Petroleum, petrochemical and natural gas industries — Venting of atmospheric and low-pressure storage tanks

ISO 28300:2008 covers the normal and emergency vapour venting requirements for aboveground liquid petroleum or petroleum products storage tanks and aboveground and underground refrigerated storage tanks designed as atmospheric storage tanks or low-pressure storage tanks. Discussed in ISO 28300:2008 are the causes of overpressure and vacuum; determination of venting requirements; means of venting; selection, and installation of venting devices; and testing and marking of relief devices. ISO 28300:2008 is intended for tanks containing petroleum and petroleum products but it can also be applied to tanks containing other liquids; however, it is necessary to use sound engineering analysis and judgment whenever ISO 28300:2008 is applied to other liquids. ISO 28300:2008 does not apply to external floating-roof tanks.

Industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel — Ventilation des réservoirs de stockage à pression atmosphérique et à basse pression

L'ISO 28300:2008 couvre les exigences de ventilation de vapeur (gaz), normale et en situation d'urgence, des réservoirs de surface de stockage de pétrole liquide et de produits pétroliers et des réservoirs de surface et enterrés de stockage réfrigérés (frigorifiques), conçus comme réservoirs de stockage à pression atmosphérique et à basse pression. Elle aborde les causes de surpression et de dépression, la détermination des exigences de ventilation, les moyens de ventilation, le choix et l'installation des dispositifs de ventilation ainsi que les essais et le marquage des limiteurs de pression. L'ISO 28300:2008 concerne les réservoirs contenant du pétrole et des produits pétroliers, mais peut également s'appliquer aux réservoirs contenant d'autres liquides. Il est cependant nécessaire d'utiliser une analyse et un raisonnement techniques solides lorsqu'elle est appliquée à d'autres liquides. L'ISO 28300:2008 ne s'applique pas aux réservoirs extérieurs à toit flottant.

General Information

Status
Published
Publication Date
08-Jun-2008
Current Stage
9093 - International Standard confirmed
Start Date
08-Jan-2018
Completion Date
25-Mar-2020
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ISO 28300:2008 - Petroleum, petrochemical and natural gas industries -- Venting of atmospheric and low-pressure storage tanks
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ISO 28300:2008 - Industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel -- Ventilation des réservoirs de stockage a pression atmosphérique et a basse pression
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 28300
First edition
2008-06-15
Petroleum, petrochemical and natural gas
industries — Venting of atmospheric and
low-pressure storage tanks
Industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel — Ventilation
des réservoirs de stockage à pression atmosphérique et à basse
pression
Reference number
ISO 28300:2008(E)
ISO 2008
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 28300:2008(E)
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Published in Switzerland
ii © ISO 2008 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 28300:2008(E)
Contents Page

Foreword............................................................................................................................................................ iv

Introduction ........................................................................................................................................................ v

1 Scope ..................................................................................................................................................... 1

2 Normative references ........................................................................................................................... 1

3 Terms, definitions and abbreviated terms ......................................................................................... 1

4 Non-refrigerated aboveground tanks ................................................................................................. 4

4.1 General................................................................................................................................................... 4

4.2 Causes of overpressure or vacuum.................................................................................................... 4

4.3 Determination of venting requirements.............................................................................................. 7

4.4 Means of venting................................................................................................................................. 18

4.5 Considerations for tanks with potentially flammable atmospheres.............................................. 19

4.6 Relief-device specification................................................................................................................. 20

4.7 Installation of venting devices .......................................................................................................... 22

5 Refrigerated aboveground and belowground tanks ....................................................................... 23

5.1 General................................................................................................................................................. 23

5.2 Causes of overpressure or vacuum.................................................................................................. 23

5.3 Relief-device specification................................................................................................................. 26

5.4 Installation of venting devices .......................................................................................................... 26

6 Testing of venting devices................................................................................................................. 27

6.1 General................................................................................................................................................. 27

6.2 Flow-test apparatus............................................................................................................................ 28

6.3 Method for determining capacities ................................................................................................... 29

6.4 Production testing .............................................................................................................................. 33

7 Manufacturer's documentation and marking of venting devices .................................................. 34

7.1 Documentation.................................................................................................................................... 34

7.2 Marking ................................................................................................................................................ 34

Annex A (informative) Alternative calculation of normal venting requirements ....................................... 36

Annex B (informative) Basis of emergency venting for Tables 7 and 8 ..................................................... 45

Annex C (informative) Types and operating characteristics of venting devices....................................... 49

Annex D (informative) Basis of sizing equations.......................................................................................... 58

Annex E (informative) Basis for normal out-breathing and normal inbreathing ....................................... 70

Annex F (informative) Guidance for inert-gas blanketing of tanks for flashback protection................... 72

Bibliography ..................................................................................................................................................... 75

© ISO 2008 – All rights reserved iii
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ISO 28300:2008(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies

(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO

technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been

established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and

non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the

International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.

The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards

adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an

International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent

rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

ISO 28300 was prepared by Technical Committee ISO/TC 67, Materials, equipment and offshore structures

for petroleum, petrochemical and natural gas industries, Subcommittee SC 6, Processing equipment and

systems.
iv © ISO 2008 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 28300:2008(E)
Introduction

This International Standard was developed from the 5 edition of API Std 2000 and EN 14015:2005, with the

intent that the 6 edition of API Std 2000 be identical to this International Standard.

This International Standard has been developed from the accumulated knowledge and experience of qualified

engineers of the oil, petroleum, petrochemical, chemical and general bulk liquid storage industry.

Engineering studies of a particular tank can indicate that the appropriate venting capacity for the tank is not

the venting capacity estimated in accordance with this International Standard. The many variables associated

with tank-venting requirements make it impractical to set forth definite, simple rules that are applicable to all

locations and conditions.

