化工液體儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

介紹了化工標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)石油協(xié)會(huì)(API)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于常壓儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì),通過對(duì)氮?dú)庀牧坑?jì)算原理,系統(tǒng)連鎖控制要求以及儲(chǔ)罐安全附件設(shè)置要求進(jìn)行對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)兩者的異同點(diǎn).結(jié)合內(nèi)蒙古某地甲醇儲(chǔ)罐工程實(shí)例,通過兩種標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氮封系統(tǒng)的供氣量進(jìn)行計(jì)算,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析討論,指出了適用于國(guó)內(nèi)的較為準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)方法,為其他工程類似的設(shè)計(jì)提供理論計(jì)算依據(jù).儲(chǔ)罐廣泛應(yīng)用于流體工業(yè)，用于儲(chǔ)存原料、成品及中間產(chǎn)品，在保證裝置安全生產(chǎn)、節(jié)能減排、提高整體管理水平等方面具有不可替代的作用，國(guó)家戰(zhàn)略儲(chǔ)備也離不開各種類型的儲(chǔ)罐。

化工液體儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

工業(yè)儲(chǔ)罐一般為鋼制儲(chǔ)罐，根據(jù)儲(chǔ)存介質(zhì)特性及儲(chǔ)存溫度、壓力等參數(shù)選擇碳鋼、低溫鋼、不銹鋼等材料，其他材質(zhì)如玻璃鋼、塑料等由于防火、抗壓等因素，不予考慮。本申請(qǐng)公開了一種化工液體罐區(qū)氮封氣循環(huán)利用系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)、氮?dú)饫鋬龈稍锵到y(tǒng)、氮?dú)鈺捍婀?、壓力調(diào)節(jié)閥以及化工液體儲(chǔ)罐，化工液體儲(chǔ)罐上設(shè)有第一壓力檢測(cè)器，化工液體儲(chǔ)罐的氮?dú)夂舫隹谂c壓縮機(jī)的進(jìn)氣口由管路連接相連，壓縮機(jī)的出氣口與氮?dú)饫鋬龈稍锵到y(tǒng)的進(jìn)氣口由管路連接，氮?dú)饫鋬龈稍锵到y(tǒng)的出氣口與氮?dú)鈺捍婀薜倪M(jìn)氣口由管路連接，氮?dú)鈺捍婀薜某鰵饪谕ㄟ^壓力調(diào)節(jié)閥與化工液體儲(chǔ)罐的氮?dú)膺M(jìn)口由管路連接；第一壓力檢測(cè)器與壓縮機(jī)信號(hào)連接。本實(shí)用新型將化工液體儲(chǔ)罐上的氮封氣回收利用，不再向環(huán)境排放帶有VOCs的氮?dú)?，省去后處理設(shè)備的同時(shí)減少大氣污染。

化工液體儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案儲(chǔ)罐按結(jié)構(gòu)形式分為：球罐、臥罐、拱頂罐、外浮頂罐及內(nèi)浮頂罐。

1 儲(chǔ)罐

1.1 球罐

球罐為大容量、承壓的球形儲(chǔ)存容器，廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金等流程工業(yè)，常用于作為液化石油氣、液化天然氣、液氧、液氨、液氮及其他介質(zhì)的儲(chǔ)存容器。也可作為壓縮氣體（空氣、氧氣、氮?dú)狻⒊鞘忻簹獾龋┑膬?chǔ)罐。

球罐用于常溫、低溫或深冷儲(chǔ)存。一般用于儲(chǔ)存溫度下飽和蒸汽壓大于大氣壓的物料。

常溫球罐，如液化石油氣、氮、煤氣、氧等球罐。

此類球罐的壓力較高，取決于液化氣的飽和蒸汽壓或壓縮機(jī)的出口壓力。常溫球罐的設(shè)計(jì)溫度大于-20℃。

低溫球罐， 這類球罐的設(shè)計(jì)溫度低于或等于-20℃，一般不低于-100℃。

深冷球罐，設(shè)計(jì)溫度-100℃以下往往在介質(zhì)液化點(diǎn)以下儲(chǔ)存，壓力不高，有時(shí)為常壓。由于對(duì)保冷要求較高，常采用雙層球殼。

1.2 臥罐

臥罐容積較小（一般都小于 100 m3），占地面積大。主要用于酸堿等化學(xué)品的儲(chǔ)存，在生產(chǎn)裝置內(nèi)也常用于小容量的其他介質(zhì)（儲(chǔ)存溫度下飽和蒸汽壓大于或等于大氣壓的物料）的儲(chǔ)存。臥罐筒體軸向與地面平行,常用鞍式支座,一般為帶壓力儲(chǔ)存,可承受較高的正壓和負(fù)壓，屬壓力容器。

1.3 拱頂罐

拱頂儲(chǔ)罐是指罐頂為球冠狀、罐體為圓柱形的一種鋼制容器。拱頂儲(chǔ)罐制造簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，所以在國(guó)內(nèi)外許多行業(yè)應(yīng)用廣泛，容積為1000 ~10000m3，國(guó)內(nèi)拱頂儲(chǔ)罐的最大容積已經(jīng)達(dá)到30000m3。

