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【安全技術(shù)】 儲(chǔ)罐氮封裝置

發(fā)布時(shí)間:2023-05-25 瀏覽量:2061

易燃性物質(zhì)貯槽的氣層部有可能有爆炸性氣體,使氣層部處于缺氧狀態(tài),為不發(fā)生爆炸,應(yīng)采用非活性氣體密封法。氮封裝置主要用于儲(chǔ)罐頂部,來(lái)維持儲(chǔ)罐的微正壓,隔離物料與外界的接觸,減少物料的揮發(fā)和浪費(fèi),保護(hù)儲(chǔ)罐安全。氮封閥無(wú)需外加能源,利用被調(diào)介質(zhì)自身能量為動(dòng)力源。自動(dòng)控制閥門介質(zhì)流量,使閥后壓力保持恒定的壓力穩(wěn)定裝置。


石油化工儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)氮封裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范儲(chǔ)罐加氮封的主要是減少易揮發(fā)物料蒸發(fā),減少大小呼吸損耗,還有就是保護(hù)易氧化物料的變質(zhì)。有很強(qiáng)揮發(fā)性、毒性的和與空氣接觸易于氧化的一般都加氮封,使儲(chǔ)罐內(nèi)維持一定壓力(正壓),防止儲(chǔ)罐內(nèi)物料與外界氣體接觸。同時(shí)減少靜電量,當(dāng)儲(chǔ)罐收發(fā)貨品時(shí),氣相空間氣體流動(dòng)加劇,單一氣體之間摩擦產(chǎn)生的靜電量較少,可以降低靜電帶來(lái)的負(fù)面影響。例如:在儲(chǔ)罐上設(shè)置氮封系統(tǒng)裝置,維持罐內(nèi)氣相空間壓力在1.2KPa左右,當(dāng)氣相空間壓力高于1.4KPa時(shí),氮封閥關(guān)閉,停止氮?dú)夤?yīng);當(dāng)氣相空間壓力低于0.8KPa時(shí),氮封閥開(kāi)啟,開(kāi)始補(bǔ)充氮?dú)?,保證儲(chǔ)罐在正常運(yùn)行過(guò)程中不吸進(jìn)空氣,防止形成爆炸性氣體。

自力式氮封閥有自動(dòng)調(diào)壓的功能,沒(méi)有必要再在前面設(shè)置減壓閥,貯罐的氮封壓力很低,例如我們控制在±800pa,對(duì)于貯槽的保護(hù)一種型式是通過(guò)與自力式氮封閥配套的安裝在貯槽頂?shù)牡忾y來(lái)控制的,該氮封閥也是由自力式調(diào)節(jié)閥廠家提供的,氮封閥的作用是配合自力式調(diào)節(jié)閥工作起到安全的作用,在壓力過(guò)高時(shí),如當(dāng)貯罐的壓力在+800pa時(shí),雖然氮封閥停止進(jìn)入氮?dú)?,但?dāng)貯罐繼續(xù)進(jìn)入物料時(shí),貯罐的壓力上升,則貯罐內(nèi)的物料通過(guò)氮封閥排出氣體,以維持貯罐內(nèi)的氣體的壓力維持不超過(guò)+800pa,使貯槽不超壓,不設(shè)安全閥而是通過(guò)氮封閥控制,當(dāng)貯罐壓力將低于-800pa時(shí),自力式調(diào)節(jié)閥進(jìn)入氮?dú)庖允官A罐壓力不致過(guò)低。


還有一種形式則是自力式調(diào)節(jié)閥與帶雙水封的呼吸槽配套,貯罐壓力也是控制±800pa,工作原理基本同上,當(dāng)壓力達(dá) 到+800pa時(shí),貯罐內(nèi)的氣體沖破呼吸槽的水封,保持了貯罐內(nèi)的壓力不超過(guò)+800pa,當(dāng)貯罐內(nèi)的壓力過(guò)低時(shí),一方面自力式調(diào)節(jié)閥動(dòng)作補(bǔ)充氮?dú)獾劫A 罐,以維持氮?dú)鈮毫Σ恢逻^(guò)低,萬(wàn)一自力式調(diào)節(jié)閥故障時(shí),呼吸槽的另一個(gè)水封起了作用,外界氣體沖破另一水封進(jìn)入貯罐,以維持貯罐壓力不致過(guò)低到 -800pa,避免了貯罐的吸弊,這種形式也沒(méi)有安全閥。上述的形式,即防止了貯罐的正壓可能帶來(lái)的超壓現(xiàn)象,也避免了貯罐負(fù)壓可能帶來(lái)的貯罐吸弊現(xiàn)象,確保了貯罐的安全。

