張帆

摘 要：環(huán)氧丙烷是重要的有機(jī)化工原料，常溫工況下儲(chǔ)存揮發(fā)性極強(qiáng)，揮發(fā)的氣相形成爆炸危險(xiǎn)環(huán)境，對(duì)儲(chǔ)運(yùn)過程的安全管理要求較高。一些港口企業(yè)在建設(shè)初期并未考慮環(huán)氧丙烷的儲(chǔ)存而布置中壓不銹鋼拱頂罐，而隨著近年來環(huán)氧丙烷市場(chǎng)需求量的快速增加，其儲(chǔ)運(yùn)市場(chǎng)行情走高，如何高效、低耗的進(jìn)行環(huán)氧丙烷的安全儲(chǔ)存，成為了一個(gè)具有價(jià)值的課題。本文對(duì)使用現(xiàn)有碳鋼低壓拱頂罐進(jìn)行適應(yīng)性改造，使其具備安全、經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)存環(huán)氧丙烷的客觀條件，提出了不同方面的升級(jí)解決方案及儲(chǔ)運(yùn)工藝。

關(guān)鍵詞：環(huán)氧丙烷;碳鋼拱頂儲(chǔ)罐;夏季儲(chǔ)存

1 產(chǎn)品特性

環(huán)氧丙烷（以下簡(jiǎn)稱PO）是無色、具有醚類氣味的低沸易燃液體。是除草劑異丙甲草胺的中間體，也是重要的有機(jī)合成化工原料。作為非液化烴介質(zhì)，在常溫工況儲(chǔ)存下，主要要注意起易沸性和不穩(wěn)定性，34℃的沸點(diǎn)，室外工況達(dá)到25℃以上時(shí)，其揮發(fā)性極強(qiáng)。同時(shí)PO化學(xué)性質(zhì)活潑，易開環(huán)聚合，可與水、氨、醇、二氧化碳等反應(yīng)，生成相應(yīng)的化合物或聚合物。在靜態(tài)儲(chǔ)存和動(dòng)態(tài)運(yùn)輸過程中，要注意其與鐵銹、氧氣的隔絕。

2 儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備升級(jí)

（1）對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行升級(jí)，調(diào)整升級(jí)安全閥、呼吸閥等，提高大小呼吸整定壓力。為隔絕鐵銹，罐內(nèi)可做內(nèi)涂層，或入貨前進(jìn)行噴砂徹底除銹，并在2小時(shí)內(nèi)進(jìn)行惰性氣體保護(hù)。罐體底部增加制冷盤管，底部可考慮增加冷凝毛細(xì)管（循環(huán)介質(zhì)為冷媒）。罐體側(cè)壁循環(huán)線入口增加中部第二進(jìn)罐口，用于液位較高時(shí)的制冷循環(huán)，防止出現(xiàn)冷坨現(xiàn)象。

（2）罐頂增加氣相板式換熱器，用于重新冷凝受熱揮發(fā)的PO。考慮到氮?dú)馀cPO蒸汽的混合氣體飽和蒸汽壓較低，對(duì)罐頂?shù)庀到y(tǒng)進(jìn)行工作范圍調(diào)整，加大氮封保壓范圍。因PO靜態(tài)儲(chǔ)存飽和蒸汽壓較大，罐頂外部的泡沫發(fā)生器進(jìn)行升級(jí)，在保證應(yīng)急需求的前提下提高承壓。

（3）對(duì)儲(chǔ)罐、產(chǎn)品線、汽車線、碼頭線等計(jì)劃儲(chǔ)運(yùn)PO的相關(guān)設(shè)備管道增設(shè)不低于CC30的保冷層，以保證儲(chǔ)運(yùn)過程中PO不會(huì)因局部受熱過快出現(xiàn)局部聚合現(xiàn)象，堵塞管道。

（4）增設(shè)功率曲線及揚(yáng)程符合PO作業(yè)參數(shù)的保冷機(jī)泵，增設(shè)密閉下裝下卸鶴管，并對(duì)裝卸相應(yīng)管線增加保冷層。并自裝卸作業(yè)區(qū)域至儲(chǔ)罐區(qū)之間，增設(shè)密閉氣相平衡管。

3 配套設(shè)備及附件升級(jí)

（1）增設(shè)或升級(jí)配套制冷系統(tǒng)，升級(jí)或更換冷媒，提高制冷系統(tǒng)的輸出功率，使其在夏季高溫室外工況下仍能輸出溫度不低于12℃的冷媒介質(zhì)，并依據(jù)罐體容積測(cè)算確定最小流量。

