新型高效一体式阻火呼吸阀及紧急泄压阀在炼化企业储罐区VOCs治理中的应用！

时间：2022-05-24

1.2022年3月23日至25日，中国石化工程研究会将在四川成都举行2022(*二届)中国石化仓储储运罐区产业技术大会。2.2022年5月，中国化工年5月16-182022年(*三届)中国石化设备检修技术大会于2022年在宁波举行。3.中国化工学会定于2022年4月20～22号在江苏南京召开“2022 年（*二届）中国石油化工企业电气技术高峰论坛”。4.2022年5月，中国化工学会定于 24-26 2022年(*六届)国际烯烃及聚烯烃大会于2022年在宁波举行。**级石化（ID：superpc91 ）

**级石化的主要内容：传统的分体式阻火呼吸阀和紧急压力泄漏阀结构不合理，本质不安全，泄漏量大，不能满足日益严格的安全环保要求。介绍了一种结构合理、基本安全、密封性能高的新型高效综合阻火呼吸阀和紧急压力泄漏阀，能够满足国际国内较严格的环保标准。新型高效集成阻火呼吸阀和应急压力泄漏阀在储罐区域的实际应用取得了良好的效果，可以大大降低储罐区域VOCs排放，同时节省大量氮气密封。

关键词:储罐区新型高效一体化阻燃呼吸阀紧急排压阀挥发性**排放标准

阻火呼吸阀是储罐中重要的安全环保设备，不仅可以防止储罐因**压和**真空而损坏，还可以有效防止油气爆炸或燃烧，保护储罐安全，在储罐中关闭大量油气，减少储罐VOCs排放。紧急泄压阀是防止储罐在紧急事故状态下，比如罐内外发生火灾、氮封阀失效，大量气体涌入罐内时，避免产生的急剧升压破坏储罐。传统分体式阻火呼吸阀和紧急泄压阀存在本质不安全，密封差，泄漏量大，储罐氮气耗损高等问题，已经不能满足国家较新的安全和环保要求。文章分析了在用阻火呼吸阀和紧急泄压阀现状，介绍了新型高效一体式阻火呼吸阀及紧急泄压阀技术在某炼化企业储罐区的应用效果。

VOCs它是挥发性**化合物的总称，包括烷烃、芳香烃、烯烃、卤烃、脂肪、醛和酮，共有300多种。研究发现：VOCs是导致PM2.5雾霾形成的主要原因。长期接触VOCs气体会导致一系列呼吸道疾病，导致白血病、肝肾衰竭，增加癌症发病率，对环境和人体造成严重危害。

自2013年以来，国家生态环境部出台了一系列政策法规，以确保VOCs治理过程包括大气污染防治行动计划(大气十条)、《京津冀及周边地区大气污染防治行动计划实施细则》等。十三五计划将VOCs加快整体控制指标纳入重点领域和行业VOCs治理过程，推进VOCs截至2016年12月底，北京、天津、上海、河北、辽宁、江西等10多个省市相继出台VOCs排污费征收标准。

**液体储罐区是VOCs《石油炼油工业污染物排放控制标准》（GB31570—2015）针对罐区VOCs排放标准提出了具体要求。作为储罐通风的重要安全设备，阻火呼吸阀和紧急泄压阀对其泄漏控制尤为重要。

1储罐区阻火呼吸阀和应急泄压阀技术现状

1.1现有分体式阻火呼吸阀和紧急泄压阀的结构及缺点

1.1.1现有分体式阻火呼吸阀结构不合理，不能保证本质安全

储罐区分体式阻火呼吸阀的安全隐患如下：

1）未进行爆燃、耐燃、耐火性和流量试验[1]，不符合《石化企业储罐区罐**油气连接安全技术要求（试行）》的安全要求。设备基本上是不安全的。

2）结构为分体式，即阻火器与呼吸阀串联使用。阻火器位于罐**法兰口（罐侧），呼吸阀安装在阻火器出口（大气侧）。阻火器长期接触储罐内的材料蒸汽，容易腐蚀（含硫蒸汽材料）或堵塞（含苯蒸汽等易结晶材料）。一旦阻火器堵塞，呼吸阀的通风量就会下降，储罐很容易因过压或真空而损坏。

3）阻火器安装在呼吸阀下方。阻火器的压降（背压）会导致呼吸阀频繁跳，无法完全打开和返回座椅，这不仅会威胁储罐的通风，而且一旦阀门打开，可能无法完全返回座椅，导致VOCs大量气体排放。

