大型甲醇儲罐氮封裝置設(shè)計方案氮封系統(tǒng)是將氮氣作為保護氣體充入液體容器頂部的保持壓力恒定的保護系統(tǒng),隔絕儲罐內(nèi)的介質(zhì)與外界空氣接觸,防止所儲存的物料揮發(fā)、被氧化或者吸水變性等,同時也起到保護容器安全的作用。其主要應(yīng)用于化工、環(huán)保、石油、水處理、醫(yī)藥等行業(yè),需要采用常壓儲罐儲存的原料種類繁多,如通常工藝生產(chǎn)需要存放的各種油品、石化原料、化工產(chǎn)品等。目前,針對大型甲B、乙A類液體的儲罐,為避免物料揮發(fā)可能產(chǎn)生的易燃爆炸危險性氣體在儲罐頂部聚集,或者為避免這些物料與空氣中的氧氣接觸而發(fā)生氧化變性,常采用氮氣在儲罐頂部充滿整個空間,使物料與外界隔絕以起到保護作用。 氮封裝置是我廠自主研發(fā)的一套微壓力控制系統(tǒng)，主要用于保持容器頂部保護氣（一般為氮氣）的壓力恒定，以避免容器內(nèi)物料與空氣直接接觸，防止物料揮發(fā)、被氧化，以及容器的安全。特別適用于各類大型的氣封保護系統(tǒng)。
氮封閥的作用就是要當(dāng)儲罐液面下降壓力降低時.向罐內(nèi)補充氮氣.當(dāng)儲罐液面上升壓力增加時.停止補充氮氣.同時被壓縮的氮氣從呼吸閥適量排出.從而始終保持罐內(nèi)的氮氣壓力微量正壓(壓力一般在~Pa之間).只有這樣才能做到既隔絕空氣.又保證儲罐不變形. 
大型甲醇防腐儲罐儲存介質(zhì)為100%純度的CH3OH，常溫下密度為0.792g/cm3，無色、透明、高度揮發(fā)、易燃液體，略有酒精氣味，沸點64.5℃，閃點12.22℃，甲醇的粘度0.65mm2/s(20℃)，并隨溫度升高而降低，有較強的流動性。能與水、乙醇和許多其他有機溶劑相混溶，遇熱、明火或氧化劑易著火，遇明火會爆炸，為甲B類的火災(zāi)危險性的可燃液體，非沸溢性液體。
| 序號 | 名稱 | 規(guī)格 | 材質(zhì) | 數(shù)量 | 單位 | 單價（元） | 總價（元） | 推薦廠家 | 備注 | | 一 | 主要設(shè)備 | | 1 | 供氮閥 | 帶指揮器自力式壓力調(diào)節(jié)閥，DN25，PN16 | 304 | 8 | 套 | | | | 儲罐氮封入口 | | 2 | 帶指揮器自力式壓力調(diào)節(jié)閥，DN50，PN16 | 304 | 4 | 套 | | | | 儲罐氮封入口 | | 3 | 帶指揮器自力式壓力調(diào)節(jié)閥，DN80，PN16 | 304 | 4 | 套 | | | | 儲罐氮封入口 | | 4 | 泄氮閥 | 自力式微壓調(diào)節(jié)閥，DN50，PN16 | 304 | 8 | 套 | | | | 儲罐氮封出口 | | 5 | 自力式微壓調(diào)節(jié)閥，DN80，PN16 | 304 | 4 | 套 | | | | 儲罐氮封出口 | | 6 | 自力式微壓調(diào)節(jié)閥，DN200，PN16 | 304 | 4 | 套 | | | | 儲罐氮封出口 | | 7 | 阻火式呼吸閥 | DN100、工作穩(wěn)定80℃，PN16 | 304 | 8 | 套 | | | | 每臺儲罐 | | 8 | DN150、工作穩(wěn)定80℃，PN16 | 304 | 4 | 套 | | | | 每臺儲罐 | | 9 | DN200、工作穩(wěn)定80℃，PN16 | 304 | 4 | 套 | | | | 每臺儲罐 | | 10 | 阻火器 | DN25、工作穩(wěn)定80℃，PN16 | 304 | 8 | 個 | | | | 氮封進(jìn)出口 | | 11 | DN50、工作穩(wěn)定80℃，PN16 | 304 | 8 | 個 | | | | 氮封進(jìn)出口 | | 12 | DN80、工作穩(wěn)定80℃，PN16 | 304 | 8 | 個 | | | | 氮封進(jìn)出口 | | 13 | DN200、工作穩(wěn)定80℃，PN16 | 