In this International Standard, where practical, US Customary (USC) units are included in parentheses or in

separate tables, for information.
© ISO 2008 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 28300:2008(E)
Petroleum, petrochemical and natural gas industries — Venting
of atmospheric and low-pressure storage tanks
1 Scope

This International Standard covers the normal and emergency vapour venting requirements for aboveground

liquid petroleum or petroleum products storage tanks and aboveground and underground refrigerated storage

tanks designed as atmospheric storage tanks or low-pressure storage tanks. Discussed in this International

Standard are the causes of overpressure and vacuum; determination of venting requirements; means of

venting; selection, and installation of venting devices; and testing and marking of relief devices.

This International Standard is intended for tanks containing petroleum and petroleum products but it can also

be applied to tanks containing other liquids; however, it is necessary to use sound engineering analysis and

judgment whenever this International Standard is applied to other liquids.
This International Standard does not apply to external floating-roof tanks.
2 Normative references

The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated

references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced

document (including any amendments) applies.

ISO 4126-4, Safety devices for protection against excessive pressure — Part 4: Pilot operated safety valves

ISO 16852, Flame arresters — Performance requirements, test methods and limits for use

ISO 23251, Petroleum, petrochemical and natural gas industries — Pressure-relieving and depressuring

systems

IEC 60079-10, Electrical apparatus for explosive gas atmospheres — Part 10: Classification of hazardous

areas

DIN 4119 (all parts), Above-ground cylindrical flat-bottom tank structures of metallic materials

3 Terms, definitions and abbreviated terms

For the purposes of this document, the following terms, definitions and abbreviated terms apply.

3.1
accumulation

pressure increase over the maximum allowable working pressure or design pressure of the vessel allowed

during discharge through the pressure-relief device

NOTE Accumulation is expressed in units of pressure or as a percentage of MAWP or design pressure. Maximum

allowable accumulations are established by pressure-design codes for emergency operating and fire contingencies.

1) Deutsches Institut für Normung (DIN), Burggrafenstrasse 6, Berlin, Germany D-10787.

© ISO 2008 – All rights reserved 1
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ISO 28300:2008(E)
3.2
adjusted set pressure

inlet static pressure at which a pressure-relief valve is adjusted to open on the test stand

See set pressure (3.19).

NOTE 1 Adjusted set pressure is equivalent to set pressure for direct-mounted end-of-line installations.

NOTE 2 The adjusted test pressure includes corrections for service conditions of superimposed back-pressure.

3.3
British thermal unit
Btu

unit of heat that increases the temperature of one pound of water by one degree Fahrenheit

3.4
emergency venting

venting required when an abnormal condition, such as ruptured internal heating coils or an external fire, exists

either inside or outside a tank
3.5
non-refrigerated tank

container that stores material in a liquid state without the aid of refrigeration, either by evaporation of the tank

contents or by a circulating refrigeration system

NOTE Generally, the storage temperature is close to, or higher than, ambient temperature.

3.6
normal cubic metres per hour
Nm /h

SI unit for volumetric flow rate of air or gas at a temperature of 0 °C and pressure of 101,3 kPa, expressed in

cubic metres per hour
3.7
normal venting
venting required because of operational requirements or atmospheric changes
3.8
overpressure

pressure increase at the PV valve inlet above the set pressure, when the PV valve is relieving

NOTE 1 Overpressure is expressed in pressure units or as a percentage of the set pressure.

NOTE 2 The value or magnitude of the overpressure is equal to the value or magnitude of the accumulation when the

valve is set at the maximum allowable working pressure or design pressure and the inlet piping losses are zero.

3.9
petroleum
crude oil
3.10
petroleum products
hydrocarbon materials or other products derived from crude oil
3.11
PV valve

weight-loaded, pilot-operated, or spring-loaded valve, used to relieve excess pressure and/or vacuum that has

developed in a tank
2 © ISO 2008 – All rights reserved
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ISO 28300:2008(E)
3.12
rated relieving capacity

flow capacity of a relief device expressed in terms of air flow at standard or normal conditions at a designated

pressure or vacuum
NOTE Rated relieving capacity is expressed in SCFH or Nm /h.
3.13
refrigerated tank

container that stores liquid at a temperature below atmospheric temperature with or without the aid of

refrigeration, either by evaporation of the tank contents or by a circulating refrigeration system

3.14
relief device

device used to relieve excess pressure and/or vacuum that has developed in a tank

3.15
relieving pressure

pressure at the inlet of a relief device when the fluid is flowing at the required relieving capacity

3.16
required flow capacity

flow through a relief device required to prevent excessive pressure or vacuum in a tank under the most severe

operating or emergency conditions
3.17
rollover

uncontrolled mass movement of stored liquid, correcting an unstable state of stratified liquids of different

densities and resulting in a significant evolution of product vapour
3.18
standard cubic feet per hour
SCFH

USC unit for volumetric flow rate of air or gas (same as free air or free gas) at a temperature of 15,6 °C

(60 °F) and an absolute pressure of 101,3 kPa (14,7 psi), expressed in cubic feet per hour

3.19
set pressure

gauge pressure at the device inlet at which the relief device is set to start opening under service conditions

3.20
thermal inbreathing

movement of air or blanketing gas into a tank when vapours in the tank contract or condense as a result of

weather changes (e.g. a decrease in atmospheric temperature)
3.21
thermal out-breathing

movement of vapours out of a tank when vapours in the tank expand and liquid in the tank vapourizes as a

result of weather changes (e.g. an increase in atmospheric temperature)
3.22
wetted area

surface area of a tank exposed to liquid on the interior and heat from a fire on the exterior

© ISO 2008 – All rights reserved 3
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ISO 28300:2008(E)
4 Non-refrigerated aboveground tanks
4.1 General

Clause 4 covers the causes of overpressure or vacuum; determination of venting requirements; means of

venting; selection and installation of venting devices.
4.2 Causes of overpressure or vacuum
4.2.1 General

When determining the possible causes of overpressure or vacuum in a tank, consider the following:

a) liquid movement into or out of the tank;

b) tank breathing due to weather changes (e.g. pressure and temperature changes);

c) fire exposure;
d) other circumstances resulting from equipment failures and operating errors.

