大型低温液态烃储罐的氮气吹扫方法

摘要

本发明公开了一种大型低温液态烃储罐的氮气吹扫方法，其包括以下步骤：当储罐的内罐、环隙空间及穹顶中气体露点小于0℃时，保持储罐罐顶的压力安全阀处于在线状态，通过内罐置换管道和环隙置换管道连续通入氮气，同时采用间断开关罐顶放空阀，进行憋压式置换储罐内的空气；当罐顶排放气体中氧气的体积含量小于2％，同时露点小于-20℃时，关闭罐顶放空阀，间断开关环隙放空阀，对环隙空间中的空气进行氮气置换；当测得环隙空间中的氧气的体积含量小于2％，同时露点小于-10℃时，关闭环隙放空阀，继续通入氮气并控制氮气流量，当储罐压力升高至高压设定值时，对与罐体相连的工艺管线中的空气进行氮气置换。

说明书

技术领域

本发明涉及化工生产领域，具体而言，涉及一种大型低温液态烃储罐的 氮气吹扫方法。

背景技术

大型低温液态烃储罐通常是指单台储液量大于10000m³的大直径容器， 本专利主要涉及一种储存液态烃的现场建造的平底圆柱形低温微正压大型储 罐。低温微正压液态烃储罐按照结构形式可分为单容罐、双容罐、全容罐， 它们都是由内罐和外罐组成的双层罐，内、外罐间填充绝热材料。

大型低温液态烃储罐在建设完成以后，需要经过渗透检验(PT)、射线 探伤(RT)、真空箱检验、焊缝合金成分鉴定(PMI)等检测以确保储罐质 量合格。试验完成之后，需进行罐内的干燥、惰化工作，准备投入使用。

储罐的干燥和惰化通常使用氮气置换的方法来实现，储罐的内部空间在 氮气的保护下，可以防止蒸发气聚集和空气进入。具体方法是：氮气进行憋 压泄压多次循环，缓慢和逐渐的将储罐内各个空间的露点及氧气含量降到规 定要求。

现有大型储罐的氮气置换方法通常采用氮气连续打入内罐和环隙空间， 并连续排放至大气，基本属于常压置换，这种方法用氮气量非常大，且耗时 常、成本高，同时内罐和环隙空间的局部角落不易置换达标。

发明内容

本发明提供一种大型低温液态烃储罐的氮气吹扫方法，用以减少氮气置 换所用的时间，节省置换成本，降低工程投资。

为达到上述目的，本发明提供了一种大型低温液态烃储罐的氮气吹扫方 法，其包括以下步骤：

将内罐置换管道从罐顶插入罐内，沿着储罐的一侧壁面深入至储罐的底 部，在罐体底部按照直径的方向铺设，并延伸到罐底的另一侧，并在罐底铺 设的管道间隔300～1000mm开孔；

将环隙置换管道均匀分段，并围绕着储罐的环隙空间的底部环形铺设， 以使置换氮气通过所述环隙置换管道流动；

当储罐的内罐、环隙空间及穹顶中气体露点小于0℃时，开始储罐的氮 气置换过程，整个置换过程必须保持储罐罐顶的压力安全阀一直处于在线状 态；

置换开始时，储罐内处于常压状态，首先保持罐顶放空阀关闭，连续通 入氮气，进行罐内憋压操作，并密切监测罐内的压力升高情况，当罐内压力 上升至比储罐的设计压力低3～5kPa时，打开罐顶放空阀，排放罐内气体至大 气环境，进行罐内泄压操作，同时密切监测罐内压力下降情况，当罐内压力 下降至高于大气环境压力3～5kPa时，关闭罐顶放空阀，完成一个憋压泄压循 环，如此反复进行，直至当罐顶排放气体中氧气的体积含量小于2％，同时露 点小于-20℃时，内罐的氮气置换过程完成，关闭罐顶放空阀，开始对环隙空 间中的空气进行氮气置换；

环隙空间的氮气置换过程与内罐的氮气置换过程基本相同，首先保持环 隙放空阀关闭，连续通入氮气，进行憋压操作，并密切监测罐内的压力升高 情况，当罐内压力上升至比储罐的设计压力低3～5kPa时，打开环隙放空阀， 排放罐内气体至大气环境，进行罐内泄压操作，同时密切监测罐内压力下降 情况，当罐内压力下降至高于大气环境压力3～5kPa时，关闭环隙放空阀，完 成一个憋压泄压循环，如此反复进行，直至当测得环隙空间中的氧气的体积 含量小于2％，同时露点小于-10℃时，环隙空间的氮气置换过程完成，关闭 环隙放空阀，继续通入氮气并控制氮气流量，当储罐压力升高至高压设定值 时，对与罐体相连的管线中的空气进行氮气置换。

较佳的，上述环隙置换管道的分段长度为2～4m。

较佳的，上述高压设定值比罐体设计压力小3～5kPa。

较佳的，上述氮气吹扫方法还包括以下步骤：在整个空气置换过程要对 储罐的压力进行监视，以保证罐内压力不超过储罐的设计压力。

较佳的，上述内罐中置换气体流动方向为由下至上，上述环隙空间中置 换气体流动方向为由上至下。

较佳的，上述氮气的温度等于或高于储罐内空气的温度。

采用上述实施例的氮气置换工艺，可以使氮气的置换更加快速，且更均 匀，不留死角，大大减少氮气置换所用的时间，节省置换成本，进一步降低 工程投资。使用上述实施例所述的方法置换30000m³的大型低温液态烃储罐， 仅需3～5天可达到完全置换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明一个实施例的大型低温液态烃储罐结构示意图；

