一、前言

炼厂中间产品罐区，催化粗汽油罐收油时因憋压，翘底而损坏罐体、管线，是中间罐区的常见事故之一。1998年6月26日，中南某石化总厂烯烃厂ARGG装置首次投料试车，当日15时，粗汽油罐（T311-05）收稳定塔来粗汽油（不合格稳定汽油），收油流程如图1所示。18时，当班人员巡检至T311-05时，突然听到“嘭”的一声，T311-05的检尺口盖板被气浪冲开，检尺口发出“咝、咝”的气流声，罐体憋压、翘底，罐体摇晃。当班人员迅速报告调度，要求吸收稳定装置减少粗汽油的送出量，同时打通轻污油罐（T311-03）、粗汽油罐（T311-06）2罐的收粗汽油流程。因发现处理及时，约10min后，T311-05憋压现象消失，经外观检查，罐体基本完好无损。但北向罐底周边脱离地基约15mm，南向罐壁因连接进出口管线，罐底周边与地基仅有松动现象。

图1催化粗汽油罐收油流程示意图

二、基本情况

1、油罐基本情况

制造日期：1998年3月

规格和结构特征：V=500m＜sup＞3＜/sup＞，拱顶

计算容积：V656m＜sup＞3＜/sup＞，?8200mm（内径），H=12436mm（罐壁高）

2、罐体材料规格

罐底板 Q235-AF 钢板δ=6

罐壁板 Q235-AF 5×1380×6500

罐顶板 Q235-AF 钢板δ=5

包边角钢 Q235-AF ＜63×63×6

3、技术要求

（1） 本油罐按GBJ128-90《立式园筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》建造与验收。

（2） 罐顶试验压力，正压2.16kPa，负压1.47kPa。

此粗汽油罐为立式拱顶常压油罐，罐顶安装DN80液压安全阀1个，DN80全天候机

械呼吸阀1个。液压安全阀、机械呼吸阀前均装有1个DN80波纹型阻火器。罐顶周边上还有1个DN150油孔和1个DN500人孔。

三、原因分析

1、进罐粗汽油流量大且含大量液态烃

中南某石化总厂烯烃厂ARGG装置稳定塔（T1304）塔底重沸器采用分馏塔（T1201）一中回流油作热源，正常操作时，塔底温度控制在150~160℃，塔顶压力为0.9~1.0MPa。催化喷油初期，一中回流油温度、流量控制不稳定，一中回流泵常常抽空，致使稳定塔底温度、液位难以控制平稳，稳定塔在装置开工与正常生产时的工艺参数对比见表1。当稳定塔底温度在130℃下即开始往粗汽油罐送油时，进罐粗汽油中会含有大量液态烃。为尽快升高塔底温度，操作上常加大塔底油抽出量，比正常流量大1.5倍左右。这样大流量、高蒸气压的粗汽油进罐，液态烃挥发，产生压力，是油罐憋压、翘底的主要原因。

表1稳定塔部分工艺参数对比

2、油罐呼出气量超过常压罐呼吸阀呼出气量

此拱顶粗汔油罐的设计建造，未考虑到催化装置开停工时，油罐接收的粗汽油中会含有大量的高蒸气压的液态烃。液态烃的挥发使油罐呼出气量超过常压罐呼吸阀的呼出气量。现国内呼吸阀对控制压力下，呼吸阀呼吸气量的计算，主要依据下列气体流量估算公式：

Q＜sub＞ya＜/sub＞=Q＜sub＞ej＜/sub＞+1.2V△＜sub＞tε＜/sub＞/273＜sub＞τ＜/sub＞ （3-1）

Q＜sub＞z＜/sub＞=Q＜sub＞ef＜/sub＞+1.2 V△＜sub＞tε＜/sub＞/273＜sub＞τ＜/sub＞ （3-2）

式中：Q＜sub＞ya＜/sub＞——呼出气体量，m＜sup＞3＜/sup＞/h；

　　 Q＜sub＞z＜/sub＞——呼入气体量，m＜sup＞3＜/sup＞/h；

　　 Q＜sub＞ej＜/sub＞——油罐收油时油品的最大流量，m＜sup＞3＜/sup＞/h；

　　 Q＜sub＞ef＜/sub＞——油罐发油时油品的最大流量，m＜sup＞3＜/sup＞/h；

　　 V——气体空间的体积，m＜sup＞3＜/sup＞；

△＜sub＞t＜/sub＞——气体空间的昼夜温差；

τ——无收油作业时，一天之内呼吸阀的呼（吸）时间，h；

ε——修正系数，考虑到由于罐内油气浓度变化使呼吸气体体积增加的系数，煤油罐ε取1.2~1.5，汽油罐或稳定汽油罐ε2~3

开工初期，在上述非正常工艺条件下，粗汽油罐之ε值将远远大于3。油罐的呼出气体量Q＜sub＞ya＜/sub＞将远远大于设计条件下的呼出气体量。因而导致T311-05罐体憋压

