VOCs氮封系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

VOCs氮封系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

在每臺(tái)儲(chǔ)罐上應(yīng)設(shè)置氮封閥組和限流孔 板旁路，正常情況下使用氮封閥組維持罐內(nèi) 氣相空間壓力在0.3KPa 左右，當(dāng)氣相空間壓 力高于0.5KPa 時(shí)，氮封閥關(guān)閉，停止氮?dú)夤?應(yīng)；當(dāng)氣相空間壓力低于0.2KPa 時(shí)，氮封閥 開啟，開啟補(bǔ)充氮?dú)?。?dāng)?shù)忾y需要檢修或 故障時(shí)，使用限流孔板旁路給儲(chǔ)罐補(bǔ)充氮?dú)?。防止?chǔ)罐等容器出現(xiàn)過(guò)壓或負(fù)壓的方法是在容器頂部設(shè)置開口。在這種情況下，在向容器內(nèi)注入產(chǎn)品時(shí)，任何的多余空氣或氣體可自由離開容器；相反當(dāng)產(chǎn)品排出時(shí)，空氣可流入容器內(nèi)。此類系統(tǒng)還可因溫度波動(dòng)而使容器出現(xiàn)“透氣”現(xiàn)象，這通常會(huì)導(dǎo)致體積發(fā)生巨大變化。


當(dāng)?shù)忾y事故失靈不能及時(shí)關(guān)閉，造成罐內(nèi)壓力超過(guò)1.5Kpa時(shí)， 通過(guò)帶阻火器的呼吸閥外排； 當(dāng)?shù)忾y事故失靈不能及時(shí)開啟時(shí)，造成罐內(nèi)壓力降低至-0.3Kpa 時(shí)， 通過(guò)帶阻火器呼吸閥向罐 內(nèi)補(bǔ)充空氣，確保罐內(nèi)壓力不低于儲(chǔ)罐的設(shè)定壓力底限（-0.5KPa）。
為確保設(shè)置氮封閥事故工況下的安全排放，應(yīng)在儲(chǔ)罐上設(shè)置事故泄壓設(shè)置，緊急泄放閥定壓 不應(yīng)高于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力上限（2.0Kpa）。在進(jìn)行儲(chǔ)罐頂油氣收集治理（封閉、密連通等）時(shí)， 應(yīng)保證儲(chǔ)罐的本質(zhì)安全，這是儲(chǔ)罐VOCs減排一切工作的前提。



氮?dú)獗Ｗo(hù)系統(tǒng)包括氮?dú)庠?、氮?dú)夤芫€、氮封裝置、罐內(nèi)壓力檢測(cè)等。儲(chǔ)罐氮封的作用主要是為了防止儲(chǔ)罐出現(xiàn)負(fù)壓而從呼吸閥吸入 空氣，以保持罐內(nèi)微正壓；氮封閥正常壓力設(shè)定值宜為 0.2kPa-0.5kPa，并應(yīng)避免與呼吸閥和單呼閥或控制閥等設(shè)定壓力交集，產(chǎn)生不必要的 氮?dú)鈸p耗和浪費(fèi)。當(dāng)罐內(nèi)氣體壓力低于氮封閥開啟壓力時(shí)，氮封閥打 開向罐內(nèi)補(bǔ)入氮?dú)?；?dāng)罐內(nèi)氣體壓力達(dá)到氮封閥關(guān)閉壓力時(shí)，氮封閥 關(guān)閉停止向罐內(nèi)補(bǔ)入氮?dú)?。?dāng)罐內(nèi)氣體壓力高于控制閥或呼閥定壓時(shí)，通過(guò)呼閥或揮發(fā)氣收集總管控制閥開啟向罐外排出氣體。呼吸閥外排壓力、緊急泄放閥 定壓根據(jù)儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力確定。對(duì)于設(shè)計(jì)壓力為-0.5kPa～2.0kPa的儲(chǔ)罐，宜采用以下控制方案:

 

1）在每臺(tái)儲(chǔ)罐上應(yīng)設(shè)置氮封閥組和限流孔板旁路，正常情況下使用氮封閥組維持罐內(nèi)氣相空間壓力在0.3kPa左右，當(dāng)氣相空間壓力高于0.5kPa時(shí)，氮封閥關(guān)閉，停止氮?dú)夤?yīng)；當(dāng)氣相空間壓力低于0.2kPa時(shí)，氮封閥開啟，開始補(bǔ)充氮?dú)狻．?dāng)?shù)忾y需要檢修或故障時(shí)，使用限流孔板旁路給儲(chǔ)罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)狻?/p>

2）當(dāng)?shù)忾y事故失靈不能及時(shí)關(guān)閉，造成罐內(nèi)壓力超過(guò) 1.5kPa時(shí)，通過(guò)帶阻火器的呼吸閥外排；當(dāng)?shù)忾y事故失靈不能及時(shí)開啟時(shí)， 造成罐內(nèi)壓力降低至-0.3kPa 時(shí)，通過(guò)帶阻火器呼吸閥向罐內(nèi)補(bǔ)充空 氣，確保罐內(nèi)壓力不低于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力低限（-0.5kPa）。

