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淺談環(huán)氧乙烷儲罐工藝設(shè)計

文檔作者：張彩霞文檔來源：河北華飛科技咨詢有限責(zé)任公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年01月05日
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第42卷第1期
2016年1月
工業(yè)生產(chǎn)
Industrial Producrion
化工設(shè)計通訊
Chemical Engineering Design Communications
淺談環(huán)氧乙烷儲罐工藝設(shè)計
張彩霞
(河北華飛科技咨詢有限責(zé)任公司，河北石家莊050000)
摘要：結(jié)合實際項目，主要介紹環(huán)氧乙烷儲罐的工藝設(shè)計和在設(shè)計過程中應(yīng)該注意的主要問題。
關(guān)鍵詞：環(huán)氧乙烷；儲罐；工藝設(shè)計
中圖分類號：TQ223．26 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1003-6490(2016)01-0120-02
Ethylene Oxide Tank Process Design
Zhang Cai-xia
Abstract：This paper mainly in仃oduces the process design of epoxy ethane storage tank and the main problems in the design
process，which is based on the actual project．
Key words：ethylene oxide：storage tank；process design
1簡介
環(huán)氧乙烷的爆炸極限的體積分?jǐn)?shù)是3％～100％，自燃點
429℃，沸點lO．7℃，沸點10．7℃，并且環(huán)氧乙烷是易燃、易
爆的有毒性液體，屬于危險化工品。特別是溫度高于40℃時
環(huán)氧乙烷就會發(fā)生聚合反應(yīng)。環(huán)氧乙烷與化工催化劑如堿、氯
化鋁、酸、鐵的氧化物、氧化鋁、金屬鉀等接觸時能產(chǎn)生分解
或產(chǎn)生聚合反應(yīng)，反應(yīng)過程中會釋放出大量熱量，熱量聚集會
導(dǎo)致爆炸的產(chǎn)生。根據(jù)《石油化工設(shè)計防火規(guī)范》(GB50160一
2008)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，環(huán)氧乙烷的危險程度為甲A類。同時環(huán)氧
乙烷是強麻醉劑，能引起急性中毒或慢性中毒，液態(tài)環(huán)氧乙
烷如果接觸皮膚會引起皮膚凍傷。
2儲罐壓力參數(shù)的設(shè)計選取
2．1壓力參數(shù)的設(shè)計與選取
環(huán)氧乙烷的壓力臨界值為7．1941MPa，溫度臨界值為196
℃，儲存設(shè)備設(shè)計有外保冷層，按《固定式壓力容器安全技術(shù)
監(jiān)察規(guī)程》表3．4中，溫度臨界值>50℃有保冷層但無試驗實
測的溫度可查的，工作壓力應(yīng)按照能達到的最高溫度下的飽
和蒸汽壓力確定，得出環(huán)氧乙烷50℃的飽和蒸汽壓力為O．3874
MPa；按GB廠r13098．2006《工業(yè)用環(huán)氧乙烷》6．3章節(jié)和質(zhì)技
監(jiān)鍋字『2000195號文件的要求，環(huán)氧乙烷儲罐設(shè)計壓力參照
條文應(yīng)按0．8MPa選取。
考慮到空罐在首次使用前必須先抽真空再用氮氣進行置
換的極限條件，按質(zhì)技監(jiān)鍋字『2000195號文件的要求還需校
核．0．IMPa時罐體的剛度及穩(wěn)定性。
2．2設(shè)計溫度的選取
環(huán)氧乙烷溫度高于40℃時開始聚合，按照質(zhì)技監(jiān)鍋字
[2000195號文件的要求，參照環(huán)氧乙烷罐車的設(shè)計溫度為．10℃～
20℃，所以將儲罐的設(shè)計溫度確定為20℃，考慮到夏季環(huán)境溫
度有可能達到35℃以上，所以要求設(shè)備外部應(yīng)采取保冷措施。
