VOCs氮封系统方案设计

VOCs氮封系统方案设计

在每台储罐上应设置氮封阀组和限流孔 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0.3KPa 左右，当气相空间压 力高于0.5KPa 时，氮封阀关闭，停止氮气供 应；当气相空间压力低于0.2KPa 时，氮封阀 开启，开启补充氮气。当氮封阀需要检修或 故障时，使用限流孔板旁路给储罐补充氮气。防止储罐等容器出现过压或负压的方法是在容器顶部设置开口。在这种情况下，在向容器内注入产品时，任何的多余空气或气体可自由离开容器；相反当产品排出时，空气可流入容器内。此类系统还可因温度波动而使容器出现“透气”现象，这通常会导致体积发生巨大变化。


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定压力底限（-0.5KPa）。
为确保设置氮封阀事故工况下的安全排放，应在储罐上设置事故泄压设置，紧急泄放阀定压 不应高于储罐的设计压力上限（2.0Kpa）。在进行储罐顶油气收集治理（封闭、密连通等）时， 应保证储罐的本质安全，这是储罐VOCs减排一切工作的前提。



氮气保护系统包括氮气源、氮气管线、氮封装置、罐内压力检测等。储罐氮封的作用主要是为了防止储罐出现负压而从呼吸阀吸入 空气，以保持罐内微正压；氮封阀正常压力设定值宜为 0.2kPa-0.5kPa，并应避免与呼吸阀和单呼阀或控制阀等设定压力交集，产生不必要的 氮气损耗和浪费。当罐内气体压力低于氮封阀开启压力时，氮封阀打 开向罐内补入氮气；当罐内气体压力达到氮封阀关闭压力时，氮封阀 关闭停止向罐内补入氮气。当罐内气体压力高于控制阀或呼阀定压时，通过呼阀或挥发气收集总管控制阀开启向罐外排出气体。呼吸阀外排压力、紧急泄放阀 定压根据储罐设计压力确定。对于设计压力为-0.5kPa～2.0kPa的储罐，宜采用以下控制方案:

 

1）在每台储罐上应设置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0.3kPa左右，当气相空间压力高于0.5kPa时，氮封阀关闭，停止氮气供应；当气相空间压力低于0.2kPa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。

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，应在储罐上设置事故泄压设备，紧急泄放阀定压不应高于储罐的设计压力上限（2.0kPa）。

4）在厂区收集总管上设置在线氧分析仪，判断储罐氮封系统的可靠性，并满足后续油气处理设施的安全性。


然而出于多种原因，此方法并不适用于所有产品。进入储罐内的空气可能会污染产品，尤其是当储罐中存储的是有机溶液与碳氢物时，爆炸性气体/空气会在产品上方形成。此外，还有可能发生不良气体与蒸气的释放。由于必须避免这些情况，因此需要将储罐密封。然而，需要将储罐存放在常压条件下，从而避免在对其灌装或温度升高时出现过压，更为重要的是避免在排放产品时出现真空。大型储罐尤其无法承受低压。


氮封系统可确保储罐顶部空间处于惰性空气保护与常压控制之下。实现这一结果的方法之一是连续充入氮气，这是一种相对简单且安全的解决方案。但由于其不断消耗氮气，因此操作成本很高。
较为的做法是基于压力的氮封工艺。一般来说，此类氮封系统由下列组件构成：
•一只在任何时候需要时允许惰性气体进入储罐的氮封阀或调节器；
•一只允许顶部空间气体流出储罐的泄氮阀、通风装置阀或蒸气回收阀。
•一只用于防止储罐出现过压或真空的安全压力/真空泄放阀（后者可导致储罐内爆，这种风险会随着储罐尺寸的增大而提高）
•连接管与惰性气体气源
在该应用当中，通气阀会在顶部空间体积变小时打开，从而将顶部空间气体排出储罐。当将产品泵抽出储罐或者温度下降时，覆盖调节器将会打开，并向储罐顶部空间充氮，避免压力不足。保持恒定表压可确保空气以及氧气不会进入储罐。温度与天气条件的变化意味着储罐需要连续通气。


在石油化工企业中，油罐脱水是非常重要的一项工作，原油必须脱水后才能进到减压装置， 否则会造成冲塔、着火；中间原料脱水后才能进入下一道加工工序；成品油必须脱水后才能进 行销售。此外，原油脱水能节省储运成本，减少含盐水对储罐、管道等设备的腐蚀。油气挥发造成的损失

经济损失：每次装卸都有0.18%的挥发损失
大气污染：油品的蒸发不但造成油品损耗、资源浪费、质量下降，而且由于大量油 气排入大气，严重污染环境。
人身伤害：油品蒸汽本身具有一定毒性，会引起皮肤、内脏和神经的疾病。

三、氮封阀设备选型及维护的意义：
设计或维护不当的氮封系统有可能导致严重事故发生。如果说所有的氮封系统均会出现这样或那样的泄漏则并不言过。由于其结构复杂，带有活动组件、包装与密封件的阀门容易发生故障。出现故障的压力变送器会记录错误的顶部空间压力，从而导致氮气消耗过高。当氮封阀无法充分打开时，氮气的流入量将会变得过低，从而导致顶部空间压力下降，进而造成储罐内爆或者空气泄漏至储罐当中。如前所述，这些情况会对产品质量产生影响，根据存储产品的不同，还会大大提高发生爆炸的风险。