根据VOCs污染源减排的要求,底部装载VOC化学品几乎已成为摒弃喷溅式装载、液下插入式装载之后首选的环保达标措施。为了解决底部装载完毕、连接脱离时物料洒漏的问题,API接头作为一种"密封式快速接头"也随之成为相应的简便而又经济的连接脱离方式,大行其道。API接头配用底部装载软管臂满足了环保监管对于"底部装载"的要求,因而越来越多地被用于石化、化工液体产品的槽车装载 – 甚至,也已经有了把API接头直接装上"万向充装系统"的奇葩景象。
API接头,是根据美国石油协会(American Petroleum Institute, API) "推荐规程" (Recommended Practice, RP),API RP 1004《用于MC306/DOT406槽罐汽车的底部装载和挥发气回收》设计研发并不断改进、定型的;所以常称为API RP1004接头。该"推荐规程" (Recommended Practice, RP)最近版本为 API RP 1004:2003版。
“MC-306 (DOT-406) trailers are primarily designed for the safe transportation of highly flammable liquids such as gasoline, diesel, Jet fuel, and others. These trailers are commonly used in the transportation industry to deliver fuel to gas stations, airports, and other fuel-dependent businesses. "
MC-306 (DOT-406)槽罐汽车主要设计用于高度易燃液体,如汽油、柴油、航煤等的安全运输。这类槽车通常用于运输行业向加油站、机场、和其它燃油需求行业运送燃料 - 实际就是油罐车。其基本性能参数包括,
l Non (low) pressure bulk liquid cargo tank 非(低)压散装液体罐车
l MC 306 Maximum operating pressure of up to 3 psi MC306最大工作压力3psi (20kPa)
l DOT 406 Maximum operating pressure of up to 4 psi DOT406最大工作压力4psi (27.5kPa)
l Oval or a shaped cross section 椭圆或成形截面
l Flat or nearly flat ends 平面或近平面后尾
l Aluminum primary material of construction 铝制基础结构材质
l Usually multi-compartmented 通常为多舱
l Separate manhole for each compartment 各舱均带人孔
l Emergency shutoff drivers side front 司机侧前部配紧急切断阀
l Rollover protection to prevent manholes from opening up on rollover 翻覆保护机制防止人孔在翻覆情况下开启
l Average maximum capacity 9,000 gallons 平均最大载重9,000加仑 (约34m3)
l Contents: NORMALLY petroleum products, however, may be water or milk 货载:通常为石油产品,但,也可能装水或牛奶
以上提到的"Petroleum Product石油产品",美国石油协会API专门发布有API RP 1637推荐规程,在物流链各个环节用色标予以标识和区别。这些“Petroleum Product石油产品”包括,汽油、乙醇汽油、柴油、柴油用尿素、燃料油/供热油、其它。
根据API RP1004推荐规程的条文,API接头的主要规格指标简略摘要是这样的,
…