3、油罐承压强度不够

圆筒形钢制企罐的承压强度，按照《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》，罐壁底部不被抬起的最大允许内压，可按下式计算：

P＜sub＞max＜/sub＞=12.5Q/D＜sub＞2＜/sub＞

式中：P＜sub＞max＜/sub＞——罐壁底部不被抬起的最大允许内压，Pa；

Q——罐壁、罐顶以及它们支撑的构件（包括顶板）质量，kg；

D——储罐内直径，m。

罐体材料越厚，质量越大，罐体承压能力越大。对上述粗汽油罐，罐壁底部不被抬起的最大允许内压P＜sub＞max＜/sub＞一定。在上述非正常工艺条件下，粗汽油中挥发出的液化气量远远大于罐顶呼吸阀、液压安全阀的通气能力，油罐内的压力远远大于P＜sub＞max＜/sub＞，从而导致罐体憋压。而罐底板，包边角钢的应力已超过其最大抗拉强度，致使包边角钢、底板变形，油罐翘底。

四、防止措施

防止罐体憋压、翘底可从两个方面采取措施，一是对工艺操作和生产管理进行改进；二是对粗汽油罐罐体进行部分改造。

1、改进工艺操作和生产管理防止罐体憋压措施

（1）催化装置开工初期，加强稳定塔的操作调整，力争做到将稳定塔底温度升至150℃以上，才往中间罐组送粗汽油，并控制粗汽油流量不要过大。这是避免粗汽油罐发生憋压的最主要的措施。

（2）粗汽油罐收油时，罐区岗位提高警惕，对粗汽油罐作重点监护，安排专人在现场巡视检查，严禁无关人员和车辆进入罐区。发现憋压征兆，立即报告并采取措施。

（3）操作上，粗汽油罐收油时，改单罐收油为二罐、三罐同时收油，增加气、液相空间，以减少单罐进油量和罐内液化气的挥发量。

（4）定期对罐顶呼吸阀、液压安全闪、阻火器等进行解体检查，清除锈迹、蚊虫等杂物，确保油罐呼吸畅通，保证油罐安全附件完好。

2、对粗汽油罐罐体进行部分改造

（1）考虑到罐顶所装DN80呼吸阀通气量不够，可在罐顶上再增装机械呼吸阀（下带波纹型阻火器），以增加单位时间内油罐的呼吸量。

（2）油罐储存物料为催化粗汽油、凝缩油等，蒸气压较高，罐内压力产生的升力常常大于罐顶、罐壁及其构件的重力，为防止油罐翘底，可在罐底周边增设一定数量的锚栓。如图2所示。

图2储罐锚栓安装示意图

（3）催化粗汽油易挥发、蒸气压高。为提高油罐安全性，按照中国石化罐区标准化整改的要求，将拱顶的粗汽油罐改造为内浮顶油罐。在内浮顶油罐内，物料在浮顶的作用下，挥发量减少，且罐壁顶部开有通气孔，罐内气相空间直接与大气相连，油罐内一般不会憋压。

五、措施落实情况与结论

1、该厂ARGG装置在1998年6月以后的几次开工统筹和操作中，加强催化装置与罐区装置的联系，精心调整分馏、吸收稳定系统的操作，尽量做到将稳定塔底温度升至150℃以上，才往中间罐组送粗汽油，且控制粗汽油流量不要过大。实践证明，这是避免粗汽油罐收油时憋压、翘底的最有效手段。

2、罐区管理上，粗汽油罐收油时，改单罐收油为二罐、三罐同时收油。罐区操作员对其作重点监护，安排专人在现场巡视检查，以便及时发现憋压征兆，立即报告并采取措施

3、每年3月、9月对罐顶呼吸阀、液压安全阀、阻火器等进行1次解体检查，清除锈迹、蚊虫等杂物，保证油罐呼吸畅通，保证油罐安全附件完好。

4、考虑到罐顶所装DN80呼吸阀通气量不够，经向设计院咨询，后采纳设计部门的建议，1999年3月，在粗汽油罐罐顶增装了一个DN150机械呼吸阀（下带波纹型阻火器），对增加单位时间内油罐的呼吸量有一定效果。DN150机械呼吸阀的安装位置选在罐顶DN500人孔盖板上。这样，可在不清罐的情况下，将DN500人孔盖板拆离罐顶，至固定动火区开孔改造后，再搬到罐顶进行安装。

实践表明，在拱顶粗汽油罐未改造成内浮顶油罐前，上述防范措施落实到位，能有效防止粗汽油罐憋压，翘底现象的发生。

2003年4月，该厂对罐区装置检修、技改时，已将拱顶的粗汽油罐改造成内浮顶油罐。从设备硬件上彻底解决了粗汽油罐的憋压、翘底问题，油罐的本质安全得以提高。