《石油化工企业储运罐区罐顶油气连通安全技术要求试行》.docx
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《石油化工企业储运罐区罐顶油气连通安全技术要求试行》
石油化工企业储运罐区罐顶油气连通
安全技术要求（试行）
1适用范围
1.1本规定所称石油化工储运罐区是指石油化工企业的液体物料储运系统储罐区，包括石油化工原料罐区、中间原料罐区、成品罐区和辅助物料罐区。
1.2本规定适用于石油化工储运罐区储存可燃液体物料的常压储罐罐顶油气连通与VOCs收集系统，不适用于低压罐、压力罐及低温常压储罐（低温存储的液态烃、液氨等）的罐顶油气连通。
1.3本规定适用边界为罐区储罐至VOCs处理设施入口前的VOCs收集及输送系统，不包括VOCs处理设施本身。
1.4油田、站场及销售企业常压罐区的罐顶油气连通可根据实际情况参照执行本规定。
2术语和定义
2.1挥发性有机物（volatileorganiccompounds，简称VOCs）
指参与大气光化学反应的有机化合物，或者根据规定的方法测量或核算确定的有机化合物。
2.2直接连通
将多个储存相同或性质相近物料储罐的气相空间通过管道连通，且每个储罐VOCs气相支线无排气控制设施（如压控阀、单呼阀等），从而使连通的储罐气相空间通过连通管道构成一个整体。
在收发油过程中，VOCs可直接从压力高的储罐向压力低的储罐流动，实现压力平衡。
2.3气相平衡管方案
在一个罐区内将存储同一种油品多个储罐的气相空间用管道连通，使一个储罐收料时排出的气体为同时付料的另一个储罐所容纳，从而降低呼吸损耗（见附录B）。
气相平衡管连接的储罐为直接连通。
2.4直接连通共用切断阀方案
多个储罐气相通过连通管道连通，实现气相平衡功能，并在罐组连通收集总管道上设置远程开关阀，通过监测储罐压力和（或）罐组收集总管的压力，控制连通罐组排气（见附录B）。
共用一个排气开关阀的几个连通储罐为直接连通。
2.5单罐单控方案
在每台储罐VOCs气相支线与管道爆轰型阻火器之间的管段上设置远程开关阀，通过监测储罐气相压力与开关阀前后的压力（压差）控制储罐排气，不同储罐的排气通过油气管道并入罐组收集总管（见附录B）。
单罐单控方案中连接的储罐不属于直接连通。
2.6单呼阀方案
在每台储罐VOCs气相支线与管道爆轰型阻火器之间的管段上设置单呼阀，控制储罐排气。
不同储罐的排气通过油气管道并入罐组收集总管（见附录B）。
单呼阀方案中连接的储罐不属于直接连通。
2.7最大试验安全间隙MESG
在标准试验条件下（0.1MPa，20℃），刚好使火焰不能通过的狭缝宽度（狭缝长为25mm）。
2.8极限氧浓度LOC
在规定的试验条件下，不会发生爆炸的可燃性物质、空气与惰性气体混合物的最高氧气浓度。
2.9爆燃型阻火器
能阻止爆燃传播的阻火器。
爆燃是以热传导和扩散方式、相对于前方介质以亚音速传播的燃烧。
2.10爆轰型阻火器
能阻止爆轰传播的阻火器。
爆轰是以激波压缩方式、相对于前方介质以超音速传播的燃烧。
2.11长时间耐烧型阻火器
能够承受连续燃烧时间大于或等于120分钟不发生回火的阻火器。
3基本原则
3.1石油化工储运罐区罐顶油气连通方案及相关设施除满足本规定的要求外，还应符合《石油化工企业设计防火规范》（GB50160）、《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/T3007）等国家相关标准规范及《石油化工储运罐区VOCs治理项目油气连通工艺实施方案及安全措施指导意见》（以下简称《指导意见》）等中石化相关管理规定的要求。
3.2罐区VOCs污染控制与治理应符合《石化行业挥发性有机物综合整治方案》（环发〔2014〕177号）、《石油炼制工业污染物排放标准》（GB31570）和《石油化学工业污染物排放标准》（GB31571）等相关法规及标准的规定。
