工业用异戊烷装卸及运输技术条件剖析

工业用异戊烷装卸及运输技术条件剖析

胡晓元

宁波中金石化有限公司   浙江  宁波  315000

摘要：危险化学品安全管理的各个环节日趋完善，液化烃类等带压（工作压力＞0.1MPa）充装介质需要严格执行《移动式压力容器安全技术监察规程》（TSGR0005-2011）有关“一罐一品”的规定需要严格落实，本文主要针对工业用异戊烷和工业用裂解碳五的充装和运输条件进行剖析和综述。

关键词：一罐一品；碳五； 戊烷；戊烷发泡剂；工业用裂解碳五；移动压力容器充装

1　引言

移动式压力容器是指由罐体或者大容积钢质无缝气瓶与走行装置或者框架采用永久性连接组成的运输装备，包括铁路罐车、汽车罐车、长管拖车、罐式集装箱和管束式集装箱等。鉴于碳五介质的综合理化特性，考虑其储存、充装、卸载和运输各环节的安全性，长期以来全国各地的生产和运输企业均采用移动压力容器来装运，但由于碳五介质的细分商品名称较多，故前期装载碳五介质的罐车绝大多数为设计装载介质名称为丁二烯的罐车，虽各项设计参数满足使用需求，但不符合《移动式压力容器安全技术监察规程》（TSGR0005-2011）有关“一罐一品”的规定；由于碳五介质序列中有部分组分的饱和蒸气压介于0.2MPa上下的临界范围，国家现有的各个规范中没有明确列出其适装容器的界定，目前全国各个移动压力容器生产企业在设计生产过程中就无法找到参考依据，导致适装碳五介质的罐车出现断层现象。

2　碳五（C5）介质的分类及标准

工业用碳五介质大致可分为烯烃类和烷烃类，其中烯烃类主要产自乙烯裂解加工过程，分子结构较为复杂，其商品名称普遍为工业用裂解碳五；烷烃类主要主要产自石油加工过程中加氢和重整装置，组分主要有正戊烷和异戊烷，根据正构烷烃和异构烷烃的组分占比进行分类，商品名称主要有工业用异戊烷和戊烷发泡剂。

现行的标准规范如下：

(1)HG-T-5613-2019工业用异戊烷标准

(2)GB／T 22053-2020 戊烷发泡剂

(3)SH∕T 1789-2015 工业用裂解碳五

表1：工业用裂解碳五技术指标

表2：工业用异戊烷技术指标

表3：戊烷发泡剂技术指标

3　理化特性及实验

3.1　经查正戊烷50℃饱和蒸气压159.77KPa（绝对压力）、异戊烷50℃饱和蒸气压204.71KPa（绝对压力），从单一介质蒸气压来看，正戊烷和异戊烷的蒸气压界于常压和带压充装的参照压力临界值上下，但工业用碳五介质均为混合碳五，主要由碳五烷烃、碳五烯烃，及少量的碳三、碳四烷烃组成，其中碳三与碳四烷烃总量应小于5%（质量分数），同时伴有少量硫、苯杂质，其硫、苯含量不大于1mg/kg，介质为无色液体，常温下液体密度为620～700kg/m3，50℃液体密度约为588～661kg/m3。爆炸极限范围1.5～9.7%（体积）。 因组分中碳五以下组分的饱和分压影响，故工业用碳五介质的50℃饱和蒸气压均大于0.1MPa（表压）。

3.2　为验证正常工作压力是否可以降低到0.1MPa以下，特针对戊烷发泡剂（工业用异戊烷）做如下降压试验：

(1)工业用异戊烷的储罐正常时储存条件：

1　球罐的气相补氮调节阀设定压力值：0.06MPa；极少补氮。

2　球罐的气相放空调节阀设定压力值：0.23MPa ；实际压力值：0.07~0.24MPa ；间歇式放空（温升、收料时）。

3　工业用异戊烷均存储与球形压力储罐内，储存条件氧含量控制在＜0.5%（工艺指标）。

(2)储罐降压试验期间参数设置：

1　球罐的气相补氮调节阀设定压力值：0.01MPa。

2　球罐的气相放空调节阀设定压力值：0.085MPa ；

(3)试验过程记录：

2021年6月某日13:10开始逐步调低戊烷球罐气相放空的调节阀设定值，放空阀开度100%持续12个小时罐压由0.207MPa 放到0.083MPa ，之后放空阀开度一直维持在50%以上，持续性的在放空（且测试期间均为雨天，若是晴天放空阀的开度会更大）曲线如下：

图1  球罐气相放空过程趋线

球罐放压测试期间，球罐气相压力维持在0.085MPa 的前提下，车辆充装压力仍高于0.1MPa ；装车结束后压力由0.15~0.2MPa 经过低瓦放空至0.05MPa （过程约需要10~25分钟）出厂，车辆行驶至卸货点跟踪司机反馈压力均有回涨情况

表4：槽车放压跟踪数据记录

(4)试验小结：

工业用异戊烷的储存、充装和运输及卸载过程中正常操作压力均会超过大于0.1MPa（表压）。

4　槽车运输技术条件及要求

4.1　从现有的碳五介质相关规范标准中可见，戊烷发泡剂国家标准《GB／T 22053-2020》第６.4条关于运输相关的规范要求明确指出：“戊烷发泡剂运输应使用移动式压力容器”；但工业用裂解碳五《SH∕T 1789-2015》和工业用异戊烷标准《HG-T-5613-2019》中没有明确要使用移动压力罐车来装运，但以上碳五介质在实际生产储存、装卸和运输等各个环节均不可避免的工作压力维持在0.1MPa（表压）以上。

4.2　移动式压力容器安全技术监察规程《TSGR0005-2011》对于适用范围的条件明确需要同时具备下列条件的移动式压力容器:

(1)具有充装与卸载介质功能，并且参与铁路、公路或者水路运输；

(2)罐体工作压力大于或者等于0.1MPa,气瓶公称工作压力大于或者等于0.2MPa；

(3)罐体容积大于或者等于450L，气瓶容积大于或者等于1000L；

(4)充装介质为气体以及最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。

4.3　工业用异戊烷常规的车辆工作参数：

(1)实际充装前空载罐车气相压力范围：0.1~0.25MPa 。

(2)实际充装中的压力：略高于球罐气相压力：0.15~0.35MPa（气相平衡）。

(3)充装后的槽车气相压力：0.15~0.28MPa 。

5　结论

5.1　工业用异戊烷（戊烷发泡剂）的储存过程受其各个组分饱和蒸汽压及携带的加工过程产生的C5以下轻组分的影响，为减少蒸发损失，通常需要采用压力储罐加压储存。

5.2　充装过程、运输过程和卸载过程常规操作压力均会在0.1MPa（表压）以上。

5.3　结合国家现有规程和标准，工业用异戊烷（戊烷发泡剂）应采用移动式压力容器进行充装和转运。

6　参考文献

[1]TSG R0005-2011《移动式压力容器安全技术监察规程》及其修改单

[2]GB 150-2011 《压力容器》

[3]GB/T 22053-2020 戊烷发泡剂

[4]SH/T 1789-2015 工业用裂解碳五

[5]HG/T-5613-2019工业用异戊烷标准