4.1.1.4 压力等级 75psi (即约5bar)
4.1.1.5 安装方式 美国卡车拖车制造商协会TTMA标准,轻量,8孔,4”(101.6mm)法兰
…
4.1.2.4 液相密封 应适合于高芳烃、烯烃含量的物料
4.1.2.5 液相损失 每次脱离连接不高于5毫升
…
5.3.2 电热探头 从装载区通过本安电流信号加热热感探头(热敏电阻)。当探头在空气中,探头比物料温度高。当物料与探头接触,探头温度降低,引起电阻变化。此温度变化由装载区防溢流控制器探知,关闭装载阀。
5.3.3 光感探头 通过探头内部一束光从探头玻璃孔与空气界面处反射。当探头在空气中,光电管接受反射光并输出信号给装载控制系统。当物料与探头玻璃孔接触,光束在物料中折射,无法反射返回光电管。装载控制系统关闭装载阀。
…
5.4.2 装载区电气连接
5.4.2.1 槽车和装载区采用电热防溢探头的,必须采用槽车上的绿色标识插座相互连接
5.4.2.2 槽车和装载区采用光感防溢探头的,必须采用槽车上的蓝色标识插座相互连接
…
从上述对美国石油协会API制定的API RP1004推荐规程条文的简略解读可以得到结论,其所推荐的API RP1004接头、槽罐车、底部装载方式、安全防护方式、电气接线方式等,都是围绕"Petroleum Product石油产品"所制定的;是用于油罐车从油库到加油站或其它卸油点的装载运送汽柴油等油品;而不是用于更为广泛的化学品,危化品,VOC化学品,以及化工品槽罐车、集装箱罐等移动储罐的。这也就可以自然回答了本文题头的问题,用API RP1004接头底部装载VOC化学品是不合适的。
用API RP1004接头底部装载化学品、VOC化学品、危险化学品,其存在的问题包括,且并不限于,
API RP1004接头的设计工作压力为75psi(磅/平方英寸,相当于5bar),低于常规软管的设计工作压力,更远低于标准的装卸臂。而用于危化品输运连接的接头、密闭接头,如法兰、干式脱离阀等,其设计工作压力都会在10bar、16bar(PN10/16)、25bar(PN25/40)等级。且均应符合压力管道元件制造许可、欧盟压力设备指令PED等。
API RP1004接头的软管接口为TTMA 4”,且仅有TTMA 4”规格 – 亦为美国石油协会API所专有。从常用的3"(DN80)软管通常需要另做3"-4"转接头(转接短管) - 见上文现场照片。而化工品、危化品槽车装卸的接头、干式脱离阀、软管、装卸臂、槽车接口、固定管道等,一般均为DN50(2”)、DN80(3”);用于其它输运连接的名义管径和实际产品,从DN25,到DN200各个规格都是有的。那些才是真正用于化工产品装卸和输运的。
API RP1004接头密封件为“适用于高芳烃或烯烃含量物料”;且阀体材质大都为铝合金材质,故对其它大部分化学品化学性不适用。使用中泄漏、腐蚀情况相当普遍和频繁。
API RP1004接头脱离泄漏量不高于5毫升。而用于危化品密闭装卸密闭脱离的干式脱离阀的脱离泄漏量为小于0.5毫升。
API RP1004接头用于底部装载所配套的车载电热或光感防溢探头及与装载区装载控制系统的电气连接,是化工品槽罐车或集装箱罐所没有的。API RP1004接头底部装载化工品,要么将化工品槽罐车改装油罐车所用的车载电热或光感防溢探头,或者将油罐车混用为化工品槽罐车,或者根本不用高液位探测、防溢保护 – 造成装载现场的重大安全隐患。
API RP1004接头并无防爆要求。而用于危化品密闭装卸密闭脱离的干式脱离阀均符合欧盟防爆设备认证ATEX,并有标注于阀体。国家标准《爆炸性环境用非电气设备》GB25286.1-2010已于2010年颁布实施,并于2021年更新为国家标准《爆炸性环境用非电气设备》GBT3836.28-2021。
API RP1004接头只用于液相装车。装车时的气相回收(油气)通过3"软管、快速接头排出。而用于危化品密闭装卸密闭脱离的干式脱离阀通常采用比液相管路小一号的同种干式脱离阀导出装载时产生的危化品挥发气、脱离时气相管路与液相管路同样封闭无泄漏。真正实现液相与气相同样的密闭装卸、密闭操作。