3.3罐区VOCs的治理应优先采用压力罐、低温储存、高效密封的内浮顶罐、适当提高常压罐压力、储罐增加隔热等源头控制措施，减少储罐的VOCs排放量，以满足国家和地方的VOCs排放标准。
当无法满足时，采用罐顶油气连通集中处理实现达标排放。
3.4罐顶油气连通系统应按《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）要求进行安全论证。
3.5罐顶油气连通的安全风险防控重点应是防止重大群罐火灾。
罐顶油气连通安全风险控制准则见附录C。
3.6当气相连通罐组采用氮封（或其它气体密封）和VOCs抽气系统时，应确保在正常生产过程中储罐维持微正压。
3.7罐顶油气连通与VOCs收集系统应开展HAZOP分析，采用安全仪表系统的应开展SIL评估。
4罐顶油气连通和VOCs收集系统安全要求
4.1罐顶油气连通应根据物料性质、火灾危险性、储存温度、罐型、罐容及罐组布置等因素，选用气相平衡管、单罐单控、单呼阀或直接连通共用切断阀等方案。
4.2罐区储罐不应与下列设施共用废气收集系统：
4.2.1污水池、污水收集及处理系统；
4.2.2装置内的工艺容器及储罐；
4.2.3储存过程中需要主动与含氧（空气）气体接触的物料储罐；
4.2.4未设船岸界面安全装置的码头装卸系统；
4.2.5汽车、铁路装卸车系统；
4.2.6其它需要单独收集和输送废气的设施。
4.3氮封储罐与未设置氮封的储罐共用收集管道时，应在收集管道连通处采取可靠的在线氧分析、联锁补氮等措施。
4.4下列储罐应设置专用的气相连通与收集系统，并单独进入油气处理设施或进行预处理消除危险因素后，再与其它储罐VOCs收集系统相连：
4.4.1苯乙烯等易自聚介质储罐；
4.4.2操作温度大于90℃的高温物料储罐；
4.4.3气相空间高含硫化物的储罐；
4.4.4与其它气体易发生化学反应的物料储罐；
4.4.5其它需要设置专用气相连通及VOCs收集系统的储罐。
4.5对于发生火灾风险较高的罐区，且事故下无法手动实现气相切断时，下列储罐可设置事故下罐顶气相线远程隔断功能。
4.5.1储存极度和高度危害液体的储罐；
4.5.2储罐内部具有硫化亚铁自燃风险，且容量大于或等于1000m3的甲B和乙A类可燃液体储罐；
4.5.3其它气相线有切断要求的储罐。
4.6当多个储罐气相直接连通共用一个排气切断阀时，应为同一物料或性质相近的物料，并符合下列规定：
4.6.1对性质差别较大、火灾危险性类别不同、影响安全和产品质量的，储存不同种类的储罐气相不应直接连通；
4.6.2储存极度和高度危害液体的储罐不应与储存非同类物料储罐直接连通；
4.6.3不同罐组内的储罐气相不宜直接连通；
4.6.4不同罐型（拱顶罐、内浮顶、卧式等）的储罐气相不宜直接连通；
4.6.5成品储罐与其它储存非同类物料的储罐不应直接连通。
4.7储罐排气与抽气控制应满足以下要求：
4.7.1应通过控制阀或单呼阀控制储罐向收集总管排气。
当储罐气相压力或收集管道压力超过压力设定值时向收集总管排气。
4.7.2收集总管抽气设备的启停应由收集总管的压力控制。
4.7.3在收集总管或抽气设备前的缓冲罐上宜设压力低低联锁停抽气设备。
4.8当采用单呼阀方案时，应采取相关措施防止VOCs因聚合、结晶、腐蚀、冷凝堵塞等造成单呼阀失效。
4.9单呼阀的选用应符合下列要求:
4.9.1单呼阀的选型应根据储罐储存介质性质、正常操作压力、储罐大小呼吸损耗量、油气收集管路背压和建设地区气象条件等综合确定；
4.9.2呼出压力设定应根据储罐的设计压力、正常操作压力和呼吸阀的定压确定，且其全开启压力不能大于呼吸阀的回座压力，其回座压力不应低于氮封阀的关闭压力，以避免储罐附件的工作压力区间出现交集。
单呼阀的超压比值应控制在10%以内，启闭压差不应超过15%；
