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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)油品儲運安全環(huán)保生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種能夠有效降低氮氣消耗量和投資的氮封系。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,注意事項等方面進行了詳細闡述,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氣壓力恒定控制，以保護罐內(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)充注氮氣。因微壓調(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，降低有毒可燃氣體帶來的安全風(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行充分利用，氮氣耗量增加，系統(tǒng)運行能耗增加。③儲罐區(qū)氮氣用量不均衡，考慮最大用氣量，氮氣規(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、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、運行費用等因素，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行收集治理的儲罐應(yīng)設(shè)置氮氣密封系統(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)置獨立的系統(tǒng)或進行預(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)性有機物或可燃易爆,有毒氣體的排放和浪費,保護環(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,往儲罐里補充氮氣,壓力升高時,停止供應(yīng)氮氣.與呼吸閥(帶阻火器),緊急泄放閥等組成一個氮封保護系統(tǒng).