请教甲醇储罐氮封系统的设计

内浮顶罐氮封设计探讨

储存易燃、易爆及剧毒的石油化工液体的内浮顶储罐设置氮封系统,维持罐内气相空间压力保持在某一个压力范围之内,以避免容器内物料与空气直接接触,形成爆炸威胁和环境污染。同时防止物料挥发、被氧化,确保物料质量安全。

一、基本原理及工艺流程

1、基本原理

在储罐上设置氮封系统,根据储罐设计要求,确定储罐内气相空间压力控制范围。当气相空间压力高于气上限时,氮封阀关闭,停止氮气供应当气相空间压力低于下限时,氮封阀开启,开始补充氮气,保证储罐在正常运行过程中不吸进空气,防止形成爆炸性气体。

2、控制流程(以2台轻油罐为例)见附图一。

二、内浮顶氮封罐的结构特点

设有氮封装置的内浮顶罐与普通内浮顶罐结构有所不同,主要由以下几点:

1)设有氮封装置的内浮顶罐不设罐壁环形通气孔

2)氮封罐顶设置呼吸阀。呼吸阀的数量及规格按照《石油化工储运系统罐区设计规范》SH/T 3007-2007确定。呼吸量除满足储罐的大、小呼吸外,还应考虑氮封阀不能关闭时的进气量等因素。

3)在储罐罐顶增加氮气接入口和引压口。为确保压力取值的准确性,两开口之间的距离不宜小于1m。

4)量油孔应加导向管,确保量油作业时不影响氮封压力。

5)储罐罐顶增加紧急泄压人孔。

三、氮封系统参数确定

1、储罐结构与设计参数

本储罐为地上立式圆筒形钢制焊接内浮顶储罐,公称容量3000m3。储罐设计正压1960Pa,设计负压-490Pa。罐顶设有两只呼吸阀。呼吸阀开启压力-392Pa,关闭压力1750Pa。

2、氮封设备及参数

该罐储存介质是易燃、易爆、易挥发、有毒的甲醇液体。根据SH/T3007—2007《石油化工储运系统灌区设计规范》“采用氮封的固定顶罐还应设事故泄压设备”的规定,本罐采用自力式氮封阀进行储

氮封工作原理：氮封装置由供氮阀、泄氮阀、呼吸阀组成，供氮阀由指挥器和主阀两部分组成；泄氮阀由内反馈的压开型微压调节阀组成，，通过氮封装置精确控制。当储罐进液阀开启，向罐内添加物料时，液面上升，气相部分容积减小，压力升高，当罐内压力升至高于泄氮阀压力设定值时，泄氮阀打开，向外界释放氮气，使罐内压力下降，降至泄氮阀压力设定点时，自动关闭。当储罐出液阀开启，用户放料时，液面下降，气相部分容积增大，罐内压力降低，供氮阀开启，向储罐内注入氮气，使罐内压力上升，升至供氮阀压力设定点，自动关闭。特点及应用范围：氮封装置主要用于保持容器顶部保护气（一般为氮气）的压力恒定，以避免容器内物料与空气直接接触，防止物料挥发，被氧化，以及容器的安全。特别适用于大型储罐的气封保护系统。该产品具有节能、动作灵敏、运行可靠、操作与维修方便简单等特点。安装使用与维护：1、安装：（1）安装前，检查整机零件是否缺损或者松动，对管道应进行清洗，介质流向应与阀体箭头指向一致。（2）为便于现场维修与操作，阀四周应留有适当的空间。（3）阀门应正立垂直安装在水平管道上，阀体与管道的法兰连接，要注意轴度，并应安装在环境温度不超过-25~55°C的场合使用。2、使用（1）开启阀前 截止阀，使介质缓慢流入阀体。（2）拧开指挥器护罩，松开指挥器调节螺。（3）调节指挥器主弹簧，使阀后压力至设定值。（4）固定指挥器调节螺钉，装好护罩，调压阀即可开始工作。（5）不用时，关闭阀前截止阀。3、维护（1）拆卸阀门时，要保护好精密零件的表面，拆装阀座时，要使用专用工具。（2）阀芯与阀座，不管修理或者更换，密封面都必须进行研磨。（3）弹簧若有裂缝迹象，必须更换。（4）密封垫片与0型圈每次检修时全部更换，膜片根据检查结果而定。（5）阀门平时维护，只有观察阀后导压器上的压力表是否符合设计值要求即可。另外若发现各连接处有渗漏，可拧紧螺母与螺钉或更换密封垫片与0型圈。