拱頂罐一般為低壓力儲(chǔ)罐或常壓儲(chǔ)罐，廣泛應(yīng)用于流體工業(yè)，常用于乙B和丙類液體，也可用于有特殊儲(chǔ)存需求的甲B和乙A類液體儲(chǔ)存，國(guó)外也有用于大型LNG深冷儲(chǔ)存。大型酸堿儲(chǔ)罐有時(shí)也可選用拱頂罐。飽和蒸汽壓是指在一定溫度下的密閉容器中，當(dāng)達(dá)到氣液兩相平衡時(shí)氣液分界面上的蒸汽壓，它隨溫度而變化。對(duì)于液化石油氣和液化天然氣之類，都不是純凈物，而是一種混合物，此時(shí)的飽和蒸汽壓與混合比例有關(guān)，可根據(jù)道爾頓定律和拉烏爾定律進(jìn)行計(jì)算。

1.4 浮頂罐

浮頂儲(chǔ)罐是由漂浮在介質(zhì)表面上的浮頂和立式圓柱形罐壁所構(gòu)成。浮頂隨罐內(nèi)介質(zhì)儲(chǔ)量的增加或減少而升降，浮頂外緣與罐壁之間有環(huán)形密封裝置，罐內(nèi)介質(zhì)始終被內(nèi)浮頂直接覆蓋，減少介質(zhì)揮發(fā)。浮頂罐常用于儲(chǔ)存溫度下飽和蒸汽壓低于大氣壓的甲B和乙A類液體儲(chǔ)存。浮頂罐分為內(nèi)浮頂罐及外浮頂罐。

外浮頂罐，通常用于存儲(chǔ)諸如原油、汽油或煤油等有揮發(fā)性的石油產(chǎn)品儲(chǔ)罐的敞口的圓柱形鋼制儲(chǔ)罐內(nèi)，相對(duì)于無浮頂?shù)墓绊敼迊碚f沒有蒸發(fā)的空間。不僅減少產(chǎn)品蒸發(fā)損失，同時(shí)減少了環(huán)境污染，降低了易燃介質(zhì)與空氣混合形成爆炸氣體的危險(xiǎn)性。

化工液體儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

儲(chǔ)罐殼體與外浮頂浮盤之間存在100～500 mm的間隙以保證運(yùn)行過程中不會(huì)卡盤。使用邊緣密封系統(tǒng)以減少邊緣蒸發(fā)，在浮頂上有中央排水系統(tǒng)以保證雨雪天積水可以順利排出，避免沉盤事故。可燃液體儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)呼吸閥的選型、供氮系統(tǒng)供氮能力的計(jì)算以及排氣過程可燃液體損失量的評(píng)估,提出了對(duì)不同沸點(diǎn)可燃液體氮封系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則及降低介質(zhì)損失的方法。氮封裝置的作用是防止儲(chǔ)罐揮發(fā)性有毒或可燃?xì)怏w泄放到罐外危害安全，以一定的微壓氮?dú)庠诠迌?nèi)保持一定的壓力，氮封閥是設(shè)在罐頂?shù)?。?/p>

　　氮封裝置取壓點(diǎn)的介質(zhì)經(jīng)導(dǎo)壓管引入檢測(cè)機(jī)構(gòu)，反饋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使得介質(zhì)直接經(jīng)閥蓋進(jìn)入檢測(cè)機(jī)構(gòu)，在罐頂?shù)墓藓粑y能起安全作用，一般泄氮閥的壓力設(shè)定點(diǎn)略大于供氮閥的壓力設(shè)定點(diǎn)，以免供、泄氮裝置頻繁工作。

　　在流量控制方面每個(gè)閥門都配有控制流量百分比的固定板孔，氣體密封系統(tǒng)的每個(gè)閥門尺寸根據(jù)氣體流量表排列，根據(jù)提供的穩(wěn)定氣體壓力計(jì)算適應(yīng)特定需要?dú)怏w密封的流量。氮封閥中的氮?dú)饪梢云鸬街脫Q裝置介質(zhì)、平衡系統(tǒng)的壓力等功能，用于保持容器頂部保護(hù)氣的壓力恒定，一般的氮?dú)鈮毫κ浅海?strong style="white-space: normal;">化工液體儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案主要作用    

       一是在于減少揮發(fā)，如苯罐，　　

　　二是防止介質(zhì)與空氣的反應(yīng)，如堿罐，防止儲(chǔ)罐內(nèi)物料與氧接觸會(huì)氧化或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；還有可以稀釋呼出氣體的濃度。進(jìn)罐壓力一般減壓至1bar。適用于各類大型儲(chǔ)罐的氣封保護(hù)系統(tǒng)，運(yùn)行可靠，并廣泛適用于石油、化工等行業(yè)。

工藝裝置及運(yùn)行過程風(fēng)險(xiǎn)分析,得出目前甲醇儲(chǔ)罐氣相空間存在爆炸性混合氣體原因,從而可知甲醇罐區(qū)存在重大安全隱患,必須立即整改,進(jìn)而通過增加氮封裝置,并對(duì)氮封裝置結(jié)構(gòu)及工作過程進(jìn)行系統(tǒng)分析,總結(jié)分析出該裝置安全*特性以及氮封裝置投運(yùn)后對(duì)提高甲醇罐區(qū)安全運(yùn)行并有效降低事故風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)提供有力保障.