There can be additional circumstances that should be considered but are not included in this International

Standard.
4.2.2 Liquid movement into or out of a tank

Liquid can enter or leave a tank by pumping, by gravity flow or by process pressure.

Vacuum can result from the outflow of liquid from a tank. Overpressure can result from the inflow of liquid into

a tank and from the vapourization, including flashing of the feed liquid, that occurs because of the inflow of the

liquid. Flashing of the feed liquid can be significant for feed that is near or above its boiling point at the

pressure in the tank. See 4.3 for calculation methods.
4.2.3 Weather changes

Vacuum can result from the contraction or condensation of vapours that is caused by a decrease in

atmospheric temperature or other weather changes, such as wind changes, precipitation, etc. Overpressure

can result from the expansion and vapourization that is caused by an increase in atmospheric temperature or

weather changes. See 4.3 for calculation methods.
4.2.4 Fire exposure

Overpressure results from the expansion of the vapours and vapourization of the liquid that occur when a tank

absorbs heat from an external fire. See 4.3.3 for calculation methods.
4.2.5 Other circumstances
4.2.5.1 General

When the possible causes of overpressure or vacuum in a tank are being determined, other circumstances

resulting from equipment failures and operating errors shall be considered and evaluated. Calculation

methods for these other circumstances are not provided in this International Standard.

4 © ISO 2008 – All rights reserved
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ISO 28300:2008(E)
4.2.5.2 Pressure transfer vapour breakthrough

Liquid transfer from other vessels, tank trucks and tank cars can be aided or accomplished entirely by

pressurization of the supply vessel with a gas, but the receiving tank can encounter a flow surge at the end of

the transfer due to vapour breakthrough. Depending on the pre-existing pressure and free head space in the

receiving tank, the additional gas volume can be sufficient to overpressure the tank. The controlling case is a

transfer that fills the receiving tank so that little head space remains to absorb the pressure surge.

4.2.5.3 Inert pads and purges

Inert pads and purges are provided on tanks to protect the contents of the tanks from contamination, maintain

non-flammable atmospheres in the tanks and reduce the extent of the flammable envelope of the vapours

vented from the tanks. An inert pad and purge system normally has a supply regulator and a back-pressure

regulator to maintain interior tank pressure within a narrow operating range. Failure of the supply regulator can

result in unrestricted gas flow into the tank and subsequent tank overpressure, reduced gas flow, or complete

loss of the gas flow. Failure closed of the back-pressure regulator can result in a blocked outlet and

overpressure. If the back-pressure regulator is connected to a vapour-recovery system, its failure open can

result in vacuum.
4.2.5.4 Abnormal heat transfer

Steam, tempered water and hot oil are common heating media for tanks whose contents it is necessary to

maintain at elevated temperatures. Failure of a tank's supply control valve, temperature-sensing element or

control system can cause an increase of heat input to the tank. Vapourization of the liquid stored in the tank

can result in tank overpressure.

Heated tanks that have two liquid phases present the possibility of a rapid vapourization if the lower phase is

heated to the point where its density becomes lower than the density of the liquid above it. It is recommended

to specify design and operating practices to avoid these conditions.

If a tank maintained at elevated temperatures is empty, excessive feed vapourization can result when the tank

is filled. If the temperature control system of the tank is active with the sensing element exposed to vapour,

the tank's heating medium can be circulating at maximum rate with the tank wall at maximum temperature.

Filling under such conditions can result in excessive feed vapourization. The excessive feed vapourization

stops as soon as the walls have cooled and the fluid level covers the sensing element.

For a tank with a cooling jacket or coils, liquid vapourization as a result of the loss of coolant flow shall be

considered.
4.2.5.5 Internal failure of heat-transfer devices

Mechanical failure of a tank's internal heating or cooling device can expose the contents of the tank to the

heating or cooling medium used in the device. In low-pressure tanks, it can be assumed that the flow direction

of the heat-transfer medium is into the tank when the device fails. Chemical compatibility of the tank contents

and the heat-transfer medium shall be considered. Relief of the heat-transfer medium (e.g. steam) can be

necessary.
4.2.5.6 Vent treatment systems

If vapour from a tank is collected for treatment or disposal by a vent treatment system, the vent collection

system can fail. This failure shall be evaluated. Failures affecting the safety of a tank can include

back-pressure developed from problems in the piping (liquid-filled pockets and solids build-up), other

equipment venting or relieving into the header or blockage due to equipment failure. An emergency venting

device that relieves to atmosphere, set at a higher pressure than the vent treatment system, may be used if

appropriate.
© ISO 2008 – All rights reserved 5
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ISO 28300:2008(E)
4.2.5.7 Utility failure

Local and plant-wide power and utility failures shall be considered as possible causes of overpressure or

vacuum. Loss of electrical power directly affects any motorized valves or controllers and can also shut down

the instrument air supply. Also, cooling and heating fluids can be lost during an electrical failure.

4.2.5.8 Change in temperature of the input stream to a tank

A change in the temperature of the input stream to a tank, brought about by a loss of cooling or an increase in

heat input, can cause overpressure in the tank. A lower-temperature inlet stream can result in vapour

condensation and contraction, which can cause vacuum.
4.2.5.9 Chemical reactions

The contents of some tanks can be subject to chemical reactions that generate heat and/or vapours. Some

examples of chemical reactions include inadvertently adding water to acid or spent acid tanks, thereby

generating steam and/or vapourizing light hydrocarbons; runaway reactions in tanks containing cumene

hydroperoxide; etc. In some cases, the material can foam, causing two-phase relief.

