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石化苯乙烯儲罐氮封裝置設計優化方案 |
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| 詳細介紹 | ||||||||||||||||
一、石化苯乙烯儲罐氮封裝置設計優化方案問題 主要是產生聚合物、色度改變以及產生雜質等。儲罐氮封系統就是在儲罐內的油品上覆蓋氮氣,目的是防止儲罐內的油品與空氣接觸,防止油品氧化與泄露.氮封系統使用過程中可能發生各種問題,這就需要對氮封系統的安全附件參數配置,系統的可靠運行等進行探討. 供氮裝置 無需外加能源，利用被調介質自身能量為動力源，自動控制閥門介質流量，使閥后壓力保持恒定的壓力穩定裝置。現已廣泛應用于連續送氣的天然氣采輸，城市煤氣以及儲罐氮封系統和冶金、石油、化工等工業生產部門。苯乙烯在存儲過程中易發生自聚反應，須加入叔丁基鄰苯二酚（TBC）作為阻聚劑，并在苯乙烯空氣飽和前提下用惰性氣體（如氮氣等）液封。
可以使用不銹鋼罐，但其中要絕對避免銅質或銅合金材料，因為產生的銅鹽會使苯乙烯變色并影響其性能。苯乙烯單體的化學性能十分活潑，在不存在任何阻聚劑的情況下很容易發生自聚反應，而且此反應是放熱反應，不加以控制會導致溫度持續上升甚至引發儲罐爆炸，根據SH3007《石油化工儲運系統罐區設計規范》苯乙烯的儲罐應選用拱頂罐，儲存溫度為5～20℃，所以苯乙烯儲罐需要設計循環冷卻系統。根據SH3047《石油化工企業職業安全衛生設計規范》苯乙烯儲罐需要設氮封，在苯乙烯儲存過程中，氣相中的惰性氣體會逐步置換苯乙烯中的氧，使氧進入氣相而逐步增加氣相中的氧含量，當氣相中的氧含量達到8％(V/V)時，也會形成爆炸的危險，所以同時要經常更換氣封部位的惰性氣體，避免氣相中氧含量增加至8％。苯乙烯中*沒有氧氣(溶解)時，阻聚劑會失去阻聚作用，所以氮封要以空氣飽和苯乙烯為條件，要經常用空氣補充苯乙烯中的氧含量，以保證阻聚劑的有效阻聚作用。另外，苯乙烯對人體有較嚴重的危害，因此，苯乙烯的貯存必須要有嚴格的化學、物理和管理條件，以便達到上述職業安全衛生要求。
石化苯乙烯儲罐氮封裝置設計優化方案儲存注意事項： 通常商品加有阻聚劑。儲存于陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。包裝要求密封，不可與空氣接觸。應與氧化劑、酸類分開存放，切忌混儲。不宜大量儲存或久存。采用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。 特點： 控制精度高，可比一般ZZY型直接操作型調壓閥高一倍左右。調節壓差比大（如閥前0.8MPa、閥后0.001MPa）特別適合微壓氣體控制。壓力設定在指揮器上實現，因而方便、快捷、省力省時可在運行狀態下連續設定。
石化苯乙烯儲罐氮封裝置設計優化方案產品特點： 氮封裝置（氮封閥）是由ZZDG型指揮器操作型自力式壓力調節閥（這里簡稱供氮閥）和ZZDX型自力式微壓調節閥（簡稱泄氮閥）兩大部份組成。當罐內壓力升高超過設定值時，供氮閥關閉，泄氮閥打開（罐頂未設呼吸閥，或呼吸閥故障打不開），將罐內多余壓力泄放。在儲罐內壓力降低時，泄氮閥處于關閉狀態，供氮閥打開，向罐內注氮氣。供氮閥閥前壓力好在1.0Mpa以下，現場壓力較高時，可在供氮閥前安裝一只ZZYP型自力式壓力調節閥將壓力減至。1.0 Mpa以下，以提高性和使用效果。 氮封裝置（氮封閥）的供（泄）氮壓力設定方便，可在連續生產的條件下進行。在設定壓力范圍內，如從100mm H20需調整到50mm H20，可通過調節供氮閥頂部的調節螺絲，改變彈簧的力，即可達到需要新設定的工藝值。泄氮閥的調整也是同理。呼吸閥設定值調整：在上述設定值調整好后，為避免呼吸閥啟閉頻繁，呼吸閥的設定值應大于泄壓設定置。
