一、精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置工藝方案基本工作原理

氮封閥關(guān)閉，停止氮?dú)夤?yīng)；當(dāng)氣相空間壓力低于0.5KPa時(shí)，氮封閥開啟，開始補(bǔ)充氮?dú)?，保證儲(chǔ)罐在正常運(yùn)行過程中不吸進(jìn)空氣，防止形成爆炸性氣體。儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)裝置使用的氮?dú)饧兌炔灰说陀?9.96%，氮?dú)鈮毫σ藶?.2~0.6MPa。當(dāng)罐內(nèi)壓力超過1.1KPA（G）時(shí),泄氮閥工作,確保罐頂壓力低于1KPA(G).

儲(chǔ)罐氮封其實(shí)是一種向儲(chǔ)存容器與反應(yīng)器的頂部空間填充惰性化氣體的工藝，通常用于保護(hù)內(nèi)部成分因氧氣存在而發(fā)生氧化、腐蝕、聚合、降解、形成爆炸性混合物等現(xiàn)象。例如《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)（2018年版）5.7.6 規(guī)定：生產(chǎn)或儲(chǔ)存不穩(wěn)定的烯烴、二烯烴等物質(zhì)時(shí)應(yīng)采取防止生成過氧化物、自聚物的措施。如丁二烯、異戊二烯、氯丁二烯等在有空氣、氧氣或其他催化劑的存在下能產(chǎn)生有分解爆炸危險(xiǎn)的聚合過氧化物。苯乙烯、丙烯等也是不穩(wěn)定的化合物，在有空氣或氧氣的存在下，儲(chǔ)存時(shí)間過長，易自聚放出熱量，造成超壓而爆破設(shè)備。丁二烯在生產(chǎn)、儲(chǔ)存過程中，為防止生成過氧化物而采取的措施：嚴(yán)禁與空氣、氧化氮和含氧的氮?dú)忾L時(shí)間接觸，一般控制丁二烯氣相中含氧量小于0.3%。

氮封系統(tǒng)通常被設(shè)計(jì)成可在高于大氣壓力的條件下運(yùn)行，這樣可防止外部空氣進(jìn)入容器當(dāng)中。由于許多工藝與應(yīng)用不希望存在空氣中的氧氣與濕氣，因此從石油化工、食品、飲料、制藥與純凈水制造等，許多行業(yè)采用氮封工藝。 

2.《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB50160-2008）（2018年版）

6.2.2當(dāng)單罐容積小于或等于5000m3的內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐采用易熔材料制作的浮盤時(shí)，應(yīng)設(shè)置氮?dú)獗Ｗo(hù)等安全措施；

6.2.2條文解釋：對于有特殊要求的甲、乙液體物料，如苯乙烯、加氫原料、丙烯腈等易聚合、易氧化或有毒的液體物料，選用固定頂儲(chǔ)罐或臥式儲(chǔ)罐加氮封儲(chǔ)存也是可行的；

6.2.4A條款：儲(chǔ)存溫度超過120℃的重油固定頂罐應(yīng)設(shè)置氮?dú)獗Ｗo(hù)。

6.2.4條文解釋：采用固定頂罐或低壓儲(chǔ)罐儲(chǔ)存甲類液體時(shí)，為了防止油氣大量揮發(fā)和改善儲(chǔ)罐的安全狀況，應(yīng)采取減少日曬升溫的措施。其措施主要包括固定式冷卻水噴淋（霧）系統(tǒng)、氣體放空或氣體冷凝固流、加氮封或涂刷合格的隔熱涂料等。

3.《精細(xì)化工企業(yè)工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51283-2020）

5.1.5條文解釋：1）對于會(huì)產(chǎn)生高濃度有機(jī)廢氣的反應(yīng)罐、貯罐、過濾器等設(shè)備，為避免與氧氣形成爆炸性混合物，應(yīng)采用氮封系統(tǒng)保護(hù)，并以正壓輸送方式輸送到廢氣總管。

6.2.2條文解釋，對于單罐容積小于100m3或易氧化、易聚合等有特殊要求的甲 B、乙 A類液體物料儲(chǔ)存，可選用固定頂罐加氮?dú)饣蚨栊詺怏w密封。

4.《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50074-2014）

6.1.2及其條文解釋規(guī)定，當(dāng)選用內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐、固定頂儲(chǔ)罐儲(chǔ)存沸點(diǎn)低于45℃或在37.8℃時(shí)的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體時(shí)，應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Ｗo(hù)系統(tǒng)。

