可燃介质低压储罐氮封系统设计和呼吸气量的计算

浅谈石油化工常压及低压储罐的氮封系统设计发布时间：2023-07-12T07:33:36.716Z 来源：《科技潮》2023年13期作者：赵思斌[导读] 石油化工业常压及低压储罐由于危险系数较高，极易出现严重的爆炸问题，需要在进行氮封处理时，对会存在的危害问题进行分析，加大保护力度，完善制定各项操作系统，制定科学的维护规程，确保整体氮封过程的安全稳定性。

中国石油辽阳石化公司辽宁辽阳 111003摘要：石油化工常压及低压储罐在进行氮封运行过程中会出现呼吸损耗问题，这一问题直接造成油品严重浪费，甚至出现油气爆炸事故。

由于油品硫化氢浓度太高，继而在储罐时极易形成硫化亚铁，这样会形成严重的自燃风险。

对此，在进行储罐氮封时需要完善各项应用设施，确保整体氮气封存状态，能够对石油化工常压及低压储罐进行有效处理，清除罐内有氧环境，降低自燃风险。

积极加大检测力度，将其损耗效果降到最低，避免出现氮气泄露问题。

同时还需要加强对储罐氮封系统的优化设计，提高整体储罐实验质量水平。

关键词：石油化工；常压；低压储罐；氮封系统；设计方案前言：石油化工作为国内轻质油品储存状态，在进行常压及低压储罐时完成氮封处理，但是在实际过程中会存在巨大的隐患问题，呼吸损耗加大，容易造成油气爆炸，这是因为轻质储罐内油气会浮于上端，容易造成内浮顶罐。

其次，还需要完善通风设施，完善设计储罐氮气密封系统。

最后，还需要对回收装置进行有效处理，提高整体氮封系统设计，这样才能避免油品过度消耗，降低油气浓度，确保能够避免自燃风险问题。

一、石油化工常压及低压储罐的基本概述石油化工业常压及低压储罐由于危险系数较高，极易出现严重的爆炸问题，需要在进行氮封处理时，对会存在的危害问题进行分析，加大保护力度，完善制定各项操作系统，制定科学的维护规程，确保整体氮封过程的安全稳定性。

由于石油化工常压及低压储罐需要采用液体原料，完善应用成品设施，实现氮封目标。

首先，还需要加强对精细化企业规模生产处理，能够满足各项储罐处理，同时还能完善设置防火标准，能够提高整体液体单罐处理，加强对精细化常压储罐种类的有效处理，这样能够提高整体安全运行需求，优化氮封系统工艺设计，满足安全运行需求[1]。

储罐氮封系统装置（供氮阀泄氮阀呼吸阀）设计方案一、基本原理在储罐上设置氮封系统装置，维持罐内气相空间压力在1.2KPa左右，当气相空间压力高于1.4KPa时，氮封阀关闭，停止氮气供应；当气相空间压力低于0.8KPa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。

储罐氮封系统装置使用的氮气纯度不宜低于99.96%，氮气压力宜为0.5~0.6MPa。

二、工艺方案以4台轻质油内浮顶储罐组成的罐组为例，设计方案如下：1.内浮顶储罐改造1）封堵储罐罐壁（顶）的通气口。

2）核算罐顶呼吸阀是否满足设置氮封后的需求。

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（见表一）。

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接口。

2.工艺流程1）在每台储罐上设置先导式氮封阀组和限流孔板旁路，正常情况下使用氮封阀组维持罐内气相空间压力在1.2KPa左右，当气相空间压力高于1.4KPa时，氮封阀关闭，停止氮气供应；当气相空间压力低于0.8KPa时，氮封阀开启，开始补充氮气；当氮封阀需要检修或故障时，使用限流孔板旁路给储罐内补充氮气，压力高于1.5KPa时，通过带阻火器的呼吸阀外排（短时间连续补充氮气）。

2）当氮封阀事故失灵不能及时关闭，造成罐内压力超过1.5Kpa时，通过带阻火器的呼吸阀外排；当氮封阀事故失灵不能及时开启时，造成罐内压力降低至-0.3Kpa时，通过带阻火器呼吸阀向罐内补充空气，确保罐内压力不低于储罐的设计压力低限（-0.5Kpa）。

