo)意見》（以下簡稱《指導(dǎo)意見》）等中石化相關(guān)管理規(guī)定的要求，同時滿足本規(guī)定 的要求。

3.2 揮發(fā)性有機液體儲罐污染控制與治理應(yīng)符合《石化行業(yè)揮發(fā)性有機物綜合整治方案》（環(huán)發(fā)〔2014〕177 號）、《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB31570）和《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB31571）等相關(guān)法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。應(yīng)優(yōu)先采用壓力罐、低溫 罐、高效密封的內(nèi)浮頂罐等源頭控制措施滿足國家和地方的 VOCs 排放標(biāo)準(zhǔn)，無法滿足時采用罐頂油氣連通集中處理方案。
3.3 罐頂油氣連通系統(tǒng)應(yīng)按《關(guān)于進(jìn)一步加強化學(xué)品罐區(qū)安全管理的通知》（安監(jiān)總管三〔2014〕68 號）要求進(jìn)行安全論證。
3.4 罐頂油氣連通的安全風(fēng)險防控重點應(yīng)是防止重大群罐火災(zāi)。 罐頂油氣連通安全風(fēng)險控制準(zhǔn)則見附錄 C。
3.5 氣相連通罐組采用氮封（或其它氣體密封）和 VOCs 抽氣系統(tǒng)時，應(yīng)確保在正常生產(chǎn)過程中儲罐維持正壓，防止形成爆炸性氣體環(huán)境。

3.6 罐頂油氣連通與VOCs 收集工藝應(yīng)開展 HAZOP 分析，并滿足后續(xù)處理設(shè)備的安全技術(shù)要求。
1）在每臺儲罐上應(yīng)設(shè)置氮封閥組和限流孔板旁路，正常情況下使用氮封閥組維持罐內(nèi)氣相空間壓力在 0.3kPa 左右，當(dāng)氣相空間壓力高于 0.5kPa 時，氮封閥關(guān)閉，停止氮氣供應(yīng)；當(dāng)氣相空間壓力低于 0.2kPa 時，氮封閥開啟，開始補充氮氣。當(dāng)?shù)忾y需要檢修或故 障時，使用限流孔板旁路給儲罐內(nèi)補充氮氣。

2）當(dāng)?shù)忾y事故失靈不能及時關(guān)閉，造成罐內(nèi)壓力超過 1.5kPa時，通過帶阻火器的呼吸閥外排；當(dāng)?shù)忾y事故失靈不能及時開啟時， 造成罐內(nèi)壓力降低至-0.3kPa 時，通過帶阻火器呼吸閥向罐內(nèi)補充空 氣，確保罐內(nèi)壓力不低于儲罐的設(shè)計壓力低限（-0.5kPa）。

3）為確保設(shè)置氮封儲罐事故工況下的安全排放，應(yīng)在儲罐上設(shè)置事故泄壓設(shè)備，緊急泄放閥定壓不應(yīng)高于儲罐的設(shè)計壓力上限（2.0kPa）。

4）在廠區(qū)收集總管上設(shè)置在線氧分析儀，判斷儲罐氮封系統(tǒng)的可靠性，并滿足后續(xù)油氣處理設(shè)施的安全性。

5 RTO罐區(qū)氮封系統(tǒng)安全要求氮封系統(tǒng)安全要求
5.1 除 SH/T3007 要求外，甲 B、乙 A 類中間原料儲罐、芳烴類儲罐、輕污油儲罐、酸性水罐、排放氣中含有較高濃度油氣和硫化物等需對排放氣體進(jìn)行收集治理的儲罐應(yīng)設(shè)置氮氣密封系統(tǒng)。
5.2 對于需要設(shè)置氮封系統(tǒng)的儲罐，每臺儲罐應(yīng)設(shè)置單獨的氮封閥組，氮氣接入口和引壓口應(yīng)位于罐頂。氮封流程應(yīng)符合《指導(dǎo)意見》的規(guī)定。

5.3 儲罐氮封量應(yīng)考慮儲罐出料及外界氣溫變化的影響，可參考《 Venting Atmospheric and Low-pressure Storage Tanks 》（API2000-2014）規(guī)定進(jìn)行設(shè)計，并采取相應(yīng)的工藝控制措施（見附錄 D）。當(dāng)采用附錄 D 中級別及其以下補氮速率的儲罐（儲罐氣相空間為 1 區(qū)），應(yīng)采取以下安全措施：
5.3.1 甲 B、乙 A 類可燃液體儲罐，芳烴類儲罐、輕污油儲罐、酸性水罐等容積為1000m3 以上的儲罐應(yīng)在每臺儲罐或氣相連通罐組VOCs 收集管道上設(shè)置在線氧分析儀；
5.3.2 呼吸閥阻火器應(yīng)為長時間耐燒大氣爆燃型阻火器，耐燒時間不低于 2 小時。全天候阻火呼吸閥應(yīng)選用進(jìn)行了整體阻火測試的產(chǎn)品。
5.4 氮封閥宜選用先導(dǎo)式或自立式開關(guān)型調(diào)節(jié)閥，并應(yīng)符合下列規(guī)定：
5.4.1 根據(jù)閥前和閥后壓力確定閥門的公稱壓力；
5.4.2 閥門口徑應(yīng)根據(jù)閥門的流量-壓力曲線和進(jìn)罐氮氣流量及壓力確定；
5.4.3 設(shè)定開啟/關(guān)閉壓力差不應(yīng)大于 0.3kPaG；
5.4.4 閥體、閥桿和閥芯材料應(yīng)為 316L 不銹鋼，膜片宜為聚四氟乙烯，閥蓋材料可為碳鋼;
5.4.5 閥門應(yīng)自帶過濾器以清除雜質(zhì)。
5.5 每個設(shè)置有氮封的罐組宜設(shè)置一套氮氣計量系統(tǒng)。

(3)安全措施
①對罐區(qū)儲罐增設(shè)氮封設(shè)施，保證各罐區(qū)氮封系統(tǒng)的合理設(shè)置及有效運行。
②相同油品儲罐之間設(shè)置有氣相聯(lián)通管道，每臺儲罐油氣出口均設(shè)置管道阻爆型阻火器，材質(zhì)選用不銹鋼。阻火器選用阻火性能良好的產(chǎn)品，須通過現(xiàn)行的ISO16852國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和GB/T13347規(guī)定的測試要求，并出具第三方試驗驗證文件且阻力降不應(yīng)大于0.3KPa。
③在儲罐油氣出口（引風(fēng)機入口遠(yuǎn)端）安裝氧氣在線檢測儀器，同時將氧氣在線檢測器與風(fēng)機出口管道控制閥門連鎖，當(dāng)氧含量達(dá)到高濃度值時報警，連鎖關(guān)閉引風(fēng)機，同時向系統(tǒng)補充氮氣，直至檢測指標(biāo)達(dá)到設(shè)定要求。氧含量監(jiān)測信號引入控制室，以便實時監(jiān)測。控制室設(shè)氧含量超標(biāo)報警儀。

RTO罐區(qū)氮封系統(tǒng)安全要求 結(jié)論

綜上所述，罐頂油氣收集去低壓瓦斯工藝可行，滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，項目改造實施后，正常情況下能夠?qū)崿F(xiàn)*，減少對環(huán)境的污染，滿足大氣污染物特別排放限值要求（非甲烷總烴去除效率≥97%）。故本次設(shè)計選用“罐頂氣收集去低壓瓦斯工藝技術(shù)方案”。