Technology available from the Design Institute for Emergency Relief Systems (DIERS) Users Group of the

American Institute of Chemical Engineers (AICHE) or from the DIERS group in Europe may be used to

evaluate these cases.
4.2.5.10 Liquid overfill protection

For information on liquid overfill protection, see API Std 2510, API RP 2350 and EN 13616. Prevent liquid

overfill by providing instrument safeguards and/or effective operator intervention actions.

4.2.5.11 Atmospheric pressure changes

A rise or drop in barometric pressure is a possible cause of vacuum or overpressure in a tank. This should be

considered for refrigerated storage tanks (see 5.2.1.2).
4.2.5.12 Control valve failure

The effect of a control valve failing open or failing closed shall be considered to determine the potential for

pressure or vacuum due to mass and/or energy imbalances. For example, failure of a control valve on the

liquid line to a tank shall be considered because such a failure can overload heat-exchange equipment

resulting in the admission of high-temperature material into the tank. A control-valve failure can also cause the

liquid level in a pressurized vessel feeding liquid to a tank to drop below the vessel outlet nozzle, allowing

high-pressure vapour to enter the tank (see 4.2.5.2).
4.2.5.13 Steam out

If an uninsulated tank is filled with steam, the condensing rate due to ambient cooling can exceed the venting

rates specified in this International Standard. Procedures, such as the use of large vents (open manways),

controlling the tank cooling rate or adding a non-condensable gas such as air or nitrogen, are often necessary

to prevent excessive internal vacuum.
4.2.5.14 Uninsulated hot tanks

Uninsulated tanks with exceptionally hot vapour spaces can exceed the thermal inbreathing requirements in

this International Standard during a rainstorm. Vapour contraction can cause excessive vacuum. An

engineered review of heated, uninsulated tanks with vapour-space temperatures above 48,9 °C (120 °F) is

recommended.
6 © ISO 2008 – All rights reserved
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ISO 28300:2008(E)
4.2.5.15 Internal explosion/deflagration

Tank contents can ignite, producing an internal deflagration with overpressures that develop more rapidly than

some venting devices can handle. For explosion venting, see NFPA 68 and EN 13237. For inerting, see

Annex F.
4.2.5.16 Mixing of products of different composition

Introduction of materials that are more volatile than those normally stored can be possible due to upsets in

upstream processing or human error. This can result in overpressure.
4.3 Determination of venting requirements
4.3.1 General

It is necessary to quantify the venting requirements for any applicable cause of excessive pressure or vacuum

as identified based on guidance provided in 4.2 to establish the design basis for the sizing of relief devices or

any other means of appropriate protection. To assist in this quantification, this International Standard provides

guidance for the detailed calculation related to the following commonly encountered conditions:

a) normal inbreathing resulting from a maximum outflow of liquid from the tank (liquid-transfer effects);

b) normal inbreathing resulting from contraction or condensation of vapours caused by a maximum

decrease in vapour-space temperature (thermal effects);

c) normal out-breathing resulting from a maximum inflow of liquid into the tank and maximum vapourization

caused by such inflow (liquid-transfer effects);

d) normal out-breathing resulting from expansion and vapourization that results from a maximum increase in

vapour-space temperature (thermal effects);
e) emergency venting resulting from fire exposure.

When determining the venting requirements, the largest single contingency requirement or any reasonable

and probable combination of contingencies shall be considered as the design basis. At a minimum, the

combination of the liquid-transfer effects and thermal effects for normal venting shall be considered when

determining the total normal inbreathing or out-breathing.

With the exception of refrigerated storage tanks, common practice is to consider only the total normal

inbreathing for determining the venting requirements. That is, inbreathing loads from other circumstances

described in 4.2.5 are generally not considered coincident with the normal inbreathing. This is considered a

reasonable approach because the thermal inbreathing is a severe and short-lived condition.

For the total out-breathing, consider the scenarios described in 4.2.5 and determine whether these should be

coincident with normal out-breathing flows.

4.3.2 Calculation of maximum flow rates for normal out-breathing and normal inbreathing

4.3.2.1 General

The method in 4.3.2.1 is based on engineering calculations. See Annex E for the assumptions on which this

calculated method is based. For a more detailed understanding of this model, see References [21] and [22].

An alternative method of calculating normal out-breathing and normal inbreathing flows is given in Annex A.

This alternative method may be used for tank/services that meet the boundary conditions specified in Annex A.

The method of calculation utilized shall be documented.
© ISO 2008 – All rights reserved 7
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ISO 28300:2008(E)

The inbreathing and out-breathing requirements in this International Standard are for air at normal or standard

conditions. The user shall correct the inbreathing and out-breathing requirements to normal or standard

conditions for tanks that are heated (insulated) or pressurized to greater than 6,9 kPa (1 psi).

4.3.2.2 Liquid filling and discharge capacities
4.3.2.2.1 Out-breathing
The out-breathing shall be determined as follows.

a) The out-breathing volumetric flow rate, V , expressed in SI units of cubic metres per hour of air, for

products stored below 40 °C or with a vapour pressure less than 5,0 kPa, shall be as given by

Equation (1):
VV= (1)
op pf

where V is the maximum volumetric filling rate, expressed in cubic metres per hour.

The out-breathing volumetric flow rate, V , expressed in USC units of cubic feet per hour of air, for

products stored below 104 °F or with a vapour pressure less than 0,73 psi, shall be

...