石油化工企业职业安全卫生设计规范规定甲醇储罐须设氮封。根据查询相关公开信息显示，根据石油化工企业职业安全卫生设计规范(SH3047-93)中，对甲醇、苯等储罐要求设置氮气密封。氮气密封技术就是用氮气补充罐内气体空间，由于氮气比油蒸气轻，所以氮气浮在油蒸气上面。当呼气时，呼出罐外的是氮气而不是油蒸气，当罐内压力降低时，氮气自动进罐补充气体空间，减少蒸发损耗，避免油品接触空气氧化。石油化工油品储运领域，主要涉及需要抑制与外界空气接触的油品储存过程中的氮气密封系统。

是2kpa至5kpa。常压储罐氮封呼吸阀的进气压力低于储罐的设计负压力，设计压力是是2kpa至5kpa。常压储罐设计压力是常压，应用于炼油及化工企业，用来储存原油、成品油、中间原料和化工产品等介质。

对于常压贮槽氮封阀的选型，个人理解是，既然装氮封，肯定配套安装呼吸阀，因此，根据《石[wiki]化工[/wiki]艺管道安装设计手册_第一篇.》P348页的规定，应该是储罐设计压力>呼吸阀呼出压力>自力式氮封阀氮封压力。只要确定呼吸阀呼出压力，将该压力减少一点后和氮气来源压力报给自力式氮封阀生产厂家，型号自然就定了哦。

个人认为化工安全设计方面的内容如下：装置安全间距、设备的安全间距、设备的安全措施（安全阀、防爆膜）、人员的安全卫生（如防烫防冻，喷淋，个人防护用品）、工艺的安全设计（氮封、喷淋降温）、事故预案预防报警（防火堤、围堰、报警系统、防爆区域防爆等、广播及事故预案等）、事故处理设计（事故池等）。当然上述有些是属于消防专业、有的属给排水专业、有的属总图专业、有的属电气专业。个人认为安全专业应对其它专业的安全设计应有审核权和建议权。这只是个人意见。

个人建议：呼吸阀。理由如下：

1、呼吸阀是一种用于常压储罐顶部的安全设施，它可以保持常压储罐中的压力始终处于正常状态，用来降低常压储罐内挥发性液体的蒸发损失，并保护储罐免受超压或真空度的破坏。

如果你们现场压力确实不大，设计压力为0.1MPa以下（大于0.1MPa即视为压力储罐），可以采用呼吸阀，不过使用呼吸阀时，设计压力一般在0.01MPa以下居多；

2、虽有供氮阀，但考虑双重保护，呼吸阀的吸入功能还是必不可少的，这样在氮封出现问题时，可临时吸入部分空气或者特殊气体让卧式罐保持压力平衡。但需要注意的是，当呼吸阀用在氮封罐上，则氮气供气管的接管位置一定要远离呼吸阀接口，并由罐顶部插入储罐内越200mm，这样氮气进罐后不会直接排除，达到氮封的目的。

氮封水箱氮气用量是冰箱内压力和储存液体的进出多少来决定的。

冰箱设计规范中有具体计算方法，为温度变化引起的呼吸量加液体最大出储罐量累加。

氮气，化学式为N2，通常状况下是一种无色无味的气体，而且一般氮气比空气密度小。