4.9.3单呼阀出厂前应进行水压试验、定压、密封性试验并提供试验报告和流量曲线；
4.9.4单呼阀的设计寿命不应低于20年（易损件除外），并应能保证3年以上的稳定运行。
4.10VOCs收集管道应采取防止凝液措施。
4.11对于排放气中含有较高浓度的硫化物时，要采取防止硫化亚铁自燃的措施。
所有与储罐连接的设备及密封措施应考虑抗硫腐蚀材质要求。
5氮封（或其它气体密封）系统安全要求
5.1除SH/T3007要求外，甲B、乙A类中间原料储罐、芳烃类储罐、轻污油储罐、酸性水罐、排放气中含有较高浓度油气和硫化物等需对排放气体进行收集治理的储罐应设置氮气密封或符合安全要求的其它气体密封。
5.2对于需要设置氮气密封系统的储罐，每台储罐应设置单独的氮封阀组，氮气接入口和引压口应位于罐顶。
氮封流程应符合《指导意见》的规定。
5.3储罐氮封量应考虑物料性质、储罐泵出量及外界气温变化导致储罐温降的影响。
5.3.1对于进入空气后存在发生聚合、氧化结晶、危险反应及火灾爆炸等风险的物料储罐，可根据工程实际进行计算确定，或参考《VentingAtmosphericandLow-pressureStorageTanks》（API2000-2014）规定（见附录D），并采取相应的工艺安全控制措施。
5.3.2对设置氮封（或其它气体密封）后气相空间为1区的储罐，应满足以下要求：
（1）甲B及乙A类可燃液体储罐、芳烃类储罐、轻污油储罐、酸性水罐等容积为1000m3以上的储罐宜在每台储罐或气相连通罐组VOCs收集管道上设置在线氧分析仪；
（2）呼吸阀阻火器应为长时间耐烧大气爆燃型阻火器，耐烧时间不低于2小时。
全天候阻火呼吸阀应选用进行了整体阻火测试的产品。
5.4氮封阀可选用自力式或先导式开关型调节阀，并应符合下列规定：
5.4.1根据阀前和阀后压力确定阀门的公称压力；
5.4.2阀门口径应根据阀门的流量-压力曲线和进罐最大氮气流量及压力确定；
5.4.3设定开启/关闭压力差不宜大于0.3kPa；
5.4.4阀体、阀杆和阀芯材料应为不锈钢;
5.4.5阀门应自带过滤器或在阀前设置过滤器以清除杂质。
5.5每个设置有氮封的罐组宜设置一套氮气计量系统。
6管道阻火技术要求
6.1各储罐罐顶气相支线上应设置管道爆轰型阻火器。
阻火器阻火元件和紧固件等内件材质应选用不锈钢；如果介质有腐蚀性或者阻火器使用在腐蚀性环境中，壳体材料也应选用不锈钢。
6.2气相连通系统可能出现爆炸性气体时，设在油气回收设施前的抽气设备应满足整体防爆要求，抽气设备自带的爆燃型阻火器应通过出口操作条件下的阻火性能测试。
当抽气设备未自带阻火器时，可在抽气设备进出口设置管道爆轰型阻火器或通过出口操作条件下阻火性能测试的管道爆燃型阻火器。
6.3当多个VOCs收集系统合用一套油气处理装备时，各VOCs收集系统在并入油气处理设施前应分别设置紧急切断阀。
6.4阻火器的选型应根据VOCs气体的性质（组成、MESG值）、操作条件（温度、压力、流速及允许压降）、潜在点火源、阻火器安装位置等综合确定。
对于实际MESG值未知的VOCs气体，可根据《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058推荐方法计算或根据混合气中最危险组分的MESG值选择阻火器。
阻火器的阻火等级如下表所示：
表1阻火器阻火等级划分
阻火等级
最大实验安全间隙（MESG）
mm
ⅡA1
≥1.14
ⅡA
＞0.90
ⅡB1
≥0.85
ⅡB2
≥0.75
ⅡB3
≥0.65
ⅡB
≥0.50
ⅡC
＜0.50
6.5当管道阻火器用于易聚合、结晶、腐蚀、冷凝堵塞等条件下时，宜在管道阻火器前后设置压力监测，阻火器宜选用阻火元件可拆卸和更换式，并采取防堵措施。
6.6对于储存火灾危险性为丙B物料的储罐，当在气相支管安装阻火器易发生堵塞时，在采取其它防止火焰传播措施、防止储罐气相空间形成爆炸性气体环境、事故紧急切断等有效措施，并经系统安全评估，风险可接受前提下，可不设阻火器。