NORME ISO
INTERNATIONALE 28300
Première édition
2008-06-15
Industries du pétrole, de la pétrochimie et
du gaz naturel — Ventilation des
réservoirs de stockage à pression
atmosphérique et à basse pression
Petroleum, petrochemical and natural gas industries — Venting of
atmospheric and low-pressure storage tanks
Numéro de référence
ISO 28300:2008(F)
ISO 2008
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 28300:2008(F)
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Version française parue en 2009
Publié en Suisse
ii © ISO 2008 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 28300:2008(F)
Sommaire Page

Avant-propos..................................................................................................................................................... iv

Introduction ........................................................................................................................................................ v

1 Domaine d'application.......................................................................................................................... 1

2 Références normatives ........................................................................................................................ 1

3 Termes, définitions et termes abrégés............................................................................................... 2

4 Réservoirs de surface non réfrigérés................................................................................................. 4

4.1 Généralités ............................................................................................................................................ 4

4.2 Causes de surpression ou de dépression ......................................................................................... 4

4.3 Détermination des exigences de ventilation......................................................................................7

4.4 Moyens de ventilation ........................................................................................................................ 19

4.5 Considérations relatives aux réservoirs à atmosphères potentiellement inflammables............ 20

4.6 Spécification relative à l'organe de décharge.................................................................................. 22

4.7 Installation des dispositifs de ventilation ........................................................................................ 23

5 Réservoirs de surface et enterrés réfrigérés ................................................................................... 25

5.1 Généralités .......................................................................................................................................... 25

5.2 Causes de surpression ou de dépression ....................................................................................... 25

5.3 Spécification relative à l'organe de décharge.................................................................................. 29

5.4 Installation des dispositifs de ventilation ........................................................................................ 29

6 Essais des dispositifs de ventilation................................................................................................ 29

6.1 Généralités .......................................................................................................................................... 29

6.2 Débitmètre d'essai .............................................................................................................................. 30

6.3 Méthode de détermination des capacités ........................................................................................ 31

6.4 Essais de production.......................................................................................................................... 35

7 Documentation du fabricant et marquage des dispositifs de ventilation..................................... 36

7.1 Documentation.................................................................................................................................... 36

7.2 Marquage ............................................................................................................................................. 36

Annexe A (informative) Autre calcul des exigences de ventilation normale ............................................. 38

Annexe B (informative) Base de la ventilation d'urgence des Tableaux 7 et 8.......................................... 47

Annexe C (informative) Types et caractéristiques de service des dispositifs de ventilation .................. 51

Annexe D (informative) Base relative aux équations de dimensionnement .............................................. 61

Annexe E (informative) Base pour l'expiration normale et l'inspiration normale...................................... 73

Annexe F (informative) Recommandations relatives à l'inertage au gaz des réservoirs pour la

protection contre le retour de flamme.............................................................................................. 75

Bibliographie .................................................................................................................................................... 78

© ISO 2008 – Tous droits réservés iii
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ISO 28300:2008(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de

normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée

aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du

comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non

gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec

la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.

Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,

Partie 2.

La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes

internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur

publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres

votants.

L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne

pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.

L'ISO 28300 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 67, Matériel, équipement et structures en mer

pour les industries pétrolière, pétrochimique et du gaz naturel, sous-comité SC 6, Systèmes et équipements

de traitement.
iv © ISO 2008 – Tous droits réservés
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ISO 28300:2008(F)
Introduction

La présente Norme internationale a été élaborée à partir de la 5 édition de la norme API 2000 et de

l'EN 14015:2005, afin que la 6 édition de la norme API 2000 soit identique à la présente Norme

internationale.

La présente Norme internationale a été élaborée sur la base des connaissances et de l'expérience des

ingénieurs qualifiés de l'industrie du pétrole, de la pétrochimie, de la chimie et du stockage général de liquide

en vrac.

Des études d'ingénierie relatives à un réservoir particulier peuvent indiquer que la capacité de ventilation

appropriée d'un réservoir donné n'est pas celle estimée conformément à la présente Norme internationale.

Les nombreuses variables associées aux exigences de ventilation des réservoirs rendent impossible

l'établissement de règles simples et définies applicables à tous les emplacements et à toutes les conditions.

La présente Norme internationale utilise, le cas échant, les unités US usuelles (USC) indiquées entre

parenthèses ou dans des tableaux séparés, pour information.
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NORME INTERNATIONALE ISO 28300:2008(F)
Industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel —
Ventilation des réservoirs de stockage à pression
atmosphérique et à basse pression
1 Domaine d'application

La présente Norme internationale couvre les exigences de ventilation de vapeur (gaz), normale et en situation

d'urgence, des réservoirs de surface de stockage de pétrole liquide et de produits pétroliers et des réservoirs

de surface et enterrés de stockage réfrigérés (frigorifiques), conçus comme réservoirs de stockage à pression

atmosphérique et à basse pression. Elle aborde les causes de surpression et de dépression, la détermination

des exigences de ventilation, les moyens de ventilation, le choix et l'installation des dispositifs de ventilation

ainsi que les essais et le marquage des limiteurs de pression.

La présente Norme internationale concerne les réservoirs contenant du pétrole et des produits pétroliers, mais

peut également s'appliquer aux réservoirs contenant d'autres liquides. Il est cependant nécessaire d'utiliser

une analyse et un raisonnement techniques solides lorsqu'elle est appliquée à d'autres liquides.

La présente Norme internationale ne s'applique pas aux réservoirs extérieurs à toit flottant.

2 Références normatives

Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les

références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du

document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).