2．3儲罐殼體材料的選取
由于環(huán)氧乙烷與化工催化劑如堿、氯化鉛、酸、鐵的氧
化物、氧化鋁、金屬鉀等接觸時能產(chǎn)生分解或產(chǎn)生聚合反應(yīng)，
反應(yīng)過程中會釋放出大量熱量，熱量聚集會導(dǎo)致爆炸的產(chǎn)生，
因此儲罐的材料選取應(yīng)排除上述材料，應(yīng)該選用奧氏體不銹
鋼$30408(06Crl9Nil0)，這種材料應(yīng)符合《承壓設(shè)備用不銹
鋼鋼板及鋼帶》GB24511-2009標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。
3工藝控制設(shè)計
3．1溫度控制
由于環(huán)氧乙烷溫度高于40℃時開始聚合，為保證儲罐安
收稿日期：2015-01-20
作者簡介：張彩霞(1980一)，女，河北石家莊人，化工工程師，主
要從事工藝設(shè)計工作。
·120·
全，貯存溫度控制在不高于lO℃，為確保環(huán)氧乙烷的低溫儲存，
采用罐內(nèi)設(shè)換熱管的制冷方式，并且考慮到冷卻介質(zhì)對換熱管
的腐蝕，換熱管材料選用了超低碳$31603(022Crl7Nil2M02)
奧氏體不銹鋼。根據(jù)儲罐溫度控制冷卻介質(zhì)的流量，同時通過
外部裝卸泵對罐內(nèi)介質(zhì)進行循環(huán)，保證儲罐正常的操作溫度。
罐體外保冷材料采用發(fā)泡玻璃，厚度根據(jù)保冷要求確定，
保溫外皮采用不銹鋼片作為隔熱層上的保護層。
3．2儲存壓力的控制
因為環(huán)氧乙烷沸點較低，常溫下飽和蒸汽壓力較高(在
20℃，環(huán)氧乙烷飽和蒸汽壓為145．91kPa)，所以采用低溫加氮
封儲存的方法。目的是減少環(huán)氧乙烷蒸汽揮發(fā)和排放對周邊
環(huán)境的污染，環(huán)氧乙烷儲存罐有氮氣的加壓保護裝置，當(dāng)儲
罐內(nèi)環(huán)氧乙烷外送，儲罐內(nèi)壓力下降時，氮氣調(diào)節(jié)閥自動打
開向罐內(nèi)補充氮氣；當(dāng)向儲罐內(nèi)進料時，應(yīng)先打開泄放閥再
進料，此時少部分含有環(huán)氧乙烷的氮氣通過泄放管道送至吸
收罐進行處理。
圖1工藝流程簡圖
4安全設(shè)計
4．1安全泄放系統(tǒng)
(1)根據(jù)SH／T 3007．2007《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)
范》采用安全閥與爆破片串聯(lián)使用的安全泄放裝置，且應(yīng)在安
全閥與爆破片之間安裝可供在線校驗使用的四通組件接口。為
確保儲罐在任何時候都能滿足泄放要求，可安裝兩套上述裝置。
(2)在環(huán)氧乙烷儲罐與卸車鶴管、裝卸泵之間的管道有
可能形成封閉管路的管道上設(shè)置了安全閥，防止管道超壓造
成事故。
(3)在卸車鶴管、裝卸泵與儲罐相關(guān)的管道的終端設(shè)置
氮氣吹掃，防止聚合物堵塞管道。
(4)安全泄放裝置排放的氣體統(tǒng)一匯集送至吸收裝置吸
收處理。
4．2聯(lián)鎖控制系統(tǒng)
(1)采用低溫儲存，降低了環(huán)氧乙烷的分壓并防止環(huán)氧
乙烷發(fā)生聚合，儲罐上設(shè)置溫度指示、記錄和高溫報警，確
保罐內(nèi)溫度穩(wěn)定在儲存低溫范圍內(nèi)。
(2)儲罐上設(shè)置液位指示、記錄和高、低液位報警，當(dāng)
萬方數(shù)據(jù)
化工設(shè)計通訊
Chemical Engineering Design Communications
工業(yè)生產(chǎn)
Ind惦trial Production
第42卷第1期
2016年1月
儲罐通過卸車鶴管與泵向儲罐送料時，儲罐液位設(shè)置高高液
位聯(lián)鎖切斷進料閥并停泵：當(dāng)儲罐通過泵向車間送料時，儲
罐液位設(shè)置低低液位聯(lián)鎖切斷罐底閥并停泵。
(3)儲罐溫度與儲罐內(nèi)換熱管進口調(diào)節(jié)閥聯(lián)鎖，保證儲
罐溫度穩(wěn)定在儲存低溫范圍內(nèi)。
4．3其他安全措施
(1)儲罐的充裝系數(shù)不大于0．79kg／1，在綜合考慮生產(chǎn)要求、
供應(yīng)能力以及滿足最大儲量與防火安全距離的要求來確定儲
罐的容積，并且考慮發(fā)生事故時，事故罐內(nèi)的物料能夠?qū)?