6.7阻火器性能和质量必须可靠，应通过青岛安工院标准符合性实验测试认证。
标准符合性实验测试认证应按照现行的《Flamearresters—Performancerequirements，testmethodsandlimitsforuse》ISO16852国际标准规定的要求对阻火器性能进行实验测试，测试报告中应标明阻火器型号及规格、测试条件（温度、压力、实验介质及浓度）、流量压降曲线、阻火性能测试内容及结果等。
管道爆轰型阻火器应进行爆轰测试和爆燃测试。
对于ⅡA、ⅡB1、ⅡB1、ⅡB2、ⅡB3类管道爆轰型阻火器测试火焰速度一般不应低于1600m/s，对于ⅡB、ⅡC类管道爆轰型阻火器测试火焰速度不低于1900m/s。
6.8新安装阻火器应报青岛安工院进行登记建档，以便定期进行全面检测和跟踪管理。
6.9储罐到抽气设备之间的管道阻火器在设计工况下的压降不应大于0.3kPa。
供应商应出具压降-流量曲线或图表。
6.10管道阻火器的安装
6.10.1阻火器前后设置切断阀，方便安全切出检修；
6.10.2储罐气相支线上的管道阻火器应尽量靠近罐顶气相出口，当空间或者罐顶承重所限时，可安装在地面处；
6.10.3管道稳态爆轰型阻火器的安装应避开非稳态爆轰位置，可通过实验评估确定安装位置，当未进行评估时，分支管线上的管道爆轰型阻火器可参考附录E确定合适的安装位置，并满足阻火器制造商的相关要求。
6.11管道爆轰型阻火器和潜在点火源之间的管道、管件在管道内部发生火灾爆炸时不应发生破坏。
VOCs收集管道内部气体爆炸载荷应根据气体的组分、操作压力、管道、管件、管网结构、点火源等因素进行安全分析综合评估确定。
当未进行评估时，可按下列规定进行设计，并应在设计文件中说明：
6.11.1管道和管件的公称压力应不低于1.6MPa；
6.11.2大于DN200的管道，弯头曲率半径与管道直径之比不小于1.5。
当气相连通管网内可能出现爆炸性气体时，分支处不宜安装T型三通，可参考附录E设置分支管线；
6.11.3管道中的截面缩小位置应设计在爆轰型阻火器之前距离至少相当于管道直径120倍的位置；
6.11.4管道爆燃型阻火器和潜在火源之间的距离（Lu）与管径（D）的比值应满足以下要求：
（1）适用于爆炸组级别为IIA1、IIA、IIB1、IIB2和IIB3的阻火器，Lu/D≤50；
（2）适用于爆炸组级别为IIB和IIC的阻火器，Lu/D≤30；
（3）除满足a款和b款外，还应满足制造商和实验测试认证证书中的安装要求。
7进入VOCs处理设施前的安全要求
7.1进入油气回收设施前的管线上应设置紧急切断阀及阻火器。
7.2气相连通罐组收集的VOCs直接送往加热炉、焚烧炉等明火设备进行处理时，应采取以下安全措施：
7.2.1VOCs的氧含量应满足后续处理设备的安全要求，且不高于VOCs极限氧浓度的60%；
7.2.2进入燃烧设备的气体流速应满足后续处理设备的安全要求，并设置补氮等措施防止低速下回火。
7.2.3在进入燃烧设备前的VOCs管道上应设置带温度检测的管道爆燃型阻火器。
当检测到进入燃烧设备内的气体流速（或压力）不满足安全燃烧要求或阻火器非保护侧温度超过130℃时，联锁开启氮气注入系统对阻火器吹扫，同时切断VOCs进料。
管道爆燃型阻火器安装位置距离燃烧设备的距离应满足6.11.4的要求。
7.2.4当VOCs送往蓄热氧化（RTO）、蓄热式催化氧化（RCO）等需控制入口总烃浓度的VOCs处理设施时，应设置在线总烃分析仪，并设置总烃含量高高联锁切断。
应综合考虑总烃分析仪的实际检测时间、切断阀关闭时间等参数，合理确定安装位置，确保充足的过程安全时间，防止浓度超限气体进入VOCs处理设施。
7.3当VOCs送往低压瓦斯时，应满足以下安全要求：