304 | 4 | 個 | | | | 氮封出口及燃燒管 | | 14 | DN300、工作穩(wěn)定80℃，PN16 | 304 | 4 | 個 | | | | 噴淋塔、活性炭 | | 15 | 氮封切斷閥組 | 防爆氣動開關(guān)、DN300、PN16、含配件 | 304 | 2 | 套 | | | | 噴淋塔 | | 16 | 排氣切斷閥 | 防爆氣動開關(guān)、DN200、PN16、含配件 | 304 | 2 | 套 | | | | 燃燒管 | | 17 | 風(fēng)量調(diào)節(jié)閥 | DN50、PN16 | 304 | 8 | 臺 | | | | 氮封出口 | | 18 | DN80、PN16 | 304 | 4 | 臺 | | | | 氮封出口 | | 19 | DN200、PN16 | 304 | 6 | 臺 | | | | 氮封出口及燃燒管 | | 20 | DN300、PN16 | 304 | 4 | 臺 | | | | 噴淋塔、活性炭 | | 21 | 洗滌塔 | DN1600，H=12000mm，孔板波紋填料304，除霧效率80%以上 | 304 | 2 | 臺 | | | | 定制加工 | | 22 | 噴灑泵 | Q=40m3/h，H=30m，N=11kW，防爆電機，帶遠(yuǎn)傳啟停，臥式離心泵 | 304 | 2 | 臺 | | | | | | 23 | 活性炭設(shè)備 | 活性炭吸附裝置 | 304 | 2 | 臺 | | | | 定制加工 | | 24 | 調(diào)節(jié)閥組 | 管徑DN50，DN50閥門3臺，PN16 | 304 | 2 | 套 | | | | | | 25 | 引風(fēng)機 | 5000m3/h，2500Pa，葉輪、電機防爆，外殼304，變頻風(fēng)機 | 304 | 4 | 臺 | | | | | | 26 | ji | 304 | 2 | 臺 | | | | | | 27 | 控制柜 | 就地防爆控制柜、施耐德元器件、防腐 | 碳鋼 | 6 | 臺 | | | | 定制加工 | | 28 | 收集罩 | 接入燃燒爐廢氣收集罩 | 304 | 2 | 套 | | | | 定制加工 | | 29 | 煙囪 | DN300、鋼構(gòu)支架、高15米 | 國標(biāo) | 4 | 臺 | | | | 定制加工 | | 二 | 管材及施工 | | 30 | 管道 | DN25、δ=1.6mm、PN16 | 304 | 1300 | 米 | | | | | | 31 | DN50、δ=1.6mm、PN16 | 304 | 1960 | | | | | 32 | DN80、δ=2.0mm、PN16 | 304 | 3240 | | | | | 33 | DN200、δ=3.0mm、PN16 | 304 | 1880 | | | | | 34 | DN300、δ=4.0mm、PN16 | 304 | 480 | | | | | | 35 | 彎頭 | DN25 | 304 | 217 | 個 | | | | | | 36 | DN50 | 304 | 327 | | | | | 37 | DN80 | 304 | 540 | | | | | 38 | DN200 | 304 | 313 | | | | | 39 | DN300 | 304 | 80 | | | | | 40 | 法蘭 | DN25 | 304 | 650 | 個 | | | | | | 41 | DN50 | 304 | 980 | | | | | 42 | DN80 | 304 | 1620 | | | | | 43 | DN200 | 304 | 940 | | | | | 44 | DN300 | 304 | 240 | | | | | 45 | 金屬纏繞墊片 | DN25 | 四氟 | 650 | 個 | | | | 防腐耐高溫 | | 46 | DN50 | 四氟 | 980 | | | | | 47 | DN80 | 四氟 | 1620 | | | | | 48 | DN200 | 四氟 | 940 | | | | | 49 | DN300 | 四氟 | 240 | | | | | 50 | 防腐保溫 | DN25 | 304 | 1300 | 米 | | | | 厚度50mm，配套t=0.5mm，保溫鋁皮 | | 51 | DN50 | 304 | 1960 | | | | | 52 | DN80 | 304 | 3240 | | | | | 53 | DN200 | 304 | 1880 | | | | | 54 | DN300 | 304 | 480 | | | | | 四 | 電儀 | | 55 | 壓力變送器 | 防爆（壓力范圍） | | 32 | 個 | | | | | | 56 | 液位計 | 流量范圍 | | 8 | 個 | | | | | | 57 | 壓力表 | 耐震耐腐蝕膜盒壓力表Y-100，0-1.0MPa | | 38 | 個 | | | | | | 58 | 電纜 | 規(guī)格 | 國標(biāo) | 12000 | 米 | | | | | | 59 | 管材 | 鍍鋅管Φ/33.5mm | Q235B | 12000 | 米 | | | | |
大型甲醇防腐儲罐安全措施設(shè)計
1、甲醇內(nèi)浮頂儲罐設(shè)夏季水噴淋系統(tǒng)，配氮封設(shè)施，比采用拱頂罐減少物料損失約95%，中國石化總公司將內(nèi)浮頂罐列為環(huán)保、清潔生產(chǎn)設(shè)備。另外，由于噴淋水屬間接冷卻水，受污染少，可循環(huán)使用，不會帶來新的環(huán)境問題。
2、甲醇儲罐連接管線發(fā)生泄露后果預(yù)測：在不利氣象條件下甲醇濃度達(dá)到低致死濃度86000mg/m3和短時間接觸濃度限值50mg/m3的距離分別是23m和2.2km，在典型條件下達(dá)到低致死濃度86000mg/m3和短時間接觸濃度限值50mg/m3的距離分別是20m和1.8km甲醇泄露后的影響區(qū)域比較大，需要采取有效的控制和管理措施避免甲醇的泄露。另外還需要制定合理的應(yīng)急預(yù)案來確保一旦甲醇泄露后的應(yīng)對措施。正常工況，少量的甲醇蒸汽排入全廠火炬系統(tǒng)燒掉。 3、用內(nèi)浮頂加氮封比較好，安全且環(huán)保，需要注意的是氮封壓力的控制要可靠，必要時罐頂可設(shè)壓控的通大氣的快開閥，以保證罐內(nèi)氮氣壓力超高時的壓力卸放，以策設(shè)備安全。退而求其次，也可以采用拱頂加氮封的形式。
4、如果大型甲醇防腐儲罐儲存的僅是可燃液體的話，按道理來講，選用浮頂罐本身就是為減少儲罐火災(zāi)幾率和火災(zāi)危險程度而考慮的，因為一旦起火，也只在浮頂與罐壁間的密封裝置處燃燒，火勢不大，易于撲滅，且大大減低油氣損耗和對大氣的污染。但甲醇是劇毒、高易燃性(閃點低，只有12.22°C)、極易揮發(fā)、易爆的危險品，所以才考慮加氮封，但費用較高，另外，甲醇具有較強的揮發(fā)性，溫度愈高，揮發(fā)性愈強，故設(shè)一個夏季水噴淋冷卻設(shè)施，以減少物料損失，并保證安全。在易泄漏的部位設(shè)置固定式可燃?xì)怏w檢測報警器,以隨時監(jiān)測泄漏情況。另外，為了防雷防靜電，采取甲醇罐區(qū)內(nèi)的管道、儲罐上的導(dǎo)電不連續(xù)處采用金屬導(dǎo)體跨接，并進(jìn)行靜電接地處理，還有控制物料流速、控制進(jìn)料方式、防止水等雜質(zhì)混入甲醇物料等。 當(dāng)?shù)忾y關(guān)閉時.主閥的活塞是在一個密封室內(nèi).當(dāng)儲罐壓力等于或大于設(shè)定的壓力時.膜片就被向上頂起.氣導(dǎo)閥在彈簧的作用下向上移動.把氣導(dǎo)閥上的密封圈緊緊壓在閥座上.關(guān)閉了控制氣的進(jìn)口.同時特殊閥芯室的壓力增加并接近氮氣總管的壓力.此壓力通過內(nèi)部通道.從特殊閥芯室傳到主閥閥芯室.主閥的活塞就處于氮氣總管壓力的作用.由于主閥閥芯上.下所受氣體壓力平衡.所以主閥閥芯在自重和彈簧的作用下將閥門緊密關(guān)死. 
