LNG-FSRU储罐氮气置换动态模拟及方案优化研究

浮式储存及再气化装置(FSRU)的储罐氮气置换是投产运行前最重要的环节之一。因FSRU需对多个储罐进行氮气置换,常规置换方案氮气消耗量大,为减少资源浪费,基于氮气重复利用工艺,提出了串联置换优化方案,给出串联置换的工艺流程,利用HYSYS动态模拟技术建立FSRU多储罐氮气置换模型并进行验证,对同时置换方案、单罐置换方案和四种串联置换方案进行动态模拟。研究结果表明:串联置换方案可降低罐内初始氧气体积分数,经方案比选得出串联置换方案一为最经济方案,此方案用气量为286 t,置换时间为95 h,相比于同时置换和单罐置换的氮气用量分别可节省35%和31%,可为FSRU多储罐氮气置换方案的制定提供参考。

常压储罐氮封系统的设计

氮封流程是储罐工艺设计的常用流程,为防止储罐内物料因与进入的外界气体(空气)接触而被污染变质或与外界进入的气体(空气)发生化学和(或)生物反应,常需设置气封系统。储罐设置氮封系统是降低油品蒸发损耗必不可少的重要措施。在石油、化工等行业,储罐是必不可少的储存设备,对储罐进行氮封可以有效减少油品蒸发损耗,提高储罐的使用寿命,避免环境污染等问题。对于不同性质的物料,氮封系统方案需要根据物料性质进行改进。例如,对于轻质油品储罐,需要增加氮气流量,保持储罐内部压力稳定,防止油品挥发;对于高温易结晶的液硫,需要增加氮气流动速度,防止液硫结晶,影响储罐使用寿命;对于顺酐,需要增加氮气流量,减少顺酐受潮,防止产生燃爆事故。基于此,本文主要针对氮封系统设计展开相关探讨分析。

常压甲醇储罐氮封系统供气量设计对比分析

甲醇储罐氮封系统是一种常用的常压储罐的保护措施,本文系统介绍了氮封系统原理和压力选取依据,通过对HG/T20570.16-1995和API 2000-2014氮封系统供气量及其主要设备投资费用和年运行成本进行计算,并对结果进行分析,选取较为准确和经济的计算方法,为类似项目的甲醇储罐氮封供气量提供理论计算依据。

大型LNG全容储罐干燥置换氮气用量计算方法

大型LNG全容储罐的压力测试都采用水压进行,试压结束后必须对LNG储罐进行干燥置换。工程中较多采用氮气持续吹扫的方法进行干燥置换,会造成成本高、氮气用量大、工期较长等影响,另外其理论计算方面的不完善也会使LNG全容储罐干燥置换的相关计算产生误差。为合理节省且准确预估干燥置换氮气用量,结合项目实际情况分别介绍及分析持续吹扫式和压涨式两种干燥置换方法,同时考虑氧含量及露点等参数影响,推导出氮气用量计算公式并编制相关计算软件,与现场具体施工情况进行对比分析表明:最终得出的干燥置换综合计算方法能够较为快速准确地计算氮气用量及作业工期,可为大型LNG全容储罐干燥置换相关的理论计算及施工作业提供参考。

轻石脑油储罐安全防护措施探析

轻石脑油主要成分是C5~C6烷烃,裂解可以制取乙烯、丙烯等烯烃,催化重整可以制取苯系物,是重要的化工原料。随着我国经济的发展,市场对轻石脑油的需求量越来越大,但是由于轻石脑油具有易挥发、易燃、易爆等理化特性,其存储、运输安全问题已经成为避不开的研究课题。本文结合轻石脑油的物化性质,对轻石脑油的存储形式进行了分析,并从储罐的安全间距、消防系统、储罐的工艺安全设计等几个方面对储罐的安全防护措施进行全方面的研究探析,以期能对今后轻石脑油储罐的设计工作起到参考和帮助的作用。