（2）增設(shè)液相管式換熱器，用于PO液相與冷媒的換熱，換熱比、效率、接觸換熱面積及對(duì)流比都要符合工藝需求。

4 夏季儲(chǔ)存工藝

日常儲(chǔ)存全程保持低溫密閉氮封儲(chǔ)存。當(dāng)溫度緩慢上升后，主要通過自循環(huán)降溫和氣相冷凝降溫兩個(gè)方式進(jìn)行降溫制冷，以保證罐內(nèi)產(chǎn)品儲(chǔ)存溫度為-5～10℃，最高不超過15℃。制冷系統(tǒng)經(jīng)過改造后最低出水溫度應(yīng)達(dá)-10℃，可將罐內(nèi)產(chǎn)品降溫至最低-8℃，考慮到制冷效率及經(jīng)濟(jì)性，可擬定降溫至-5℃。因制冷系統(tǒng)滿荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)制冷效率與能耗費(fèi)用比值最大，故日常儲(chǔ)存方式采用間歇式制冷。建議根據(jù)罐溫定期進(jìn)行滿負(fù)荷作業(yè)一次，每次將PO降溫至5-10℃以下（結(jié)合制冷系統(tǒng)冷量輸出能力確定）。正常密閉儲(chǔ)存過程中罐內(nèi)氣相壓力保持在2～6kpa，若壓力低于2kpa，氮?dú)庋a(bǔ)償裝置正常工作，充入氮?dú)饣謴?fù)罐內(nèi)氣相壓力至2kpa，若壓力大于6kpa，制冷系統(tǒng)循環(huán)冷媒至氣相冷凝回收器，將氣相壓力降低至4kpa。

5 裝卸工藝

（1）裝卸車工藝：使用專用卸車泵對(duì)來司槽車進(jìn)行卸車，卸車前將鶴管連接槽車，使槽車氣相空間與罐內(nèi)相通，進(jìn)行密閉卸車作業(yè)。在卸車期間啟動(dòng)氣相冷凝器冷媒循環(huán)，通過調(diào)節(jié)冷媒流速（冷媒變頻泵）保證罐內(nèi)氣相壓力保持在微正壓（0～2kpa）。使用卸車泵進(jìn)行卸車作業(yè)，預(yù)計(jì)流速為平均22.5m3小時(shí)，卸車作業(yè)過程中的產(chǎn)品蒸汽均由氣相冷凝器回收。卸車入罐后，若作業(yè)不連續(xù)，罐內(nèi)液位未超過循環(huán)線，使用制冷盤管進(jìn)行臨時(shí)降溫，保證產(chǎn)品溫度不高于15℃，并根據(jù)氣相壓力反饋情況啟動(dòng)氣相冷凝回收器。若液位高于循環(huán)線，PO液相溫度高于15℃時(shí)，可使用循環(huán)管線經(jīng)管殼式換熱器進(jìn)行降溫。

（2）裝船作業(yè)：裝船前進(jìn)行管線準(zhǔn)備，使用不銹鋼碼頭線作為液相產(chǎn)品線，另一條碳鋼或不銹鋼碼頭線作為氣相平衡線，裝船前通過作為氣相平衡線的碼頭線對(duì)船艙進(jìn)行氮?dú)庵脫Q，根據(jù)氮?dú)饬髁坑?jì)算儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)記錄?？赏ㄟ^對(duì)液氮罐蒸發(fā)增壓器進(jìn)行安全合理的除霜來提高氮?dú)獬淙胨俾剩罄m(xù)在根據(jù)實(shí)際需要增加增壓器。氣相平衡碼頭線與PO儲(chǔ)罐罐頂尾氣線進(jìn)行連接。 裝船過程中儲(chǔ)罐及船艙通過兩條碼頭線及罐頂氣相線進(jìn)行氣相平衡密閉作業(yè)，船艙氣相進(jìn)入儲(chǔ)罐氣相空間，作業(yè)過程中保證整個(gè)系統(tǒng)氣相空間相連且密閉，氮?dú)庋a(bǔ)償裝置保證系統(tǒng)氣相維持正壓。首次裝船流速建議最大不超過2m/s為準(zhǔn)，同時(shí)考慮到船艙已經(jīng)經(jīng)過氮?dú)庵脫Q，平均流速建議為1.9m/s，因換倉(cāng)等作業(yè)流速波動(dòng)造成的最大流速不超過2m/s。出貨后期，液位低于循環(huán)線高入罐點(diǎn)時(shí)，確認(rèn)循環(huán)線高入罐閥及低入罐閥為打開狀態(tài)，循環(huán)線罐根閥為關(guān)閉狀態(tài)，使循環(huán)線高位入罐管線內(nèi)的產(chǎn)品自流回罐內(nèi)。

綜上所述，利用現(xiàn)有碳鋼儲(chǔ)罐進(jìn)行適當(dāng)改造，增設(shè)現(xiàn)有附件，采用合理的溫度控制工藝和密閉隔氧儲(chǔ)存管理，是經(jīng)濟(jì)可行的。