大型甲醇儲罐氮封裝置設(shè)計方案
氮封閥打開時.當(dāng)儲罐壓力稍微低于設(shè)定壓力時.膜片因為感應(yīng)壓力下降而向下移動.推動氣導(dǎo)閥打開.氮氣經(jīng)過孔板.氣導(dǎo)閥的出口進(jìn)入儲罐.使儲罐內(nèi)的壓力增加.同時氣導(dǎo)閥的特殊閥芯室的壓力下降.氮氣通過內(nèi)部通道從特殊閥芯室進(jìn)入主閥閥芯室.由于主閥閥芯的活塞面積大于主閥閥座孔面積.并有彈簧的彈力和主閥的重量.所以當(dāng)儲罐壓力稍微低于設(shè)定點時.特殊閥芯室和主閥閥芯室的壓力降低很小.主閥仍然保持關(guān)閉.氮氣只從氣導(dǎo)閥進(jìn)入儲.
甲醇腐蝕與甲醇純度和溫度有關(guān)，根據(jù)GB338-1992工業(yè)精甲醇一級品的規(guī)定，其雜質(zhì)總量不超過0.15%，如果是精醇，在100℃以下可以使用碳鋼設(shè)備;如果是粗醇，主要雜質(zhì)是水，其它雜質(zhì)為二甲醚、低級醇、酯、酮、烷烴、甲酸、甲酸甲酯和醛等，國內(nèi)生產(chǎn)的粗甲醇中醇含量為78%-96%，水分含量相差近20%，溫度越高對設(shè)備腐蝕越嚴(yán)重
甲醇的吸水性使之在貯存過程中含有少量水分，同時受到空氣的氧化或細(xì)菌發(fā)酵也會產(chǎn)生少量的有機酸，也會使甲醇在貯存過程中腐蝕性會逐漸增大，影響甲醇的顏色及品質(zhì)等。無水的甲醇在周圍環(huán)境溫度下對大多數(shù)金屬都無腐蝕作用，但鉛、鎳、銅鎳合金、鑄鐵和高硅鑄鐵除外。銅(或銅合金)、鋅(包括鍍鋅鋼)或鋁的外層都不適合用來貯藏。這些材料可能會被甲醇慢慢地腐蝕。
目前部分工廠已建甲醇儲罐型式內(nèi)浮頂+氮封，不知道這樣做的目的是什么？ 
1、考慮安全性-甲醇毒性
認(rèn)為揮發(fā)出的蒸汽污染操作環(huán)境？浮頂?shù)拿芊庑Ч麘?yīng)該有保障性，只是在使用時間長之后，可能密封效果減弱，這時候維修一下就可以了啊。 2、考慮安全性-火災(zāi)爆炸
認(rèn)為揮發(fā)的甲醇蒸汽在浮盤至拱頂空間內(nèi)累積，形成爆炸性混合物，有可能引發(fā)火災(zāi)？不知道這個可能性有多大？
在浮盤經(jīng)常上下活動的時候這個可能性應(yīng)該比較小，但是如果浮盤經(jīng)常處于近似靜止的情況呢？ 3、考慮經(jīng)濟性
應(yīng)該沒有經(jīng)濟性可言。
當(dāng)儲罐出液閥開啟.用戶放料時.液面下降.氣相部分容積增大.罐內(nèi)壓力降低.供氮裝置開啟.向儲罐注入氮氣.使罐內(nèi)壓力上升.當(dāng)罐內(nèi)壓力上升至供氮裝置自動關(guān)閉. 