我們看一下規(guī)范是如何要求氮封系統(tǒng)的設(shè)置:


1.《氣封的設(shè)置》HG/T 20570.16-1995

1.0.1.1 為防止儲(chǔ)罐內(nèi)物料因與進(jìn)入的外界氣體(空氣) 接觸而被污染變質(zhì)或與外界進(jìn)入的氣體(空氣) 發(fā)生化學(xué)和(或) 生物反應(yīng), 常需設(shè)置氣封系統(tǒng)。 用氣封氣使儲(chǔ)罐內(nèi)維持一定壓力(正壓), 防止儲(chǔ)罐內(nèi)物料與外界氣體接觸。

2.《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》(GB50160-2008)(2018年版)

6.2.2當(dāng)單罐容積小于或等于5000m3的內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐采用易熔材料制作的浮盤時(shí),應(yīng)設(shè)置氮?dú)獗Wo(hù)等安全措施;

6.2.2條文解釋:對(duì)于有特殊要求的甲、乙液體物料,如苯乙烯、加氫原料、丙烯腈等易聚合、易氧化或有毒的液體物料,選用固定頂儲(chǔ)罐或臥式儲(chǔ)罐加氮封儲(chǔ)存也是可行的;

6.2.4A條款:儲(chǔ)存溫度超過(guò)120℃的重油固定頂罐應(yīng)設(shè)置氮?dú)獗Wo(hù)。

6.2.4條文解釋:采用固定頂罐或低壓儲(chǔ)罐儲(chǔ)存甲類液體時(shí),為了防止油氣大量揮發(fā)和改善儲(chǔ)罐的安全狀況,應(yīng)采取減少日曬升溫的措施。其措施主要包括固定式冷卻水噴淋(霧)系統(tǒng)、氣體放空或氣體冷凝固流、加氮封或涂刷合格的隔熱涂料等。

3.《精細(xì)化工企業(yè)工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》(GB 51283-2020)

5.1.5條文解釋:1)對(duì)于會(huì)產(chǎn)生高濃度有機(jī)廢氣的反應(yīng)罐、貯罐、過(guò)濾器等設(shè)備,為避免與氧氣形成爆炸性混合物,應(yīng)采用氮封系統(tǒng)保護(hù),并以正壓輸送方式輸送到廢氣總管。

6.2.2條文解釋,對(duì)于單罐容積小于100m3或易氧化、易聚合等有特殊要求的甲 B、乙 A類液體物料儲(chǔ)存,可選用固定頂罐加氮?dú)饣蚨栊詺怏w密封。

4. 《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50074-2014)

6.1.2及其條文解釋規(guī)定,當(dāng)選用內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐、固定頂儲(chǔ)罐儲(chǔ)存沸點(diǎn)低于45℃或在37.8℃時(shí)的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體時(shí),應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Wo(hù)系統(tǒng)。當(dāng)采用容量小于或等于10000m3的固定頂儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐或容量不大于100m3的臥式儲(chǔ)罐儲(chǔ)存沸點(diǎn)不低于45℃或在37.8℃時(shí)的飽和蒸氣壓不大于88kPa的甲B、乙A類液體化工品和輕石腦油時(shí),應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Wo(hù)系統(tǒng)。儲(chǔ)存Ⅰ、Ⅱ級(jí)毒性的甲B、乙A類液體儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置氮封保護(hù)系統(tǒng)。有些甲B、乙A類液體化工品有防聚合等特殊儲(chǔ)存需要,不適宜采用內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐,可選用固定頂儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐和容量小于或等于50m3的臥式儲(chǔ)罐,但應(yīng)采取氮封等安全保護(hù)措施,典型的易自聚不穩(wěn)定的丁二烯、苯乙烯儲(chǔ)罐,應(yīng)設(shè)置氮封系統(tǒng),防止空氣進(jìn)入儲(chǔ)罐。