API RP1004接头只用于液相装车。卸车时,比如在各加油站,采用专门的API-快速接头转换头,用快速接头接软管卸车。而用于危化品密闭装卸密闭脱离的干式脱离阀可以采用同样型号的干式脱离阀卸载物料。真正实现整个物流输运链的密闭装载、密闭卸载。
油罐车附件:API-快速接头转换头(用于油料卸车) 油罐车防溢探测头(光感式)
API接头底部装载液体化工品除了API RP1004接头不适用以外,底部装载方式对于液体化工品也不是最为合适的方式。
物料底部装载完毕,物料存留充满于槽车底部管路内,在槽车道路行驶受损或有外部误动、擅动、篡动,损坏管路的情况下,可能外泄、撒漏,具有很大的安全隐患。槽车底部管路内充满的残留物料也给了偷盗者天大的便利 - 只要手动打开API接头和槽车出口阀,就可以收取上十升的底部管路残留物料。
物料底部装载完毕,物料存留于底部装车软管臂内,对于装卸区是严重安全隐患,比如物料的燃爆、自聚、凝结、以及长久持续侵蚀腐蚀软管 (特别如:苯、甲苯、石脑油、航煤、MTBE、丁酮、环己酮、卤代烃等物料,参阅:PTFE内衬软管都能耐腐蚀吗?) 等。
API接头对接或脱离时连接处发生闪燃、引燃等意外事故,垂直悬挂的软管是爆燃火焰天然快捷的爬窜通道。爆燃火焰沿着垂悬的软管上窜扩散会很快烧蚀软管,造成软管破裂,引发软管内积存物料燃爆,造成次生灾害。(参阅:耐火FireSafe复合软管:隔绝爬窜火流淌火防止次生灾害)
另外,
API RP1004接头只是用于石油库装载汽柴油产品的;油罐车到达加油站则通过加装转换接头,用快速接头和软管卸油进入地罐。而化工品、VOC化工品、危化品等不但需要密闭装载,还需要密闭卸载。造成部分需要密闭卸载的用户不得不也采用API RP1004接头卸载化工物料,为世界奇观。
API RP1004接头装载的石油产品,即成品油,涉及消费税的征收。部分化工产品,如重烃产品、石油产品添加剂等采用API RP1004接头装卸,极易引起税务监管和税务争议。瓜田李下应予避免。(参阅:"博汇股份已于 8 月 9 日申报消费税及附加税费近 4.8亿,将尽快缴纳”)
综合上面的陈述和分析,应该已经基本可以回答了本文题头的问题:用API RP1004接头底部装载VOC化学品是不合适的;也无法高标准地达到VOC减排的目的。实际还产生了诸多安全隐患和运营成本。《储油库大气污染排放标准》给定的连接脱离滴漏量不超过10ml,API RP1004给定的API接头连接脱离滴漏量5ml,对于化工品、VOC化工品、危化品密闭装卸的要求和已经达到的成熟技术水平都有10倍以上的差距。
环保指南要求的底部装载、甚或演化为API接头底部装载,实际既不环保,也不安全,更有诸多实际操作问题,可以说是“削足适履”- 削了化工的足,去适美标API油罐车的履。
防火标准要求的顶部敞口装车的甲b、乙、丙a应采用液下(浸没式)装车鹤管,则既不安全,更不环保,早该淘汰了。
附:GB20950-2020 储油库大气污染物排放标准
4.3 发油控制要求
4.3.1 向汽车罐车发油
4.3.1.5 底部发油结束并断开快速接头时,油品滴洒量不应超过10 mL,滴洒量取连续3次断开操作 的平均值。
4.3.2 向铁路罐车发油
4.3.2.4 底部发油结束并断开快速接头时,油品滴洒量不应超过10 mL,滴洒量取连续3次断开操作 的平均值。
化工品密闭装卸:密闭顶装 密闭底装 密闭底卸 密闭顶卸
液体化工品,顶装底卸,是常规通用操作;可以实现密闭顶装-密闭底卸
液体危化品,由《危险货物道路运输规则》规定,不得设置槽罐底部进出口,必须顶装顶卸的:环氧乙烷、丙烯腈、三甲胺、二硫化碳等,可以实现密闭顶装-密闭顶卸
液体危化品,甲a甲b类中,常规采用底装底卸的:丁二烯、异戊二烯、氯甲烷等,可以实现密闭底装-密闭底卸
《环氧乙烷供应链指南》第四版 2013
欧洲化学工业协会 环氧乙烷及衍生物行业组
10.1 节 装卸操作采用带环氧乙烷专有防错配对编码的干式脱离阀(NATO3756制式)是欧洲标准 (液相3" 编码3-4;气相2"编码V;密封件Chemraz 505全氟醚弹性体)
附录一:铁路槽罐车的设计和建造