二、石化苯乙烯儲罐氮封裝置設計優化方案引發這些問題的主要因素和苯乙烯儲存時應采取以下重要措施 1、合理的儲罐選型 行標SH／T3007—2007條文說明中第4．2．5條指出：“有些甲A、乙B類化工品有特殊存儲需要，不能采用內浮頂罐。如苯乙烯，為了抑制聚合需要與氧氣接觸，雖然苯乙烯屬乙A類液體，但其儲罐只能采用固定頂罐 。"固定頂罐的內部結構要簡單，儲罐內部表面要光滑、清潔，無疤痕、焊瘤，盡量減少橫梁、拉桿等，避免苯乙烯蒸汽的冷凝積聚。而且儲罐結構設計時一定要考慮防止苯乙烯聚合時流掛于罐壁的措施。 2、控制儲存溫度 在正常儲存條件下，苯乙烯的自聚是緩慢的，但是自聚的速度會隨溫度的升高而加快，所以苯乙烯儲存時應控制的諸多因素中，溫度是最重要的。溫度升高，聚合物產生的速度明顯加快，阻聚劑消耗也明顯增加，苯乙烯的儲存時間大大縮短。表2列舉了不同溫度下阻聚劑和氧濃度對苯乙烯儲存期的影響。不同溫度下阻聚劑和氧濃度對苯乙烯儲存期的影響. 3、加入適量的阻聚劑 對于苯乙烯最適宜的TBC含量是10～15mg／kg和45～55 mg／kg(對不同規格)，但在實際應用中可根據具體的溫度及含氧量情況予以調整。適量的TBC不會使苯乙烯因加入TBC而增加色澤，但TBC含量超過40—50mg／kg，就有可能使苯乙烯增加色澤，同時也給后期脫除TBC增加了難度和成本。 在苯乙烯中加入TBC的數量，任何時候不應低于10mg／kg，若低于10mg／kg時，應及時補充。TBC的值(危險值)是4—5mg／kg，低于這一數值會有發生放熱或暴聚的可能，而且根據實驗數據和實際運行的測量數據來看，隨時問的增加TBC含量逐漸降低，且存放的溫度越高，TBC含量降低得越陜。
4、加入適量的氧氣 從表2的數據可以看出，苯乙烯中的TBC和溶解氧相互作用才能達到有效儲存期的效果，含氧量不足時，即使TBC含量很高，阻聚效果還是很不理想。這是因為TBC對苯乙烯的阻聚作用并不能獨立完成，苯乙烯單體中必須有一定量的溶解氧，才能使TBC發揮其阻聚作用。TBC的阻聚機理是苯乙烯聚合單體自由基與氧結合后再奪取TBC雙酚中的H，把TBC氧化成醌，從而阻止了自由基的形成，起到阻聚作用。當苯乙烯單體中含量不足時，阻聚能力下降.含氧量低于15mg／kg時甚至會失去阻聚能力，因此苯乙烯單體中必須要保持足夠的含氧量。 5、設置氮封保護系統 苯乙烯中*沒有氧氣(溶解)，TBC會失去阻聚作用。但是過量氧的存在(主要指氣相中)又會帶來一系列問題。因為在苯乙烯儲罐上方的氣相中的苯乙烯蒸氣不含阻聚劑。這種苯乙烯蒸氣及其冷凝后形成的苯乙烯液滴會迅速被空氣中的氧氣氧化，并容易吸附在儲罐的生銹或多孔的表面上。另外，若這些含氧化產物的沉積物的跌落或溶解入罐中的苯乙烯中，也會使苯乙烯的色澤和聚合物含量增加。同時，也是促使苯乙烯聚合的因素之一。因此必須用惰性氣體在苯乙烯液面上方進行氮封，以減少氣相中氧所帶來的不良影響。在苯乙烯儲存過程中，氣相中的惰性氣體會逐步置換苯乙烯中的氧，使氧進入氣相而逐步增加氣相中的氧含量。當氣相中的氧含量達到8％((p)時，可能會形成爆炸性混合氣體的危險。所以要經常用空氣補充苯乙烯中的氧含量，以保證TBC的有效阻聚作用。同時要常換氣相空間的惰性氣體，保證氣相中氧含量控制在8％以下。
6、改進儲存工藝優化操作 為了保證苯乙烯的儲存安全和品質，必要時需對現有工藝進行改進，現有操作規程等進行優化。苯乙烯儲罐進、出罐開口應接近罐底，苯乙烯管道避免“死油段" 的出現。儲罐和管道等設備上的各種儀表引壓管要保溫，并定期排放，防止苯乙烯在引壓管中聚合。為防止爆聚的發生，應對儲罐及附件各部位處(管底、罐頂、呼吸閥、氮封閥、緊急泄放孔等)苯乙烯中的阻聚劑、聚合物進行分析，而且檢測苯乙烯、苯乙烯蒸汽的溫度。
石油化工企業油品儲罐區根據物料性質不同,部分有毒,可燃油品儲罐必須設置氮封系統.儲罐設置氮封可有效減緩油品直接與空氣接觸,降低產品變質的風險,降低有毒可燃氣體帶來的安全風險,減少油氣揮發度降低對環境的污染.目前國內油品儲罐氮封設置時每個氮封罐自成體系,沒能將所有氮封罐進行統籌考慮.存在這樣兩類問題: ①每具儲罐氮封管線上均設置有氮封閥,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行充分利用,氮氣耗量增加,系統運行能耗增加. ③儲罐區氮氣用量不均衡,考慮最大用氣量,氮氣規模較大,投資高但利用率低下. |
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