其他儲罐內(nèi)，以便減少事故危險和物料損失，因此在滿足生
產(chǎn)需要的前提下，設(shè)置了物料罐與備用罐兩個儲罐，且兩個
儲罐采用相同的安全措施。
(2)卸車使用帶有氣體平衡裝置的卸車鶴管，并且鶴管
與罐車連接管道采用不銹鋼金屬波紋軟管。
(3)接管法蘭選用HG／T20592．2009中的WN帶頸對焊法
蘭，并采用標(biāo)準(zhǔn)中II級鍛件標(biāo)準(zhǔn)，法蘭密封面選用凹凸面形式，
密封墊片采用HG／T20610．2009中0Crl8Ni9和填充材料為聚四
氟乙烯的纏繞墊片。
5操作注意事項
(1)環(huán)氧乙烷儲罐首次進料前，儲罐必須用氮氣置換，
(上接第106頁)
敏的免疫分析方法有著重要的作用。期望在未來的發(fā)展模式
中，研究人員可以利用納米技術(shù)開創(chuàng)更為先進、更為科學(xué)的
化學(xué)發(fā)光免疫分析方法【3】。
3結(jié)論
化學(xué)發(fā)光的免疫分析方法在最近幾年被廣泛應(yīng)用在環(huán)境、
食品、臨床等檢測中，并以其靈敏度較高、選擇性能好、設(shè)
備簡潔、高速度分析等優(yōu)勢被人們所認可。本文對化學(xué)發(fā)光
免疫的分析方法還不夠完善。隨著科技的進步、分子生物學(xué)
的發(fā)展，化學(xué)發(fā)光免疫分析法將會在實踐中不斷得到充實與
(上接第118頁)
中西，甜和磊，扮別為上行地面站之間的距離和下行地面站之
間的距離，盔，甜和盔，玢別為衛(wèi)星接收天線之間的距離和發(fā)
送天線之間的距離。在單衛(wèi)星場景下，由于天線之間的距離較
近，若要獲得較大的系統(tǒng)容量，發(fā)送或接收的多個地面站之間
的距離則應(yīng)相距較遠，因此需要通過地面網(wǎng)絡(luò)連接進行MIMO
數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收處理。
。i翼{警＆ 接M收IM處O理
發(fā)送處理
。{qu!。’
圖l單衛(wèi)星MIMO系統(tǒng)
3．2多衛(wèi)星場景
在單顆衛(wèi)星MIMO系統(tǒng)中，要得到較好的MIMO信道，
接收天線的距離需相隔較遠，并且在衛(wèi)星上配置多天線需解
決硬件復(fù)雜度問題。因此當(dāng)接收多天線放置距離較近，如船
載、機載應(yīng)用時，可以采用已有衛(wèi)星系統(tǒng)，通過多顆衛(wèi)星組
置換用的氮氣純度應(yīng)不低于99．9％，分析合格后方可進料。并
且儲罐配套的卸車鶴管和裝卸泵與儲罐相關(guān)聯(lián)的管道也要一
起進行置換。
(2)環(huán)氧乙烷儲罐氮封用氮氣管道不應(yīng)與其他壓力儲罐
氮封氮氣管道共用一條主管，需共用時必須采取防止其他儲
罐氣體倒入環(huán)氧乙烷儲罐內(nèi)的措施。
(3)如環(huán)氧乙烷儲罐發(fā)生泄漏，用足夠水進行稀釋，并
將污水單獨排到環(huán)氧乙烷事故收集池中。
(4)環(huán)氧乙烷儲罐裝卸完畢后，相關(guān)管道內(nèi)的物料要用
氮氣吹掃干凈，避免管道內(nèi)的物料長時間停滯發(fā)生聚合。
(5)環(huán)氧乙烷儲罐送車間管道配置冷凍水伴管，防止長
距離輸送管道溫度升高造成管道內(nèi)環(huán)氧乙烷聚合。
6結(jié)論
總之，針對環(huán)氧乙烷的易燃、易爆、易發(fā)生聚合反應(yīng)和
高度危害的特殊性，環(huán)氧乙烷儲罐的設(shè)計在工藝控制和安全
設(shè)計上要安全可靠，防止事故發(fā)生。
參考文獻