ISO 4126-4, Dispositifs de sécurité pour protection contre les pressions excessives — Partie 4: Soupapes de

sûreté pilotées

ISO 16852, Arrête-flammes — Exigences de performance, méthodes d'essai et limites d'utilisation

ISO 23251, Industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel — Systèmes de dépressurisation et de

protection contre les surpressions

CEI 60079-10, Matériel électrique pour atmosphères explosives gazeuses — Partie 10: Classement des

emplacements dangereux

DIN 4119 (toutes les parties), Above-ground cylindrical flat-bottom tank structures of metallic materials

1) Deutsches Institut für Normung (DIN), Burggrafenstrasse 6, Berlin, Allemagne D-10787.

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ISO 28300:2008(F)
3 Termes, définitions et termes abrégés

Pour les besoins du présent document, les termes, définitions et termes abrégés suivants s'appliquent.

3.1
accumulation

augmentation de pression au-delà de la pression maximale de service admissible ou pression de calcul de la

capacité, admise pendant la décharge réalisée par l'organe de décharge

NOTE L'accumulation est exprimée en unités de pression ou en pourcentage de PMSA (pression maximale de

service autorisée) ou pression de calcul. Les accumulations maximales admissibles sont établies par les codes de calcul

de pression applicables aux situations éventuelles d'urgence et d'incendie.
3.2
pression de début d'ouverture corrigée

pression statique d'entrée à laquelle une soupape de décharge est réglée pour s'ouvrir sur le banc d'essai

Voir pression de début d'ouverture (3.19)

NOTE 1 La pression de début d'ouverture corrigée équivaut à la pression de début d'ouverture pour les installations

d'extrémité de canalisation à montage direct.

NOTE 2 La pression d'épreuve corrigée comprend les corrections pour les conditions de service de contre-pression de

surcharge.
3.3
unité thermique britannique
Btu
British thermal unit

quantité de chaleur nécessaire pour élever d'un degré Fahrenheit la température de un pound (ou livre) d'eau

3.4
ventilation de secours

ventilation nécessaire en cas de condition anormale, telle que rupture de serpentins de chauffage internes ou

feu extérieur, à l'intérieur ou à l'extérieur d'un réservoir
3.5
réservoir non réfrigéré

conteneur qui conserve un produit à l'état liquide sans réfrigération, soit par évaporation de son contenu, soit

au moyen d'un système de réfrigération à circulation

NOTE En règle générale, la température de stockage est proche ou supérieure à la température ambiante.

3.6
mètre cube normal par heure
Nm /h

unité SI de débit volumétrique d'air ou de gaz à une température de 0 °C et une pression de 101,3 kPa,

exprimée en mètres cubes par heure
3.7
ventilation normale

ventilation nécessaire du fait d'exigences opérationnelles ou de variations atmosphériques

3.8
surpression

augmentation de pression à l'orifice d'entrée de la soupape de surpression/dépression au-delà de la pression

de début d'ouverture, lorsque la soupape de surpression/dépression se décharge

NOTE 1 La surpression est exprimée en unités de pression ou en pourcentage de la pression de début d'ouverture.

NOTE 2 La valeur ou l'amplitude de la surpression est égale à la valeur ou l'amplitude de l'accumulation lorsque la

soupape est réglée à la pression maximale de service admissible ou pression de calcul et que les pertes de la tuyauterie

d'aspiration sont nulles.
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ISO 28300:2008(F)
3.9
pétrole
pétrole brut
3.10
produits pétroliers
combustibles hydrocarbonés ou autres produits dérivés du pétrole brut
3.11
soupape de surpression/dépression

soupape à poids, à commande pilote ou à ressort, utilisée pour décharger la surpression et/ou la dépression

dans un réservoir
3.12
débit nominal de décharge

débit d'un organe de décharge, exprimé en termes de débit d'air dans des conditions standard ou normales à

une pression ou dépression désignée

NOTE Le débit nominal de décharge est exprimé en SCFH (standard cubic feet per hour) ou Nm /h.

3.13
réservoir réfrigéré

conteneur qui conserve un liquide à une température inférieure à la température atmosphérique avec ou sans

réfrigération, soit par évaporation de son contenu, soit au moyen d'un système de réfrigération à circulation

3.14
organe de décharge

dispositif utilisé pour décharger la surpression et/ou la dépression dans un réservoir

3.15
pression de décharge

pression à l'orifice d'entrée d'un limiteur de pression quand le fluide circule à la capacité de décharge requise

3.16
débit requis

débit d'un organe de décharge requis pour prévenir toute surpression et/ou dépression dans un réservoir

dans les conditions de fonctionnement ou d'urgence les plus sévères
3.17
basculement de couches

mouvement de masse incontrôlé du liquide stocké, modifiant un état instable des liquides stratifiés de

densités différentes et donnant lieu à une génération significative de vapeur du produit

3.18
pied cube standard par heure
SCFH
standard cubic feet per hour

unité USC de débit volumétrique d'air ou de gaz (identique à l'air libre ou au gaz libre) à une température de

15,6 °C (60 °F) et une pression absolue de 101,3 kPa (14,7 psi), exprimée en pieds cubes par heure

3.19
pression de début d'ouverture

pression manométrique à l'orifice d'entrée du dispositif à laquelle l'organe de décharge est réglé pour le début

d'ouverture dans des conditions de service
3.20
inspiration thermique

mouvement de l'air ou du gaz d'inertage à l'intérieur d'un réservoir lorsque les vapeurs qu'il contient se

contractent ou se condensent du fait de variations climatiques (par exemple baisse de la température

atmosphérique)
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ISO 28300:2008(F)
3.21
expiration thermique

mouvement des vapeurs à l'extérieur d'un réservoir lorsque les vapeurs qu'il contient se dilatent et que le

liquide se volatilise du fait de variations climatiques (par exemple hausse de la température atmosphérique)

3.22
surface mouillée

surface d'un réservoir exposée au liquide à l'intérieur et à la chaleur d'un feu à l'extérieur

4 Réservoirs de surface non réfrigérés
4.1 Généralités

L'Article 4 traite les causes de surpression ou de dépression, la détermination des exigences de ventilation,

les moyens de ventilation, le choix et l'installation des dispositifs de ventilation.