5. 《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SH/T 3007-2014)

3.5  可燃液體儲(chǔ)罐的操作壓力應(yīng)按下述原則確定∶

a) 低壓儲(chǔ)罐和壓力儲(chǔ)罐的操作壓力,應(yīng)為液體在最高儲(chǔ)存溫度下的飽和蒸氣壓或工藝操作所需要的最高壓力;

b) 采用氮?dú)饷芊獗Wo(hù)的儲(chǔ)罐,其操作壓力宜為0.2kPa~0.5kPa。其他設(shè)置有呼吸閥的儲(chǔ)罐,其操作壓力宜為1kPa~1.5kPa;

c)其他儲(chǔ)罐的操作壓力宜為常壓。

4.2.4  儲(chǔ)存沸點(diǎn)低于45℃或在37.8℃時(shí)飽和蒸氣壓大于88kPa的甲b類液體,應(yīng)采用壓力儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐或降溫儲(chǔ)存的常壓儲(chǔ)罐,并應(yīng)符合下列規(guī)定∶

a)選用壓力儲(chǔ)罐或低壓儲(chǔ)罐時(shí),應(yīng)采取防止空氣進(jìn)入罐內(nèi)的措施,并應(yīng)密閉收集處理罐內(nèi)排出的氣體;

b) 選用降溫儲(chǔ)存的常壓儲(chǔ)罐時(shí),應(yīng)采取下列措施之一∶

——選用內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐,設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng),控制儲(chǔ)存溫度使液體蒸氣壓不大于88kPa

——選用固定頂儲(chǔ)罐,設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng),控制儲(chǔ)存溫度低于液體閃點(diǎn)5℃及以下

—選用固定頂儲(chǔ)罐,設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng),控制儲(chǔ)存溫度使液體蒸氣壓不大于88kPa,密閉收集處理罐內(nèi)排出的氣體。

4.2.5  儲(chǔ)存沸點(diǎn)大于或等于45℃或在37.8℃時(shí)飽和蒸氣壓不大于88kPa的甲B、乙A類液體,應(yīng)選用浮頂儲(chǔ)罐或內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐。其他甲B、乙人類液體化工品有特殊儲(chǔ)存需要時(shí),可以選用固定頂儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐和容量小于或等于100m3的臥式儲(chǔ)罐,但應(yīng)采取下列措施之一∶——設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng),密閉收集處理罐內(nèi)排出的氣體;

———設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng),控制儲(chǔ)存溫度低于液體閃點(diǎn)5℃及以下。

6 儲(chǔ)罐防腐及其他

 7.4  儲(chǔ)存易氧化、易聚合不穩(wěn)定的物料時(shí),應(yīng)采取氮?dú)飧采w隔絕空氣的措施。

從上面幾個(gè)規(guī)范來(lái)看,對(duì)各種儲(chǔ)罐儲(chǔ)存何種物料、蒸汽壓力、溫度情況下設(shè)置氮封有了明確的要求,甚至氮封操作壓力也有具體數(shù)據(jù)。但是沒(méi)有找到對(duì)氮?dú)鉂舛纫蟮木唧w參數(shù)要求。

化工儲(chǔ)罐氮封,更多考慮的是防爆,將可燃?xì)怏w的濃度惰化到遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于爆炸濃度下限。根據(jù)這個(gè)原則,我們可以參考《GB/T 37241-2018 惰化防爆指南》中附錄A的內(nèi)容,理論上可以根據(jù)各種可燃?xì)怏w介質(zhì)的極限氧濃度來(lái)選擇我們氮封的濃度值,例如二硫化碳介質(zhì),極限爆炸氧濃度為3.0%,那么我們只需要保證氮?dú)獾募兌却笥冢?-3.0%)=0.97,也就是大于97%的濃度即可。參照1.《國(guó)際油輪與油碼頭安全指南(第5版)》2.《碼頭油氣回收設(shè)施建設(shè)技術(shù)規(guī)范(試行)》JTS196-12-2017 3.《碼頭油氣回收船岸安全裝置》JT/T1333-2020等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,在烴類蒸汽與空氣的混合物中,氮?dú)夂看笥?2%就不會(huì)發(fā)生爆炸。


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