4）阻火器位于罐**法兰口（罐侧），无法在线检测阻火器是否堵塞。必须吊装，费时费力。5）由于阻火器与呼吸阀串联使用，重量过大，增加了罐**承载风险。

1.1.2紧急泄压阀结构不合理，不能保证本质安全

储罐区使用紧急泄压阀的问题如下：

1）无整体流量[1]，不符合《石化企业储罐区罐**油气连接安全技术要求（试行）》的要求。

2）阀座由碳钢制成，表面粗糙，腐蚀严重。

3）采用PTFE(聚四氟乙烯)平板作为密封材料，表面粗糙，长期使用容易变形。

4）无标准法兰，法兰表面薄，安装时易变形，泄漏严重。

5）没有措施防止阀盖飞脱。

6）无阀盖自动回座措施。

1.1.3现有分体式阻火呼吸阀和紧急泄压阀密封性差，泄漏量大

****压平板阀盘用于现有呼吸阀和紧急泄压阀，灵敏度差，定压低，起跳慢，回座慢，VOCs挥发性排放量大。阀座和阀盘是保证呼吸阀和应急压力阀密封的重要组成部分。现有的呼吸阀和应急压力阀主要是铸碳钢阀体，阀座和阀体为整体铸碳钢，阀座密封面不研磨，表面粗糙，长期使用容易生锈腐蚀；阀盘采用PTFE(聚四氟乙烯)平板作为密封材料，PTFE长期使用后变形严重。由于上述原因，大多数呼吸阀和紧急泄压阀没有保压，泄漏严重。现场呼吸阀和紧急泄压阀LDAR大部分检测结果>3000mg/L，个别石脑油罐甚**达10000mg/L，[2]严重**过国家和地方环境标准。

1.2呼吸阀和紧急泄压阀泄漏量标准

目前，国内呼吸阀和紧急泄压阀的密封性见表1。

2新型高效一体式阻火呼吸阀和紧急泄压阀技术原理及应用

2.1新型高效一体式阻火呼吸阀技术原理

新型高效一体化阻火呼吸阀见图1。其阻火元件与呼吸阀共用阀体。阻火器位于呼吸阀外（大气侧），结构紧凑。与分体式阻火呼吸阀相比，重量减轻了一半，可以大大降低罐**的承载能力。企业常用呼吸阀的尺寸DN200例如，传统分体式阻火呼吸阀的总重量约为190kg，新型一体式阻火呼吸阀的重量仅为105kg这对旧储罐改造中的罐**强度非常有利。

新型高效集成阻火呼吸阀座采用316不锈钢，压力端阀盘采用金属表面密封，研磨后密封面达到镜面清洁度；核心部件采用不锈钢，耐化学腐蚀性好，阀门使用寿命长；阀座和阀盘密封面精密研磨，表面光滑，泄漏量较低。真空端阀盘FEP软密封形式，在较低压力设定下（典型设定真空-0.295KPaG）也能达到良好的密封性能，见图2。

2.2新型高效应急泄压阀技术原理

2.3使用新型高效一体式阻燃呼吸阀和紧急泄压阀

3新型高效一体式阻燃呼吸阀

3.1符合VOCs排放标准要求

由表2可见，LDAR现场的较高试验值19.7mg/L，新型综合阻火呼吸阀数据稳定，远低于现行国际和国家标准对泄漏标准的限制，符合《石油炼油工业污染物排放控制标准》（GB31570—2015）针对罐区VOCs排放标准要求密封效果好。

3.2节约氮气消耗

安装高效集成阻火呼吸阀和紧急泄压阀后，氮气消耗显著降低，见表3。投入使用3个月后，每月平均氮气消耗681267Nm3；投资前6个月，氮气月均消耗723662Nm3；投入使用后，前氮的月平均消耗减少5.86%；氮气价格1.17元/Nm3，月均节约费用：（723662~681267）1.17=49601元，经济效益显著。

4结语

1）新型高效集成阻火呼吸阀进行了整体阻火和流量和认证，满足了《石化企业储罐区罐**油气连接安全技术要求（试行）》的安全要求。

2）采用10%**压技术，满足石化储运罐区的要求VOCs《治理工程油气连接工艺实施方案及安全措施指导意见》(中石化炼发函127号)，要求。

3）新型高效集成阻燃呼吸阀和应急压力阀的泄漏量远低于现行国际和国家标准，符合《石油炼油工业污染物排放控制标准》（GB31570—2015）对污染物排放限值的要求。

4）沧炼储罐区投入使用后，新型高效一体化阻火呼吸阀和入使用后，现场密封效果良好，完全满足较新国家和地方环保要求。

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