大型甲醇儲罐氮封裝置設(shè)計方案甲醇儲罐壓力氮封閥特點:
氮封裝置的供(泄)氮壓力設(shè)定方便.可在連續(xù)生產(chǎn)的條件下進(jìn)行.在設(shè)定壓力范圍內(nèi).如從mm H
需調(diào)整到mm H .可通過調(diào)節(jié)供氮閥頂部的調(diào)節(jié)螺絲.改變彈簧的力.即可達(dá)到需要新設(shè)定的工藝值.泄氮閥的調(diào)整也是同理.
呼吸閥設(shè)定值調(diào)整:在上述設(shè)定值調(diào)整好后.為避免呼吸閥啟閉頻繁.呼吸閥的設(shè)定值應(yīng)大于泄壓設(shè)定置.
◇ 無需外加能源.能在無電.無氣的場合工作.既方便.又節(jié)約能源.降低成本;
◇ 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;
◇ 壓力檢測膜片有效面積大.設(shè)定彈簧剛度小.動作靈敏.裝置工作平穩(wěn);
◇ 采用無填料設(shè)計.閥桿所受摩擦力小.反應(yīng)迅速.控制精度高;
◇ 供氮裝置采用指揮器操作.減壓比可達(dá):,減壓效果好.控制精度高;
◇ 為確保儲罐的安全.需在罐頂設(shè)置呼吸閥;
◇ 呼吸閥僅起安全作用.避免了常規(guī)氮封裝置中啟閉頻繁易損壞的缺陷.
大型甲醇儲罐氮封裝置設(shè)計方案供氮裝置工作原理:
供氮裝置結(jié)構(gòu)如下圖所示.將設(shè)在罐頂?shù)娜狐c的介質(zhì)經(jīng)導(dǎo)壓管引入檢測機構(gòu)().介質(zhì)在檢測元件上產(chǎn)生一個作用力與彈簧.預(yù)緊力相平衡.當(dāng)罐內(nèi)壓力降低至低于供氮裝置壓力設(shè)定點時.平衡被破壞.使指揮器閥芯打開.從而使閥前氣體經(jīng)減壓閥.節(jié)流閥.進(jìn)入主閥執(zhí)行機構(gòu)上.下膜室.打主開閥閥芯.向罐內(nèi)充注氮氣;當(dāng)罐內(nèi)壓力升至供氮裝置壓力設(shè)定點時.由于預(yù)設(shè)彈簧力.關(guān)閉指揮器閥芯又由于主閥執(zhí)行機構(gòu)中彈簧作用.關(guān)閉主閥.停止供氮.
通過對甲醇罐區(qū)工藝裝置及運行過程風(fēng)險分析，得出目前甲醇儲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后對提高甲醇罐區(qū)安全運行并有效降低事故風(fēng)險等級提供有力保障。介紹了化工標(biāo)準(zhǔn)和美國石油協(xié)會(API)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于常壓儲罐氮封系統(tǒng)的工藝設(shè)計,通過對氮氣消耗量計算原理、系統(tǒng)連鎖控制要求以及儲罐安全附件設(shè)置要求進(jìn)行對比分析,發(fā)現(xiàn)兩者的異同點。結(jié)合內(nèi)蒙古某地甲醇儲罐工程實例,通過兩種標(biāo)準(zhǔn)對氮封系統(tǒng)的供氣量進(jìn)行計算,并對結(jié)果進(jìn)行了分析討論,指出了適用于國內(nèi)的較為準(zhǔn)確的設(shè)計方法,為其他工程類似的設(shè)計提供理論計算依據(jù)。 |