3）為確保設(shè)置氮封儲(chǔ)罐事故工況下的安全排放，應(yīng)在儲(chǔ)罐上設(shè)置事故泄壓設(shè)備，緊急泄放閥定壓不應(yīng)高于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力上限（2.0kPa）。

4）在廠區(qū)收集總管上設(shè)置在線氧分析儀，判斷儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)的可靠性，并滿足后續(xù)油氣處理設(shè)施的安全性。


然而出于多種原因，此方法并不適用于所有產(chǎn)品。進(jìn)入儲(chǔ)罐內(nèi)的空氣可能會(huì)污染產(chǎn)品，尤其是當(dāng)儲(chǔ)罐中存儲(chǔ)的是有機(jī)溶液與碳?xì)湮飼r(shí)，爆炸性氣體/空氣會(huì)在產(chǎn)品上方形成。此外，還有可能發(fā)生不良?xì)怏w與蒸氣的釋放。由于必須避免這些情況，因此需要將儲(chǔ)罐密封。然而，需要將儲(chǔ)罐存放在常壓條件下，從而避免在對(duì)其灌裝或溫度升高時(shí)出現(xiàn)過(guò)壓，更為重要的是避免在排放產(chǎn)品時(shí)出現(xiàn)真空。大型儲(chǔ)罐尤其無(wú)法承受低壓。


氮封系統(tǒng)可確保儲(chǔ)罐頂部空間處于惰性空氣保護(hù)與常壓控制之下。實(shí)現(xiàn)這一結(jié)果的方法之一是連續(xù)充入氮?dú)?，這是一種相對(duì)簡(jiǎn)單且安全的解決方案。但由于其不斷消耗氮?dú)猓虼瞬僮鞒杀竞芨摺?br />較為的做法是基于壓力的氮封工藝。一般來(lái)說(shuō)，此類氮封系統(tǒng)由下列組件構(gòu)成：
•一只在任何時(shí)候需要時(shí)允許惰性氣體進(jìn)入儲(chǔ)罐的氮封閥或調(diào)節(jié)器；
•一只允許頂部空間氣體流出儲(chǔ)罐的泄氮閥、通風(fēng)裝置閥或蒸氣回收閥。
•一只用于防止儲(chǔ)罐出現(xiàn)過(guò)壓或真空的安全壓力/真空泄放閥（后者可導(dǎo)致儲(chǔ)罐內(nèi)爆，這種風(fēng)險(xiǎn)會(huì)隨著儲(chǔ)罐尺寸的增大而提高）
•連接管與惰性氣體氣源
在該應(yīng)用當(dāng)中，通氣閥會(huì)在頂部空間體積變小時(shí)打開，從而將頂部空間氣體排出儲(chǔ)罐。當(dāng)將產(chǎn)品泵抽出儲(chǔ)罐或者溫度下降時(shí)，覆蓋調(diào)節(jié)器將會(huì)打開，并向儲(chǔ)罐頂部空間充氮，避免壓力不足。保持恒定表壓可確保空氣以及氧氣不會(huì)進(jìn)入儲(chǔ)罐。溫度與天氣條件的變化意味著儲(chǔ)罐需要連續(xù)通氣。


在石油化工企業(yè)中，油罐脫水是非常重要的一項(xiàng)工作，原油必須脫水后才能進(jìn)到減壓裝置， 否則會(huì)造成沖塔、著火；中間原料脫水后才能進(jìn)入下一道加工工序；成品油必須脫水后才能進(jìn) 行銷售。此外，原油脫水能節(jié)省儲(chǔ)運(yùn)成本，減少含鹽水對(duì)儲(chǔ)罐、管道等設(shè)備的腐蝕。油氣揮發(fā)造成的損失

經(jīng)濟(jì)損失：每次裝卸都有0.18%的揮發(fā)損失
大氣污染：油品的蒸發(fā)不但造成油品損耗、資源浪費(fèi)、質(zhì)量下降，而且由于大量油 氣排入大氣，嚴(yán)重污染環(huán)境。
人身傷害：油品蒸汽本身具有一定毒性，會(huì)引起皮膚、內(nèi)臟和神經(jīng)的疾病。

三、氮封閥設(shè)備選型及維護(hù)的意義：
設(shè)計(jì)或維護(hù)不當(dāng)?shù)牡庀到y(tǒng)有可能導(dǎo)致嚴(yán)重事故發(fā)生。如果說(shuō)所有的氮封系統(tǒng)均會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的泄漏則并不言過(guò)。由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，帶有活動(dòng)組件、包裝與密封件的閥門容易發(fā)生故障。出現(xiàn)故障的壓力變送器會(huì)記錄錯(cuò)誤的頂部空間壓力，從而導(dǎo)致氮?dú)庀倪^(guò)高。當(dāng)?shù)忾y無(wú)法充分打開時(shí)，氮?dú)獾牧魅肓繉?huì)變得過(guò)低，從而導(dǎo)致頂部空間壓力下降，進(jìn)而造成儲(chǔ)罐內(nèi)爆或者空氣泄漏至儲(chǔ)罐當(dāng)中。如前所述，這些情況會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響，根據(jù)存儲(chǔ)產(chǎn)品的不同，還會(huì)大大提高發(fā)生爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。