图2为根据本发明一个实施例的内罐置换管道示意图；

图3为根据本发明一个实施例的环隙置换管道示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为根据本发明一个实施例的大型低温液态烃储罐结构示意图。在图 1中，1为内罐；2为环隙空间；3为吊顶通气孔。图1中仪表代号解释：AE 为分析元件；PSV为压力安全阀；TT为温度传送器；PT为压力传送器；MV 为手动阀。阀门的类型如下：MV-1、MV-3、MV-5为截止阀；MV-2、MV-4 为闸阀；MV-7为蝶阀；MV-6、MV-8、MV-9、MV-10为缩颈球阀。

本发明实施例中的储罐是圆柱形的单包容、双壁金属罐。内罐和外罐之 间的环形空间填充绝热材料，储罐的吊顶和底板均设有绝热层。内罐与罐顶 通过吊顶通气孔使气体相通，罐顶与环隙空间气体相通。

本发明实施例中的氮气置换大型低温液态烃储罐主要分为内罐置换和环 隙置换两个部分，罐内分别安装内罐置换管道和环隙置换管道。

图2为根据本发明一个实施例的内罐置换管道示意图。内罐置换的氮气 管道的具体位置如附图2所示，置换氮气的内罐置换管道从罐顶进入罐内， 沿着储罐的一侧壁面深入至罐体的底部，在罐体底部沿直径的方向铺设，延 伸到罐底的另一侧。氮气管道在储罐的侧壁段不开通气孔，在罐底的部分每 隔300～1000mm开一个孔。氮气置换时，气流从下至上充满整个内罐。

图3为根据本发明一个实施例的环隙置换管道示意图。环隙空间置换的 氮气管道布置如附图3所示，管道围绕着环隙空间的底部环形铺设，均匀分 段，分段长度为2～4m。

氮气置换开始时，环隙空间的两个氮气排放管道同时排气，同时打开罐 顶放空阀，气体的流动方向如附图1所示。由于绝热材料在环隙部分的填充 对气体流动有一定的阻碍作用，因而当内罐空间置换完全后，环隙部分并未 置换完全，此时开启环隙放空阀进行氮气置换。当环隙空间置换完全时，置 换过程结束。

以下为本发明图1实施例的大型低温液态烃储罐的氮气吹扫方法，具体 的置换过程如下：

1、当测得储罐的内罐、环隙及穹顶中气体露点小于0℃时，开始用氮气 吹扫置换空气，储罐罐顶的压力安全阀PSV-1保持在线的状态。

2、来自氮气供应系统的氮气进入低温液态烃储罐内罐底部的氮气分布 管，氮气流量通过阀门MV-3控制，同时开启罐顶放空阀MV-9，以确保在接 收氮气时储罐的压力不超过其正常的操作条件。

3、置换时记录氮气的体积总量。氮气初始置换期间，使用较小流量的氮 气吹扫，并逐步提高氮气流量，置换速率可逐步提高。氮气的温度应等于或 高于储罐中空气的温度，此温度由TT-1测量。

4、当氮气用量与储罐的总体积基本相同时，同时罐内压力达到低于储罐 设计压力3～5kPa时，开始在罐顶阀门MV-10取样测试其中氮气的含量。此 后，每隔2小时取样并检测一次，罐内的压力由PT-1测量。

5、当罐顶排放气体中氧气的体积含量小于2％，同时露点小于-20℃时， 此时关闭放空阀MV-9。

6、内罐置换完毕后，打开环隙放空阀MV-2和MV-4，对环隙进行氮气 置换。

7、在取样点MV-1和MV-5处取样，当测得环隙中的氧气的体积含量小 于2％，同时露点小于-10℃时，关闭环隙放空阀MV-2和MV-4。

8、罐体的空气置换结束后，继续通入氮气并控制其流量，当储罐压力提 高至接近罐体设计压力的高压设定值时，开始与罐体相连管线的置换。整个 置换过程要监视储罐的压力PT-1，保证内罐压力不可超过储罐的设计压力。

采用上述实施例的氮气置换工艺，可以使氮气的置换更加快速，且更均 匀，不留死角，大大减少氮气置换所用的时间，节省置换成本，降低工程投 资。使用上述实施例所述的方法置换30000m³的大型低温液态烃储罐，仅需 3～5天可达到完全置换。

为保证罐内压力不超过储罐的设计压力，上述高压设定值比罐体设计压 力小3～5kPa。

例如，为加快气体置换，保证满足气体置换要求，上述内罐中置换气体 流动方向为由下至上，上述环隙空间中置换气体流动方向为由上至下。

例如，上述氮气吹扫方法还包括以下步骤：

在整个空气置换过程要对储罐的压力进行监视，以保证罐内压力不超过 储罐的设计压力。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中 的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施 例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的 一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步 拆分成多个子模块。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其 限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术 人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者 对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术 方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。