杨 涛，汤玉敏

(中海油石化工程有限公司，山东 青岛 266101)

随着国家对环保要求的提高，很多石油化工企业尤其在新建石油化工装置时均对设计单位提出了"气不上天，油不落地"的设计要求。为此，在设计时为了收集石油化工企业生产以及开停工过程中产生的轻重污油、含油污水等而设置了污油密闭排放系统。本文主要介绍了污油密闭排放系统的组成，详细阐述了地下污油罐和地下污油罐罐池的设计要点。

1 密闭排放系统组成

密闭排放系统流程设计详见图1。系统主要包括地下污油罐、罐池及污油泵。

自装置内各密闭排放点来的污油在自身重力作用下进入地下污油罐。地下污油罐顶部和火炬分液罐顶部设置有平衡管线1，用于保证地下罐和火炬分液罐压力平衡，火炬分液罐内的凝液可自流到地下污油罐中。地下污油罐中的污油则通过与污油泵相连的管线2泵送至装置外。此外，地下污油罐还设置了氮气补入管线3，用于给罐充压以避免污油泵将地下污油罐抽空。

图1 污油密闭排放系统

由于正常生产时产生的污油量并不多，污油泵为间歇操作，地下污油罐设置了液位控制和报警系统，当地下污油罐中的液位上升到一定高度达到设定值时污油泵自动启动，液位低于设定值时关闭污油泵。另外，为防止地下污油罐超压，在罐顶部设置了安全阀，安全阀放空线与火炬分液罐入口管线相连。

2 地下污油罐的设计要点

由于地下污油罐布置在地下，有其自身的特殊性，在设计时与普通缓冲罐存在较大区别，其设计要点详见如下介绍。

2.1 地下污油罐尺寸的确定

地下污油罐的作用是收集装置密闭排放而来的污油，主要还是起缓冲作用。因此，设计时依据流进罐内液体的流量和停留时间来确定罐体尺寸的大小[1-2]。在确定罐体尺寸时需要避免设计得过大而造成开停工过程时污油泵频繁启动和关闭，同时也需避免选择的尺寸过小而造成满罐。通过对地下污油罐的工作状态进行分析可知，在装置正常运行时，装置内需要密闭排放到罐内的污油量较少，主要考虑采样器、管道低点、调节阀前后、泵体等位置的排凝所产生的污油以及火炬分液罐内冷凝的液体即可；而在开停工时产生的污油以及开工线或停工线中没有收集和处理掉的不合格油均需密闭排放至地下污油罐中，分析对比上述两种工况，显然开停工时污油量大，此过程产生的污油量根据开工或停工过程中需要排放的开工油量即可确定。确定了液体体积并选择合适的装料系数和停留时间即可计算出地下污油罐的体积。然后可参考HG/T 20570.8-95中规定：长径比L/D=2～4,选择合适的长径比，一般推荐值为2.5。确定体积和长径比后可计算得到罐体的长度和直径。

2.2 地下污油罐的管嘴设计

地下污油罐由于安装在地面以下，不方便维修操作，并且罐体开口处有泄露也不易被发现，因此，建议罐体上尽量少设置管嘴，以尽可能的减少由于混凝土或者地底其它杂质对焊缝腐蚀而引起泄露，同时将管嘴集中放置也方便安装专业配管设计[3-4]。针对以上特点和要求，在设计时可以采取以下原则：①地下污油罐入口管嘴不采用法兰连接形式，而选择对焊形式将管子直接和管嘴相连；②在地下污油罐罐体上设置两个较大的人孔，将罐体上的管嘴集中设置在两个人孔盖上，其中把需要伸进罐内接近罐体底部的管嘴集中布置在其中一个人孔盖板上，不需要深入罐体内部的则布置在另一个人孔盖上，保证检修时至少能打开一个人孔盖使人员进入罐体内部进行检修和维护。同时，为了防止混凝土对人孔盖螺栓和盖板上接管焊缝的腐蚀，建议人孔伸出长度高出混凝土地面150～200mm左右。此外，为了防止雨水在人孔伸出地面位置聚集而引起腐蚀，要求地下污油罐顶部的混凝土从人孔伸出位置向四周设置1%的坡度。下图2给出了某工程项目地下污油罐的管嘴设计实例以供读者参考。

