石油化工儲罐區(qū)氮封裝置設(shè)計原則

本發(fā)明涉及石油化工企業(yè)油品儲運(yùn)安全環(huán)保生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種能夠有效降低氮?dú)庀牧亢屯顿Y的氮封系。闡述合理設(shè)定氮封系統(tǒng)中各閥(氮封閥,泄氮閥,呼吸閥)的壓力,可避免氮封失效.泄氮閥和氮封閥分別起"呼","吸"作用,呼吸閥僅起安全保護(hù)作用.分別從氮封系統(tǒng)適用工況,設(shè)計原則,供氣量計算,注意事項等方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述,通過對氮封系統(tǒng)的合理設(shè)計,可規(guī)避安全風(fēng)險,降低事故概率.

主要用于儲罐頂部氮?dú)鈮毫愣刂疲员Ｗo(hù)罐內(nèi)物料不被氮化及儲罐安全。氮封閥由ZZDQ快速泄放閥及ZZV自力式微壓調(diào)節(jié)閥兩大部分組成。快速泄放閥由壓力控制器及ZMQ-16K型單座切斷閥組成。儲罐內(nèi)壓力升高至設(shè)定壓力時，快速泄放閥迅速開啟，將罐內(nèi)多余壓力泄放。微壓調(diào)節(jié)閥在儲罐內(nèi)壓力降低時，開啟閥門，向罐內(nèi)充注氮?dú)狻Ｒ蛭赫{(diào)節(jié)閥需要使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現(xiàn)場壓力較高，安裝ZZYP型壓力調(diào)節(jié)閥將壓力調(diào)節(jié)閥將壓力降低至0.1Mpa以下才可使用。公稱壓力0.1Mpa，壓力可按分段設(shè)定，從0.5Kpa 至66 Kpa以下，介質(zhì)溫度溫度≤80℃。

一、石油化工儲罐區(qū)氮封裝置設(shè)計原則總則 

1.罐區(qū) VOCs 治理主要針對油品儲運(yùn)罐區(qū)按相關(guān)規(guī)范或規(guī)定需要治理的儲罐無組織排放的罐頂油氣進(jìn)行集中收集并治理。

2.除特殊說明外，指導(dǎo)意見中罐區(qū)包括石油化工原料罐區(qū)、中間原料罐區(qū)及“三苯"等成品罐區(qū)。

3.罐組氣相收集系統(tǒng)應(yīng)與儲罐本體、VOCs 處理系統(tǒng)進(jìn)行整體安全性考慮，采取系統(tǒng)的安全控制方案。設(shè)計方案須進(jìn)行安全論證。

4.儲罐增加氣相連通收集系統(tǒng)后，安全風(fēng)險防控的重點應(yīng)是防止重大群罐火災(zāi)。

5.主要執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范：

GB 31570-2015 石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)

GB 31571-2015 石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)

GB 50160-2008 石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范

GB 50341-2014 立式圓筒形鋼制焊接油罐設(shè)計規(guī)范

GB/T13347-2010 石油氣體管道阻火器

SH/T 3007-2014 石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范

ISO16852-2008 Flame arresters—Performance requirements，test methods and limits for use

石油化工儲罐區(qū)氮封裝置設(shè)計原則背景技術(shù)：

石油化工企業(yè)油品儲罐區(qū)根據(jù)物料性質(zhì)不同，部分有毒、可燃油品儲罐必須設(shè)置氮封系統(tǒng)。儲罐設(shè)置氮封可有效減緩油品直接與空氣接觸，降低產(chǎn)品變質(zhì)的風(fēng)險，降低有毒可燃?xì)怏w帶來的安全風(fēng)險，減少油氣揮發(fā)度降低對環(huán)境的污染。目前國內(nèi)油品儲罐氮封設(shè)置時每個氮封罐自成體系，沒能將所有氮封罐進(jìn)行統(tǒng)籌考慮。存在這樣兩類問題：①每具儲罐氮封管線上均設(shè)置有氮封閥、限流孔板、止回閥等，造成管線附件投資增加。②每具氮封儲罐排放的富氮氮封尾氣未進(jìn)行充分利用，氮?dú)夂牧吭黾?，系統(tǒng)運(yùn)行能耗增加。③儲罐區(qū)氮?dú)庥昧坎痪?，考慮最大用氣量，氮?dú)庖?guī)模較大，投資高但利用率低下。