7.3.1气体热值和氧含量应满足《石油化工可燃性气体排放系统设计规范》SH3009的要求；
7.3.2VOCs收集管道上应设氧含量分析仪，并设置氧含量高高联锁切断。
氧含量分析仪和切断阀的安装位置应能防止氧含量超标的VOCs进入低压瓦斯系统；
7.3.3应采取防火炬气倒流入罐区的措施，并应设置相应的检测和自动切断设施。
8储罐强度与呼吸设备的安全要求
8.1改造的储罐应进行储罐罐体强度及结构适应性的校核。
8.2采用氮气密封系统的储罐应设事故泄压设备，并符合《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH／T3007）的要求。
8.3罐顶油气连通后，需对呼吸阀、事故泄压设备等安全附件的规格和定压进行校核。
8.4储罐呼吸阀需满足下列要求：
8.4.1呼吸阀选型时应明确设定压力、超压值、通气量、泄漏量等关键指标的要求。
呼吸阀应进行实际流量测试，并提供经实际测试的流量图。
8.4.2对于带有阻火器的呼吸阀，应整体进行爆燃和耐烧阻火性能及流量测试，阻火性能测试标准符合上述6.7要求。
8.4.3呼吸阀、紧急泄放设备的设定压力应根据其超压值和储罐的实际承压能力合理确定。
8.4.4当储罐所述地区历年最冷月份平均温度的平均值低于或等于0℃，呼吸阀及阻火器应有防冻功能或采取防冻措施。
在环境温度下物料有结晶可能时，应采取防结晶措施。
对于储存物料易造成呼吸阀阻火器堵塞的储罐，可采用阻火盘设置在大气侧的呼吸阀、自力式防冻防结晶等特殊结构的呼吸阀或采取其它防堵措施。
9安全运行
9.1连通罐组中轻质油储罐的安全运行应同时满足《中国石油化工股份有限公司炼油轻质油储罐安全运行指导意见（试行）》（石化股份炼调（2010）14号）的相关要求。
9.2储罐氮封设施和气相切断阀应按相关规定进行检查维护，确保氮封设施和切断阀完好投用。
9.3连通系统中单罐需检修时，要采取可靠的隔离措施，防止串气；单罐检修后切入回收系统前，要进行氮气置换，防止形成爆炸性气体。
9.4管道阻火器应建档并定期检查维护，检查分为日常检查、异常检查和全面检测。
9.4.1日常检查包括：
外观检查、判断是否堵塞等。
9.4.2异常检查主要是指疑似过火或实际过火后对阻火器进行检查。
当用于检测阻火器回火的温度仪表或防止回火的流量仪表报警或联锁时，立即切断VOCs气相并对阻火器氮气吹扫。
查明原因，并对阻火器有效性进行评估或更换。
9.4.3全面检测内容包括：
阻火缝隙检测、阻火芯件和壳体侧壁间隙检测、阻火元件清洗、更换垫片、气密性测试、腐蚀检查等。
全面检查的周期应根据实际操作情况（介质特性、工艺条件等）和储罐检修周期进行确定。
在每个储罐检修周期内应至少开展一次全面检测。
附录A相关规定及标准
GB31570-2015石油炼制工业污染物排放标准
GB31571-2015石油化学工业污染物排放标准
GB50160-2008石油化工企业设计防火规范
GB50341-2014立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范
GB50058-2014爆炸危险环境电力装置设计规范
GB/T13347-2010石油气体管道阻火器
SH/T3007-2014石油化工储运系统罐区设计规范
SH3009-2013石油化工可燃性气体排放系统设计规范
中国石化炼发函〔2016〕127号《石油化工储运罐区VOCs治理项目油气连通工艺实施方案及安全措施指导意见》
中国石化安〔2016〕625号《中国石化生产安全风险管理规定（试行）》
石化股份炼调（2010）14号《中国石油化工股份有限公司炼油轻质油储罐安全运行指导意见（试行）》
环发〔2014〕177号《石化行业挥发性有机物综合整治方案》
安监总管三〔2014〕68号《关于进一步加强化学品罐区安全管理的通知》