4.2 Causes de surpression ou de dépression
4.2.1 Généralités

Pour déterminer les éventuelles causes de surpression ou de dépression dans un réservoir, prendre en

compte les éléments suivants:
a) mouvement de liquide à l'intérieur ou vers l'extérieur du réservoir;

b) respiration du réservoir du fait de variations climatiques (par exemple variations de la pression et de la

température);
c) exposition au feu;

d) autres circonstances résultant de défaillances des équipements et d'erreurs d’exploitation.

Il peut exister d'autres circonstances qu'il convient de prendre en compte mais qui ne sont pas couvertes par

la présente Norme internationale.
4.2.2 Mouvement de liquide à l'intérieur ou vers l'extérieur du réservoir

Du liquide peut pénétrer dans le réservoir ou en sortir par pompage, écoulement gravitaire ou par pression de

procédé.

La dépression peut résulter du pompage de liquide hors d'un réservoir. La surpression peut résulter du

remplissage d'un réservoir par le liquide et de la vaporisation, y compris la vaporisation instantanée du liquide

d'alimentation, due au flux entrant du liquide. La vaporisation instantanée du liquide d'alimentation peut être

importante lorsque la température de l'alimentation a une valeur proche ou supérieure à son point d'ébullition

à la pression dans le réservoir. Voir 4.3 pour les méthodes de calcul.
4.2.3 Variations climatiques

La dépression peut résulter de la contraction ou de la condensation des vapeurs, dues à une baisse de la

température atmosphérique ou à d'autres variations climatiques, telles que modifications du vent, précipitation,

etc. La surpression peut résulter de la dilatation et de la vaporisation dues à une hausse de la température

atmosphérique ou à d'autres variations climatiques. Voir 4.3 pour les méthodes de calcul.

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ISO 28300:2008(F)
4.2.4 Exposition au feu

La surpression résulte de l'expansion volumétrique des vapeurs et de la vaporisation du liquide se produisant

lorsque le réservoir absorbe la chaleur provenant d'un feu extérieur. Voir 4.3.3 pour les méthodes de calcul.

4.2.5 Autres circonstances
4.2.5.1 Généralités

Conjointement à la détermination des éventuelles causes de surpression ou de dépression dans un réservoir,

d'autres circonstances résultant de défaillances des équipements et d'erreurs de fonctionnement doivent être

prises en compte et évaluées. Les méthodes de calcul applicables à ces autres circonstances ne sont pas

traitées dans la présente Norme internationale.
4.2.5.2 Pénétration de vapeur de transfert sous pression

Le transfert de liquide d'autres récipients, camions citernes et véhicules citernes peut être facilité ou réalisé

par mise sous pression complète du récipient d'alimentation à l'aide d'un gaz, le réservoir récepteur peut

cependant subir un à-coup de débit à la fin du transfert du fait de la pénétration de vapeur. En fonction de la

pression préexistante et de l'espace libre dans le réservoir récepteur, le volume de gaz supplémentaire peut

suffire à mettre en surpression le réservoir. Un transfert contrôlé consiste à remplir le réservoir récepteur en

conservant un petit espace libre pour absorber l'à-coup de pression.
4.2.5.3 Patins et purges inertes

Les réservoirs sont munis de patins et de purges inertes pour protéger leur contenu contre la contamination,

maintenir des atmosphères non inflammables dans les réservoirs et réduire l'étendue de l'enveloppe

inflammable des vapeurs libérées par les réservoirs Un système de patins et de purges inertes dispose

généralement d'un régulateur d'alimentation et d'un régulateur de contre-pression pour maintenir la pression à

l'intérieur du réservoir dans les limites d'une plage de service étroite. La défaillance du régulateur

d'alimentation peut provoquer l'écoulement libre des gaz dans le réservoir et par conséquent sa mise en

surpression, la réduction de l'écoulement gazeux ou la perte totale de l'écoulement gazeux. La mise en

sécurité en position fermée (fails closed) du régulateur de contre-pression peut donner lieu au blocage de

l'orifice de sortie et à une surpression. Si le régulateur de contre-pression est raccordé au système de

récupération des vapeurs, sa mise en sécurité en position ouverte (fails open) peut provoquer une dépression.

4.2.5.4 Transfert de chaleur anormal

La vapeur d'eau, l'eau tempérée et l'huile chaude sont les fluides caloporteurs courants présents dans les

réservoirs dont le contenu doit être maintenu à des températures élevées. La défaillance d'une vanne de

régulation d'alimentation du réservoir, d'un capteur de température ou d'un système de régulation peut

provoquer une augmentation de l'apport de chaleur au réservoir. La vaporisation du liquide stocké dans le

réservoir peut mettre le réservoir en surpression.

Les réservoirs chauffés à deux phases liquides peuvent présenter une vaporisation rapide si l'élévation de

température de la phase inférieure atteint le point où sa densité devient inférieure à celle du liquide qui la

surmonte. Il est recommandé de spécifier une conception et des pratiques opératoires permettant d'éviter de

telles conditions.

Si un réservoir maintenu à des températures élevées est vide, une vaporisation excessive de l'alimentation

peut se produire durant le remplissage du réservoir. Si le système de régulation de la température du

réservoir est actif, le capteur étant exposé à la vapeur, le fluide caloporteur du réservoir peut circuler au débit

maximal, la paroi du réservoir étant à la température maximale. Dans ces conditions, le remplissage peut

provoquer une vaporisation d'alimentation excessive. La vaporisation d'alimentation excessive s'arrête dès

que les parois sont refroidies et que le niveau de fluide a atteint le capteur.