1.进料管嘴;2～6.其它管嘴;7.出料管嘴;8～9.设备入孔

图2 某项目地下污油罐管嘴设计图

3 地下罐池的设计

地下污油罐因埋在地下冻土层以下，发生泄露不易发现。为避免地下污油罐发生泄漏污染土壤和地下水建议为地下污油罐设计罐池。地下罐池主要是起到防渗作用，地下污油罐则采用罐池充砂方式埋设在罐池内。地下罐池在设计时可以参考GB50156-2012《汽车加油站加气站设计与施工规范》相关内容[5]，读者在设计时可以参考以下几条原则：①地下罐池的大小应保证地下污油罐埋设后罐顶在冻土层以下；②地下罐池顶应高于池内罐顶标高，建议高于地面200mm，为便于安装建议罐池墙面与罐壁之间的净距不小于800mm；③罐池内空间宜用中性沙回填；④罐池一角应设检漏立管。检漏立管在设置时应满足以下要求：①立管直径宜为100mm，壁厚不应小于4mm，立管材质应根据污油罐内的介质特点选择合适的材料；②检漏立管的下端应在罐池的最低处，建议比罐池底部低200mm，罐池底部宜采取1%的坡度坡向检漏立管；③检漏立管在罐顶以下为过滤管段，允许罐池内部任何层面的渗漏液体(污油或水)进入立管，并应阻止泥沙侵入；④检漏立管周围填充10～30mm的砾石；⑤检漏立管上端检测口应高出地面且设有防止雨水、油污等杂物掉入的设施。⑥地下污油总管与地下罐进口焊接时须穿过罐池，罐池应预埋防水套管，防护套管型号规格可以参考中国建筑标准设计院出版的防水套管图集[6]。在设计罐池时应仔细核对各尺寸的准确性，否则易造成施工过程中管道和管嘴存在偏差，给施工带来不必要的麻烦。

下图3为某项目地下罐池的设计实例以供读者参考。

1.进料嘴;2～6.其它管嘴;7.出料管嘴;8～9.设备人孔;10.检漏立管;11.防水套管

图3 某项目地下罐池设计图

4 配管设计要点

地下污油罐在装置正常生产时主要用来收集整个装置密闭排放的有毒可燃易爆介质，因此建议地下污油罐顺地势布置在装置的低处，且宜布置在火炬分液罐附近，便于分液罐里分出的液体能自流到地下污油罐。

地下污油罐管道安装设计时可以参考以下几条原则：(1)地下污油罐进口管道建议不小于3‰的坡度坡向罐，且为了减少法兰泄露取消法兰而采用对焊形式连接；(2)出口管道一般设置自吸泵将罐内污油输送出装置，为提高自吸泵的真空度和吸程，出口管道布置建议减少弯头阀门等管件，并尽量靠近自吸泵为宜。地下污油罐其它管道的配管比较常规，符合相关配管规范要求即可，在此就不一一赘述了。

5 结语

污油密闭排放系统主要收集装置开停工以及正常生产过程中排放的易燃易爆有毒的轻污油或者含油介质，该系统对装置能否环保达标以及能否安全平稳的运行起着至关重要的作用。本文对密闭排放系统的组成及其关键设备地下污油罐及其罐池设计要点作了详细阐述，为读者在设计污油密闭排放系统或废酸废碱等化学试剂地下密排系统时提供参考。

[1] 化工部工艺系统设计技术中心站.HG/T 20570-1995,工艺系统工程设计技术规定[S].北京：化工部工程建设标准编制中心，1995.

[2] 石油工业部规划设计总院.容器和液液混合器的工艺设计[M].北京：石化工业出版社，1979.

[3] 陕陈宇.关于埋地式储罐的设计[J].技术研究，2015(2):101-102.

[4] 王立平.卧式埋地油罐设计[J].油气田地面工程，2007(6):40-41.

[5] 住房城乡建设部.GB 50156-2012,汽车加油站加气站设计与施工规范[S].北京:中国计划出版社，2012.

[6] 北京市市政工程设计研究总院.02S404,防水套管[S].北京：中国计划出版社，2002.

[7] 张德姜.石油化工装置工艺管道安装设计手册[M].5版.中国计划出版社，2014.

[8] 中国石油化工集团公司配管设计技术中心站.SH3012-2011,石油化工金属管道布置设计规范[S].北京：中国石化出版社，2011.