NFPA67-2013Guideonexplosionprotectionforgaseousmixturesinpipesystems
NFPA68-2013StandardonExplosionProtectionbyDeflagrationVenting
NFPA69-2014Standardonexplosionpreventionsystems
API2000-2014Ventatmosphericandlowpressurestoragetanks
ISO28300-2008Petroleum，petrochemicalnaturalgasindustries—Ventingofatmosphericandlowpressurestoragetanks
ISO16852-2016Flamearresters-Performance，equirementstestmethodsandlimitsforuse
TRbF20GermanCommissionforFlammableLiquids
CEN/TR16793Guidefortheselection，applicationanduseofflamearresters
附录B术语图示说明
以下图示仅用于说明术语，未详述工艺仪表流程控制。
图B-1气相平衡管示意图（连通的储罐为直接连通）
图B-2直接连通共用切断阀方案（共用切断阀的一组储罐属于直接连通）
图B-3单罐单控示意图（连通储罐不属于直接连通）
图B-4单呼阀方案示意图（连通储罐不属于直接连通）
附录C罐顶油气连通风险标准
表C.1罐顶油气连通不同风险等级下的发生频率（次/年）标准
事故等级
较大重大风险
一般风险
低风险
D
≤10-3
10-3~10-5
≤10-5
E
≤10-4
10-3~10-5
≤10-6
F
≤10-5
10-5~10-6
≤10-7
G
≤10-6
10-6~10-7
≤10-7
表C.2事故后果等级分类表
D
较大的安全事故，导致人员死亡或重伤：
1）界区内1~2人死亡；3~9人重伤；
2）界区外1-2人重伤。
发生局部区域的火灾爆炸和单罐火灾。
直接经济损失200万元以上，1000万元以下；3套以上装置停车。
1、引起地方政府相关监管部门采取强制性措施。
2、引起国内或国际媒体的短期负面报道。
E
严重的安全事故：
1）界区内3人及以上，10人以下死亡；10人及以上，50人以下重伤；
2）界区外1-2人死亡，3-9人重伤。
发生失控的火灾爆炸和群罐火灾。
事故直接经济损失1000万元以上，5000万以下。
1、引起国内或国际媒体长期负面关注。
2、造成省级范围内的不利社会影响；对省级公共设施的日常运行造成严重干扰。
3、引起了省级政府相关部门采取强制性措施。
4、导致失去当地市场的生产、经营和销售许可证。
F
非常重大的安全事故，将导致工厂界区内或界区外多人伤亡：
1）界区内10人及以上，30人以下死亡；50人及以上，100人以下重伤；
2）界区外3-9人死亡；10人及以上，50人以下重伤。
发生失控的火灾爆炸和群罐火灾。
事故直接经济损失5000万元以上，1亿元以下。
1、引起了国家相关部门采取强制性措施。
2、在全国范围内造成严重的社会影响。
3、引起国内国际媒体重点跟踪报道或系列报道。
G
特别重大的灾难性安全事故，将导致工厂界区内或界区外大量人员伤亡：
1）界区内30人及以上死亡；100人及以上重伤；
2）界区外10人及以上死亡，50人及以上重伤。
发生失控的火灾爆炸和群罐火灾。
事故直接经济损失1亿以上。
1、引起国家领导人关注，或国务院、相关部委领导作出批示。
2、导致吊销国际国内主要市场的生产、销售或经营许可证。
3、引起国际国内主要市场上公众或投资人的强烈愤慨或谴责。
附录
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