3）为确保设置氮封储罐事故工况下的安全排放，应在储罐上设置紧急泄放阀，紧急泄放阀定压不应高于储罐的设计压力上限（2.0Kpa）。

石油化工储罐呼吸阀的计算选型摘要：呼吸阀是常压和低压储罐常用附件之一，用于维持储罐内外稳定的压力差，从而保护储罐。

本文简单介绍了呼吸阀的一般原理和分类，分析了国内外规范中的计算选型方法，并结合实际工程案例进行了选型计算。

关键词：呼吸阀，概述，计算，选型呼吸阀是低压和常压储罐常用的安全附件，其技术成熟，性能稳定，可实现自动自主呼/吸调节储罐的压力，防止储罐破裂或被抽瘪。

同时，呼吸阀还在一定程度上减少罐内介质因挥发造成的损耗[1]。

由于储罐的占地面积大，储存介质常具有易燃、易爆等危险特性，并且储罐存储的介质都具有一定的经济价值，所以用呼吸阀保证储罐的安全显得尤为重要。

一、呼吸阀的选型计算1.呼吸阀的选型呼吸阀计算选型关键是呼吸阀通气量的计算。

在计算通气量时，需要知道储在各种工况下分别的进出情况。

存储介质本身的闪点也会影响到通气量的计算。

对于热呼吸量的计算，还需要考虑当地最大温升和温降。

2.呼吸阀计算规范在《API 2000-2014 Venting Atmospheric and Low-pressure Storage Tanks》中，对正常的吸入、呼出工况的计算方法与国内规范差别不大，对于热呼出工况，API2000中给出了两种不同的计算方法。

下文将分工况详述。

2.1呼出工况（Out-breathing）对于不易挥发的液体，且储罐气相蒸汽压小于5.0KPa时，呼吸阀呼出量Vop等于液体进罐量Vpf。

在SI单位制下即：对易挥发性液体，且储罐气相蒸汽压大于等于5.0KPa时，呼吸阀呼出量Vop等于液体进罐量Vpf。

在SI单位制下即：呼出量计算中所用的体积值为实际温度、压力下的体积，所以呼出量的单位为m3/h。

2.2吸入工况（Inbreathing）呼吸阀吸入工况相对单一，主要是由于罐内液体的排出。

呼吸阀呼出量Vip等于液体进罐量Vpe。

在SI单位制下即：特别应该注意的是，吸入工况最终计算得到的呼出量是标况下每小时吸入空气的体积，单位为Nm3/h。

液体化工储罐
①工作排放（大呼吸损耗）
在储罐进料时，随着原料液面的升高，气体空间体积变小，混合气受到压缩，压力不断升高。

当罐内混合气压升高到呼气阀的控制压力时，压力阀盘开启，呼出混合气。

根据原料储量、性质，采用大呼吸损耗经验计算公式，可估算各原料的装罐损耗。

“大呼吸”损耗的估算公式：
LW=4.188*10-7*M*P*KN*KC
式中：LW：固定顶罐的工作损失（内浮顶罐的损失量为固定顶罐的10%，球罐可以忽略大呼吸量）（kg/m3投入量）；
KN：周转因子，取决于油罐的年周转系数N，当N≤36时，KN=1；当N＞220时，按KN=0.26计算；当36＜N＜220，KN＝11.467×N－0.7026
KC：产品因子，有机液体取值为1.0；
M：油蒸气的摩尔质量，g/mol；
P：在大量液体状态下，真实的蒸汽压力。

拱顶罐的静储蒸发损耗量(小呼吸)估算公式：
LB=0.191×M×(P/(100910-P))0.68×D1.73×H 0.51×△T 0.45×FP×C×KC 请问：
1.P指的是什么蒸汽压力，某液体化工品的饱和蒸汽压还是其它什么？？如98%浓硫酸、31%盐酸、甲醛、甲醇等的蒸汽压力是多少？
这些数据可以从哪些资料里面得到呢？？
2.小呼吸损耗H—平均蒸气空间高度（m）；这个H值是怎么取的呢？。