Pour un réservoir équipé d'une enveloppe ou de serpentins de refroidissement, la vaporisation du liquide due

à la perte de débit du liquide de refroidissement doit être prise en compte.
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ISO 28300:2008(F)
4.2.5.5 Défaillance interne des dispositifs de transfert de chaleur

La défaillance mécanique d'un dispositif de chauffage ou de refroidissement interne du réservoir risque

d'exposer le contenu du réservoir au fluide caloporteur ou de refroidissement utilisé dans le dispositif. Dans

les réservoirs à basse pression, la direction du flux du fluide caloporteur est supposée être vers le réservoir en

cas de défaillance du dispositif. La compatibilité chimique du contenu du réservoir et du fluide caloporteur doit

être prise en compte. Il peut s'avérer nécessaire de dépressuriser le fluide caloporteur (par exemple la vapeur

d'eau).
4.2.5.6 Systèmes de traitement de ventilation

Lorsque la vapeur émanant d'un réservoir est recueillie pour traitement ou rejet par un système de traitement

de ventilation, le système de collecte de ventilation peut être défectueux. Cette défaillance doit être évaluée.

Les défaillances affectant la sécurité d'un réservoir peuvent comprendre la contre-pression résultant de

problèmes dans la tuyauterie (poches remplies de liquides, accumulations de solides), d'autres équipements

en ventilation ou en décharge dans le collecteur, ou d'un blocage dû à la défaillance des équipements. Un

dispositif de ventilation de secours qui évacue à l'air libre, réglé à une pression supérieure à celle du système

de traitement de ventilation peut, le cas échéant, être utilisé.
4.2.5.7 Défaillance des utilités

Les défaillances électriques partielles ou totales doivent être considérées comme des causes possibles de

surpression ou de dépression. Une coupure d'électricité affecte directement toutes les vannes motorisées ou

les régulateurs et peut également couper l'alimentation en air de l'instrument. De même, il existe un risque de

perte des fluides caloporteurs et de refroidissement pendant une défaillance électrique.

4.2.5.8 Variation de température du flux d'entrée dans le réservoir

La surpression dans le réservoir peut être due à une variation de la température du flux d'entrée dans le

réservoir, engendrée par une perte de refroidissement ou par une augmentation de l'apport de chaleur. Un

flux d'entrée à basse température peut provoquer la condensation et la contraction des vapeurs et, de ce fait,

créer une dépression.
4.2.5.9 Réactions chimiques

Le contenu de certains réservoirs peut faire l'objet de réactions chimiques qui génèrent de la chaleur et/ou

des vapeurs. Des exemples de réactions chimiques comprennent l'ajout accidentel d'eau à des réservoirs

d'acide ou d'acide usé générant de ce fait de la vapeur d'eau et/ou la vaporisation d'hydrocarbures légers, des

réactions d'emballement dans les réservoirs contenant de l'hydroperoxyde de cumène, etc. Dans certains cas,

la matière peut mousser, provoquant une décharge diphasique.

La technologie disponible auprès du Design Institute for Emergency Relief Systems (DIERS), du groupe

d'utilisateurs de l'American Institute of Chemical Engineers (AICHE) ou du groupe DIERS en Europe peut être

utilisée pour évaluer ces cas.
4.2.5.10 Protection contre le débordement de liquide

Pour de plus amples informations sur la protection contre le débordement de liquide, voir les normes

API Std 2510, API RP 2350 et EN 13616. Empêcher le débordement de liquide par l'installation de

protecteurs d'instrument et/ou par des interventions efficaces des opérateurs.
4.2.5.11 Variations de la pression atmosphérique

Une élévation ou une chute de la pression barométrique est une cause possible de dépression ou de

surpression dans le réservoir. Il convient de tenir compte de ce facteur pour les réservoirs de stockage

réfrigérés (voir 5.2.1.2).
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ISO 28300:2008(F)
4.2.5.12 Défaillance d'une vanne de régulation

L'effet d'une défaillance à l'ouverture ou à la fermeture d'une vanne de régulation doit être pris en compte

pour déterminer le potentiel de mise en pression ou en dépression dû aux déséquilibres de la masse et/ou de

l'énergie. Par exemple, la défaillance d'une vanne de régulation sur la conduite de liquide raccordée au

réservoir doit être prise en compte car une défaillance de cette nature peut surcharger l'échangeur thermique

et élever la température de la matière à transférer dans le réservoir. Une défaillance de vanne de régulation

peut également provoquer la chute du niveau de liquide dans une capacité sous pression d'alimentation de

liquide du réservoir à un niveau inférieur à celui de la tubulure de sortie de la capacité, ce qui laisse pénétrer

des vapeurs à haute pression dans le réservoir (voir 4.2.5.2).
4.2.5.13 Chasse de vapeur

Si un réservoir non calorifugé est rempli de vapeur d'eau, la vitesse de condensation due au refroidissement

ambiant peut dépasser les vitesses de ventilation spécifiées dans la présente Norme internationale. Des

procédures telles que l'utilisation d'évents de grande dimension (trous d'homme ouverts), la maîtrise de la

vitesse de refroidissement du réservoir ou l'ajout d'un gaz non condensable (air ou azote, par exemple) sont

souvent nécessaires pour éviter toute mise en dépression interne excessive.
4.2.5.14 Réservoirs chauds non calorifugés

Les réservoirs non calorifugés munis d'espaces spéciaux pour vapeurs chaudes peuvent dépasser les

exigences d'inspiration thermique spécifiées dans la présente Norme internationale au cours d'un orage. La

contraction de la vapeur peut engendrer une dépression exces
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.