氮气泡沫与压缩空气泡沫在模拟油品储罐多工况下灭火能力对比分析

通过试验模拟油品储罐在不同液位下,由于爆炸导致储罐罐顶不同开口程度下的火灾情形,对比氮气泡沫与压缩空气泡沫对柴油、120#溶剂油火灾的灭火性能。试验证明:泡沫系统的气源、储罐罐顶开口程度、存储介质及液位高度对灭火难度均有影响,油品挥发性越强灭火难度越大,低液位较高液位更难灭火,罐顶开口程度越小挥发性强的油品灭火难度越大,挥发性差的油品灭火难度越小;在罐顶25%开口、低液位情况下,120#溶剂油灭火难度大幅度提升,由于液位低,且开口小,罐内热积聚严重,对泡沫的热稳定性要求更高,灭火强度要求更高,灭火时间更长,氮气泡沫灭火时间较压缩空气泡沫减少15.3%,证明氮气泡沫热稳定性更强,且破裂后释放氮气的局部窒息作用有所体现。建议针对挥发性强的轻质油品储罐,应增加泡沫供给强度,优选氮气泡沫系统。

石化企业储运罐区污氮回收处理及循环利用

石化企业储运罐区储罐保护氮气为连续使用且耗量大,不同储罐类型、不同介质储罐排放的污氮组分、浓度以及危害性相差大。采用罐组污氮预处理+罐区污氮集中处理的技术方案整体处理罐区中实施了氮封常压罐排放的污氮,对油气浓度高且含硫的拱顶罐罐组排放污氮采用常温柴油吸收+碱液脱硫组合法进行脱烃脱硫预处理,再与内浮顶罐罐组排放污氮集中回收;采用组合式变压吸附法集中处理罐区污氮,得到99.9%纯度氮气作为罐区储罐保护氮气循环利用,改变目前储罐保护氮气为一次性用气的现状,具有显著的经济效益和社会效益。

大型LNG储罐内压力及蒸发率的影响因素分析

LNG在储罐内的蒸发对LNG储罐的安全有着非常大的影响。为此，以3×10^4m^3的LNG储罐为例，在分析研究的基础上，基于质量守恒及能量守恒原理，建立了预测LNG储罐内压力及蒸发率的模拟模型，经试验验证该模型的计算结果较为准确可靠。利用该模型分析了密闭LNG储罐内压力及蒸发率的影响因素。结果发现：密闭LNG储罐存在1个“最优直径”和“最优充满率”；LNG储罐保温层导热系数越大，LNG储罐内压力上升得越快，LNG安全储存时间就越短；环境温度越高，密闭LNG储罐的压力上升得越快，LNG安全储存时间越短；LNG含氮量、外界大气压对LNG储罐内的压力影响不大；LNG含氮量越高其的蒸发率越低，向LNG储罐内充注氮气可以有效地降低LNG储罐内液体的蒸发率。该项成果将为LNG储罐的设计及运行提供技术支持。

氮气储罐用钢Q370R的焊接工艺

氮气储罐的设计材料为低合金高强钢Q370R。通过焊接性分析,Q370R有冷裂纹倾向,没有热裂纹和再热裂纹倾向。Q370R碳当量一般为0.42%左右,有淬硬倾向,应焊前预热。当钢板厚度超过32 mm时,焊接拘束应力增大,应进行焊后消除应力热处理。根据等强度原则选择埋弧焊焊丝H08Mn Mo A和焊条J557R做为焊接材料分别进行的焊接工艺评定的各项力学性能合格,以焊接工艺评定获得的工艺参数焊接的氮气储罐完全达到了设计要求。

氮气储罐破裂失效原因分析

某气瓶充装站内的氮气储罐发生爆炸,造成氮气储罐解体。对罐体材料和破裂处进行了化学分析、力学性能测试、金相和电镜分析,并对汽化器使用情况进行分析,结果表明:罐体材料的化学成分和力学性能符合标准要求;汽化器长时间连续超负荷使用,导致翅片管表面严重结霜,使液氮流入汽化器下游的氮气罐,氮气罐在低温下运行,罐体材料发生低温脆断,造成爆裂。

基于两相流的无损储存系统仿真与实验研究

研究了无损储存(Zero Boil-Off,ZBO)储罐内低温液体流场的变化情况,针对液氮无损储存储罐建立二维轴对称模型,以UDF程序定义蒸发冷凝模型,分别对制冷机关闭和开启两种工况下储罐内部温度场、速度场进行数值仿真计算,得到了液氮储罐内流体流动、传热等规律。结果表明:制冷机关闭工况下,氮气温度从边界到储罐中心逐渐降低,液氮在储罐漏热作用下产生涡旋,温度逐渐趋于一致;制冷机开启工况下,模拟初始阶段储罐内流场与制冷机关闭工况基本一致,后期氮气温度降低至77 K,制冷量对液氮流场影响较小。搭建液氮储罐实验平台对模拟结果进行验证,仿真计算结果与实验结果对比表明:两者结果较为吻合。