石油化工儲罐區(qū)氮封裝置設(shè)計原則產(chǎn)品特點

（1）不用外加能源，能在無電、無氣的場合工作，既方便又節(jié)約能源。

（2）氮封裝置供氮，泄氮壓力設(shè)定方便，可在連續(xù)生產(chǎn)的條件下進(jìn)行。

（3）壓力檢測膜片有效面積大，設(shè)定彈簧剛度小、動作靈敏、裝置工作平衡。

（4）采用無填料設(shè)計，閥桿所受磨擦力小、反應(yīng)迅速、控制精度高。

（5）供氮裝置采用指揮器操作，減壓比可達(dá)100:1，減壓效果好、控制精度高。

（6）需在罐頂設(shè)置呼吸閥。

（7）呼吸閥制止了常規(guī)氮封裝置中啟閉頻繁易損壞的缺陷。

二、石油化工儲罐區(qū)氮封裝置設(shè)計原則原則要求 

1. 儲罐宜采取罐頂氣相平衡線、罐頂隔熱或涂敷隔熱涂料等措施減少 VOCs 的排放。每座儲罐的罐頂氣相線上應(yīng)設(shè)手動切斷閥。

2. 油氣收集技術(shù)應(yīng)選用本質(zhì)安全的技術(shù)，并應(yīng)確保技術(shù)成熟、可靠、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、操作簡便。

3.油氣收集系統(tǒng)應(yīng)滿足同一系統(tǒng)內(nèi)同時運(yùn)行的不同介質(zhì)儲罐的小時最大排氣量的要求。

4.綜合考慮火災(zāi)危險性、污染源距離、廢氣組成、濃度及氣量、能耗、運(yùn)行費(fèi)用等因素，廢氣宜分區(qū)域、分種類集中收集。 

5.針對下游廢氣處理裝置異常和事故時 VOCs 的控制和處理，建立應(yīng)急處理機(jī)制和措施。

6.儲罐選型應(yīng)符合 GB 50160、GB 31570、GB 31571、SH/T3007的有關(guān)規(guī)定，內(nèi)浮頂儲罐和外浮頂儲罐的浮頂密封結(jié)構(gòu)應(yīng)符合 GB 50341、GB 31570 和 GB31571 的有關(guān)規(guī)定。

7.根據(jù)《石化行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合整治方案》（環(huán)發(fā)〔2014〕177 號），苯、甲苯、二甲苯等危險化學(xué)品應(yīng)在內(nèi)浮頂罐基礎(chǔ)上安裝油氣回收裝置等處理設(shè)施。

8.除 SH/T3007 要求外，甲 B、乙 A 類中間原料儲罐、芳烴類儲罐、輕污油儲罐、酸性水罐、排放氣中含有較高濃度油氣和硫化物等需對排放氣體進(jìn)行收集治理的儲罐應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)。

9.對性質(zhì)差別較大、影響安全和產(chǎn)品質(zhì)量的，儲存不同種類的儲罐氣相不應(yīng)直接連通。儲罐頂油氣連通管道系統(tǒng)應(yīng)保證從儲罐至罐組收集總管、再至廠區(qū)收集總管的壓力逐步降低，防止不同介質(zhì)之間VOCs 互串造成物料污染。

10.阻火器的選型、設(shè)置、材質(zhì)、測試和檢驗各儲罐 VOCs 氣相支線靠近儲罐位置、廢氣處理裝置入口等必須設(shè)置阻爆轟型阻火器，材質(zhì)應(yīng)選用不銹鋼。阻爆轟型阻火器須通過現(xiàn)行的 ISO16852 國際標(biāo)準(zhǔn)和 GB/T 133473規(guī)定的測試要求，并出具第三方實驗驗證文件。且阻力降不應(yīng)大于0.3kPa。阻爆轟型阻火器兩端宜設(shè)置切斷閥，并應(yīng)根據(jù)氣象條件和油氣性質(zhì)設(shè)置清堵、防凍措施。儲罐與阻火器之間的大于 DN200 的管道，彎頭曲率半徑與管道直徑之比不小于 1.5，不得安裝 T 型三通，并應(yīng)完善靜電接地。

11.為防止苯乙烯等易自聚介質(zhì)發(fā)生聚合反應(yīng)、火災(zāi)等事故，應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的系統(tǒng)或進(jìn)行預(yù)先處理。

氮封閥主要安裝在儲罐頂部,用于維持儲罐的微正壓,隔離物料與外界的接觸,防止揮發(fā)性有機(jī)物或可燃易爆,有毒氣體的排放和浪費(fèi),保護(hù)環(huán)境和人身安全,防止儲罐形成負(fù)壓遭到損壞,保證儲罐安全.當(dāng)壓力下降時,往儲罐里補(bǔ)充氮?dú)?壓力升高時,停止供應(yīng)氮?dú)?與呼吸閥(帶阻火器),緊急泄放閥等組成一個氮封保護(hù)系統(tǒng).