【1】GB／T 13098-2006，工業(yè)用環(huán)氧乙烷[s】．
【2】2 SH／T 3007．2007，石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范【S】．
[3】HG／T 21608．2012，液體裝卸臂工程技術(shù)要求【S】
完善，開發(fā)出穩(wěn)定性更高、催化活性更強的分析技術(shù)，為人
類社會做出貢獻。
參考文獻
[1】肖勤，林金明．化學(xué)發(fā)光免疫分析方法的應(yīng)用研究進展叨．分析化
學(xué)，2015，1l(6)：929．938．
[2】陸龍飛，葛勝祥，張軍．化學(xué)發(fā)光免疫分析法研究進展叨．分子診
斷與治療雜志，2015，12(5)：289．295．284．
【3】金茂俊，王靜，楊麗華，等．化學(xué)發(fā)光免疫分析方法在食品安全檢
測中的研究進展【J】．食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報，2014，(3)：840．845．
成MIMO衛(wèi)星通信系統(tǒng)。
4影響系統(tǒng)性能的因素
通過對MIMO信道容量的分析可知，信道矩陣的正交
性能直接影響系統(tǒng)的容量，對于衛(wèi)星通信系統(tǒng)而言，影響
MIMO信道的因素可以從地面端和衛(wèi)星端兩方面進行討論。
在地面端首先考慮天線距離的影響，衛(wèi)星天線間距與地
面天線間距成反比關(guān)系，而兩者的量級也是米與千米的差別。
地面端天線距離的設(shè)置誤差將會導(dǎo)致設(shè)計容量的下降，地面
天線間距越小，所要求的誤差也越小，因此在這方面單衛(wèi)星
MIMO系統(tǒng)體現(xiàn)了優(yōu)勢。在多衛(wèi)星MIMO系統(tǒng)中增加地面端
的天線數(shù)目，在保證信道容量性能的容限下，地面端天線間
距可適當(dāng)?shù)脑黾?。另外，地面陣列天線的方向角越大，要求
地面天線間距的精確度就越高。
衛(wèi)星的滾動、偏航、俯仰決定了衛(wèi)星的姿態(tài)變化，隨即可
能造成MIMO信道的變化，有可能造成系統(tǒng)容量的下降。由
仿真結(jié)果分析得到的結(jié)論，衛(wèi)星的姿態(tài)變化對單衛(wèi)星MIMO
系統(tǒng)性能影響不大，對多衛(wèi)星MⅡ以O(shè)系統(tǒng)則可能造成較大影響。
5結(jié)束語
在地面端采用多天線，在衛(wèi)星端采用單衛(wèi)星多天線或者
多衛(wèi)星單天線的形式，可以組成MIMO衛(wèi)星通信系統(tǒng)。通過
對衛(wèi)星通信系統(tǒng)采用再生轉(zhuǎn)發(fā)或透明轉(zhuǎn)發(fā)情況下MIMO信道
的容量分析可得，MIMO衛(wèi)星通信系統(tǒng)相比點對點衛(wèi)星通信
系統(tǒng)提升了容量性能，提高了頻譜利用率。通過設(shè)計的正交
分組碼及其分布式改進形式在單衛(wèi)星及多衛(wèi)星系統(tǒng)中的應(yīng)用，
MIMO衛(wèi)星通信系統(tǒng)的性能將獲得進一步的提高。
參考文獻
[1】吳學(xué)智何如龍．外軍新一代衛(wèi)星通信系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究叨．通信
技術(shù)，2012，(9)．
·121·
復(fù)顰扎 。，陵
萬方數(shù)據(jù)

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