工艺设计中的氮气密封系统研究

文章对化工储罐的氮气密封系统进行研究。讨论了氮气密封系统的典型流程及工作原理,并对系统中氮气补充量的计算进行深入探讨。为实际生产中的氮气密封系统工艺设计提供借鉴和参考。

氮封技术在石脑油储罐的应用

某能源化工有限公司根据《中国石油化工股份有限公司煤油轻质油储罐安全运行指导意见<试行>》指导意见把储存石脑油的内浮顶罐改制成了氮封罐,从改造以后的使用效果观察情况来看,这种技术的改造可以有效降低油品的蒸发,降低对环境的污染,不仅仅起到了更加安全的作用,还起到了环保的作用。

石油化工常压及低压储罐的氮封系统设计

阐述合理设定氮封系统中各阀(氮封阀、泄氮阀、呼吸阀)的压力,可避免氮封失效。泄氮阀和氮封阀分别起"呼"、"吸"作用,呼吸阀仅起安全保护作用。分别从氮封系统适用工况、设计原则、供气量计算、注意事项等方面进行了详细阐述,通过对氮封系统的合理设计,可规避安全风险、降低事故概率。

常压甲醇储罐的压力保护系统设计

分析了常压储罐内压的影响因素,介绍了维持储罐内压稳定的常用保护装置——呼吸阀、氮气调节阀及紧急泄压阀的用途和控制范围,确定了完整的甲醇储罐压力保护体系。进行了呼吸阀、氮气调节阀及紧急泄压阀的气通量计算、选型以及压力值的设定。

苏里格气田凝析油稳定工艺和安全储存技术

凝析油的储存安全直接影响气田的安全生产,文章以苏里格气田第三天然气处理厂为例,探讨凝析油的稳定工艺及安全储存技术。为提高凝析油储存的安全性,稳定凝析油内浮顶储罐采用氮封措施,并介绍了氮封方案及投用氮封系统时的注意事项。

低压储罐系统的工艺安全设计

低压储罐系统的工艺设计类似于常压储罐但又有所不同。在低压储罐设计中,目前更多的是关注储罐本体的设计,而对储罐工艺流程、安全附件等方面的关注程度不够。介绍了氮封系统的作用、工作原理、排气回收原则、负压控制系统和正压控制系统的设计、真空和压力泄放装置、阻火器的设置和使用注意事项以及静电产生和消除等方面的内容,从工艺流程上保证低压储罐的安全运行。

轻质油品储罐氮封优化方法研究

在石油化工行业,油品储罐内容易进入空气,空气与油气发生化学反应产生其他物质,造成产品被污染。当储罐中储存的是有机溶液和一些碳氢物的时候,由于油品蒸发,就会在产品的上方凝聚很多爆炸性的油气,给安全生产形成重大威胁。

四氧化二氮储罐的风险评价

为确保四氧化二氮储罐的安全稳定,运用道化学火灾爆炸指数评价法对其进行风险评价,得出安全措施补偿前后储罐的火灾爆炸危险性等级、暴露半径、暴露面积。结果表明:采取安全补偿措施后四氧化二氮储罐的火灾爆炸危险性由中等降到了最低,暴露半径由27.45m降为13.53m,暴露面积由2 366m2降为574.82m2,说明采取安全措施补偿能够有效降低四氧化二氮储罐的危险性,可为储罐事故风险预防和管理提供理论依据。

液氮存储罐液相区温度特性研究

目的:准确获取液氮存储罐内液相区的温度特性。方法:采用ANSYS软件模拟了液氮罐的温度分布。设计了一种带有测试孔,可以固定温度传感器位置的新型液氮存储罐,对液氮存储罐内温度场进行了实验测试。结果:数值模拟和实验得到液相区温度均匀性0.030 K和温度波动性0.022 K。结论:液氮存储罐内液相区的温度分布均匀、温度状态稳定。