當(dāng)采用容量小于或等于10000m3的固定頂儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐或容量不大于100m3的臥式儲(chǔ)罐儲(chǔ)存沸點(diǎn)不低于45℃或在37.8℃時(shí)的飽和蒸氣壓不大于88kPa的甲B、乙A類液體化工品和輕石腦油時(shí)，應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Ｗo(hù)系統(tǒng)。儲(chǔ)存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置氮封保護(hù)系統(tǒng)。有些甲B、乙A類液體化工品有防聚合等特殊儲(chǔ)存需要，不適宜采用內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐，可選用固定頂儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐和容量小于或等于50m3的臥式儲(chǔ)罐，但應(yīng)采取氮封等安全保護(hù)措施，典型的易自聚不穩(wěn)定的丁二烯、苯乙烯儲(chǔ)罐，應(yīng)設(shè)置氮封系統(tǒng)，防止空氣進(jìn)入儲(chǔ)罐。

二、精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置工藝方案工藝方案

1.內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐改造

1）封堵儲(chǔ)罐罐壁（頂）的通氣口。

2）核算罐頂呼吸閥是否滿足設(shè)置氮封后的需求。呼吸閥的數(shù)量及規(guī)格按照《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)

規(guī)范》SH/T 3007-2007確定（見表一）。呼吸量除滿足儲(chǔ)罐的大、小呼吸外，還應(yīng)考慮氮封閥不能關(guān)閉時(shí)的進(jìn)氣量等因素。

3）在儲(chǔ)罐罐頂增加氮?dú)饨尤肟诤鸵龎嚎凇榇_保壓力取值的準(zhǔn)確性，兩開口之間的距離不宜小于1m。

4）量油孔應(yīng)加導(dǎo)向管，確保量油作業(yè)時(shí)不影響氮封壓力。

5）儲(chǔ)罐罐頂增加緊急泄壓人孔接口。

精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置工藝方案主要技術(shù)參數(shù)

規(guī)格及重量外形尺寸

三.精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置工藝方案工藝流程

1）在每臺(tái)儲(chǔ)罐上設(shè)置先導(dǎo)式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0.5KPa左右，當(dāng)氣相空間壓力高于1KPa時(shí)，氮封閥關(guān)閉，停止氮?dú)夤?yīng)；當(dāng)氣相空間壓力低于0.5KPa時(shí)，氮封閥開啟，開始補(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)罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)?，壓力高?KPa時(shí)，通過泄氮閥及帶阻火器的呼吸閥外排。

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1Kpa時(shí)，通過泄氮閥及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-1Kpa時(shí)，通過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（-1Kpa）。

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)置緊急泄放閥，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）當(dāng)需要使用限流孔板旁路補(bǔ)充氮?dú)鈺r(shí)，流量宜等于油品出罐流量.

5）若在相同油品儲(chǔ)罐之間設(shè)置有氣相聯(lián)通管道，每臺(tái)儲(chǔ)罐出口均應(yīng)設(shè)置阻火器，以防止事故擴(kuò)大。

6）阻火器應(yīng)選用安全性能滿足要求的產(chǎn)品，且阻力降不應(yīng)大于0.3KPa。

精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置工藝方案

從上面幾個(gè)規(guī)范來看，對各種儲(chǔ)罐儲(chǔ)存何種物料、蒸汽壓力、溫度情況下設(shè)置氮封有了明確的要求，甚至氮封操作壓力也有具體數(shù)據(jù)。但是沒有找到對氮?dú)鉂舛纫蟮木唧w參數(shù)要求。儲(chǔ)罐氮封其實(shí)是一種向儲(chǔ)存容器與反應(yīng)器的頂部空間填充惰性化氣體的工藝，通常用于保護(hù)內(nèi)部成分因氧氣存在而發(fā)生氧化、腐蝕、聚合、降解、形成爆炸性混合物等現(xiàn)象。

例如《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)（2018年版）5.7.6 規(guī)定：生產(chǎn)或儲(chǔ)存不穩(wěn)定的烯烴、二烯烴等物質(zhì)時(shí)應(yīng)采取防止生成過氧化物、自聚物的措施。如丁二烯、異戊二烯、氯丁二烯等在有空氣、氧氣或其他催化劑的存在下能產(chǎn)生有分解爆炸危險(xiǎn)的聚合過氧化物。苯乙烯、丙烯等也是不穩(wěn)定的化合物，在有空氣或氧氣的存在下，儲(chǔ)存時(shí)間過長，易自聚放出熱量，造成超壓而爆破設(shè)備。丁二烯在生產(chǎn)、儲(chǔ)存過程中，為防止生成過氧化物而采取的措施：嚴(yán)禁與空氣、氧化氮和含氧的氮?dú)忾L時(shí)間接觸，一般控制丁二烯氣相中含氧量小于0.3%。

氮封系統(tǒng)通常被設(shè)計(jì)成可在高于大氣壓力的條件下運(yùn)行，這樣可防止外部空氣進(jìn)入容器當(dāng)中。由于許多工藝與應(yīng)用不希望存在空氣中的氧氣與濕氣，因此從石油化工、食品、飲料、制藥與純凈水制造等，許多行業(yè)采用氮封工藝。