如何合理设置常压低温储罐的压力安全设施
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【摘 要】在我国国民经济中，以乙烯为主导的石化工业占据着重要地位，石化属于重要的原材料行业，而且在我国国民经济中起到支柱性作用。更多企业通过对乙烯常压低温贮运装置进行构建的方式，用于生产。
石油化工中，乙烯是一种烯烃，而且结构非常简单，在石油化工生产中是最基本的原料之一。一般在石化中，75%左右的产品都是乙烯所产出。乙烯主要用于生产聚氯乙烯、苯乙烯、聚乙烯、乙二醇、乙醇、二氯乙烷以及醋酸乙烯等大量有机化工产品，所以说，乙烯产量已经成为对一个国家的石化发展水平进行衡量的重要标志。
我国在2010年生产乙烯的能力已经处于1400万t/a，2550万t/a左右的需求量，但是却只有55%的自给率，明显处于供不应求的状态。所以，一些民营企业在经营石油化工行业时，由于烯烃装置在一定程度上缺乏上游炼厂的支持，所以这些企业通常都从国外采购乙烯，使其能满足生产的需求。所以，乙烯储运设施的设置，尤其是设置大型乙烯储运装置已经是迫在眉睫。
乙烯储存的方式一般分为常压低温法与高压法。其中常压低温法是指在低温常压状态下，通过圆柱形储罐对所需液体乙烯进行存储，单台储罐的容积大约在数万立方米。而高压法则是指处于加压状态时，通过球形储罐对所需液态乙烯进行存储，单台储罐的容积大约在1000～1500m3。
常压低温存储技术的优点有以下几种：（1）温度为-103℃，10～15kPag存储压力的低温常压储存；（2）单台储罐的存储能力比较大，一般具有20000～100000m3左右的容量；（3）专门的低温船能够对长距离、大容量输送乙烯的要求进行满足；（4）我国乙烯低温存储装置到目前为止已经有30载的安全生产经验，而且也在不断革新技术。所以，常压低温法在长距离、大规模运输方面存在很大优势。
然而，到目前为止，我国还未出现设置大型常压低温储罐的具体标准与规范，因此，一般都是采用国际通用常压低温储罐行业标准。在我国，多数低温存储装置都是在国外低温存储装置的基础上设计的。
1 常压低温储罐设置概述
一般情况下，乙烯常压低温存储装置有3大系统：（1）乙烯存储系统；（2）乙烯输出系统；（3）乙烯BOG液化回收系统。
1.1 乙烯存储系统
乙烯低温储罐是此系统的主要设备，在整个存储装置中，储罐属于核心设备，而且是确保存储装置能够正常运行的重要环节。乙烯存储系统能够接受和存储外界的低温液态乙烯。双层罐设计，储罐中间有绝热材料填充，以降低外界热量进入罐中，同时降低乙烯在储罐中的蒸发量。
1.2 乙烯输出系统
乙烯输出系统包括乙烯汽化器与低温泵。这种系统在增压液态乙烯之后，通过汽化器进行升温与汽化向下游装置进行输送。
1.3 乙烯BOG液化回收系统
此系统主要包括制冷机组、乙烯压缩机组以及冷凝液化系统。主要是把储罐中的BOG（乙烯闪蒸汽）再加压、液化以及冷却之后，将此部分乙烯进行回收，这样一方面乙烯低温储罐压力能够得以控制，另一方面，还有效降低了乙烯超压排放，进一步节省了储罐运行成本。
2 储罐压力变化原因
由于储罐内乙烯存储属于饱和状态，所以，一旦出现大气压与热量输入变化、乙烯压缩机抽气、乙烯在储罐中进出以及火灾等状况，都会导致储罐中乙烯量出现变化，进而导致储罐压力发生改变。因为乙烯属于单一组分，所以不存在储罐中由于组分不均而产生的储罐局部密度差与温度差，比如，在大气压力处于上升情况时，储罐中的气态乙烯就会出现压力升高现象，使得一些气态乙烯转化为液态乙烯，如果储罐中的压力为负压状态，则会造成储罐中破真空阀起跳，在储罐中补入空气。因此也就不用担心罐中液体由于翻滚而造成乙烯闪蒸汽量出现上升状况。
3 常压低温储罐压力保护措施
保护储罐压力主要分为负压保护与超压保护两种。其中保护储罐负压的主要措施有：储罐压力过于低的情况下，可以将氮气充入储罐中，避免进一步降低储罐压力；若储罐压力继续下降，甚至将至负压的情况，可以在储罐顶进行破真空阀的设置，以保护储罐结构，避免其受到外界破坏。而保护储罐超压的主要措施有：储罐压力过于高的情况下，将乙烯液化回收系统启动，抽走储罐中部分BOG，然后对其进行加压、液化与冷却，最后返回储罐中，使储罐中压力得以降低，确保储罐能够安全运行。像储罐中的液化回收系统无法与BOG处理要求相满足，升高罐压，将储罐控制阀打开，直接排放BOG到储罐尾气处理系统。此外，对各种工况中的储罐BOG量进行定量计算，并确定破真空阀与安全阀等安全设备具体泄放水平，这是确保乙烯低温储运设备能够稳、安、优、满、长运行的关键因素。
4 结语
目前，很多企业都是通过对乙烯常压低温贮运装置进行构建的方式，用于生产。在各种工况下对乙烯常压低温储罐的具体压力变化情况进行定量与定性的分析，如果常压低温储罐基础设计资料与实际应用情况基本一致，则表明此常压低温储罐装置具有可靠性，能够在工程建设中应用，同时也为今后低温储罐装置的独立建造与设计提供技术性支持，而且对其它具有相似性的储罐结构形式有一定借鉴意义。
参考文献：
[1]崔小明.乙烯工业现状及发展趋势[J].化学工业，2008 （3）.
[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会.GB/T 22724―2008，液化天然气设备与安装：陆上装置设计[S].北京：中国标准出版社，2009.