苯乙烯储罐工艺设计.pdf

2013,23(3)
李大伟等苯乙烯储罐工艺设计
设计
技术
萃乙烯储罐工艺设计
李大伟“刘清娟潘秀亮李雪
中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院吉林132002
摘要从苯乙烯物料特性及安全角度出发,介绍苯乙烯储罐工艺设计特点和应采取的安全措施。
关键词苯乙烯储罐选型工艺流程
苯乙烯是合成高分子材料的重要原料,也是
来自苯乙烯主装置(成品过冷器冷却至7℃)
石油化学工业行业的基础原料。主要用于制造聚的合格产品苯乙烯进入储罐。当罐内温度升高时,
苯乙烯、合成橡胶、离子交换树脂等。苯乙烯是采用苯乙烯罐冷却器冷却至储存温度,通过苯乙
不饱和芳烃,闪点34.4℃,能自聚生成聚苯乙烯烯产品泵循环回流打人储罐。冷却介质为冷冻水。
树脂,也很容易与其它含双键的不饱和化合物共出料经取样器检测合格后由苯乙烯产品泵后送出
聚。暴露空气中逐渐发生聚合和氧化作用。其蒸界区。若不合格由苯乙烯产品泵送回装置回收
气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热或利用。
与氧化剂接触,有引起燃烧爆炸的危险,爆炸极
2.2流程分析
限1.1~6.1%(vol)。鉴于苯乙烯的特殊物化性
质,本文介绍苯乙烯储罐的工艺设计和安全措施。
2.2.1防聚合措施
苯乙烯储罐物料发生聚合将影响产品质量,
1储罐型式的确定
致使产品质量不合格造成经济损失。如果聚合物
储罐所储存的介质性质不同需要选用不同型堵塞呼吸阀等管口,还会引起储罐超压时无法排
式。其结构型式主要有:固定顶罐、浮顶罐、内放泄压引发事故。因此,必须采取防聚合措施。
浮顶罐、球罐和卧罐等。具体确定储罐的型式,
(1)苯乙烯的聚合反应是放热反应,温度升
首先应明确储罐所储存的介质的火灾危险性类别,高聚合物产生的速度明显加快。如果热量不能迅
然后根据介质的火灾危险性类别来确定储罐型式。速得到释放,苯乙烯温度会继续升高,聚合物就
苯乙烯属于乙A类液体。《石油化工储运系统罐会增加,同时放出更多的热量,使反应更剧烈,
区设计规范》SH/T3007-2007规定储存温度下饱最后发展到反应无法自控,可能形成爆聚。所以
和蒸汽压低于大气压的甲B、乙A类液体,应选用必须采取控温措施。苯乙烯储存温度要求在5
浮顶罐或内浮顶罐。有特殊储存需要的甲B、乙A20℃2。为了防止苯乙烯储罐受环境因素等影响
类液体,可选用固定顶罐,但应采取限制罐内气导致物料温度升高,除苯乙烯储罐及苯乙烯输送
体直接排入大气的措施。有些甲B、乙A类化工产管线采用保冷设计外,还采用外循环方式冷却。
品有特殊储存需要,不能采用内浮顶罐。苯乙烯设置苯乙烯储罐冷却器,用泵打循环,从而保证
属于乙A类液体为了抑制聚合需要与氧接触,其苯乙烯储存温度低于10℃。
储罐型式只能采用固定顶罐。
(2)苯乙烯进料中加入一定浓度的阻聚剂
2工艺设计
TBC(叔丁基邻苯二酚),TBC是需氧型阻聚剂,
当有氧存在时,苯乙烯自由基离子会先与氧反应
2.1流程叙述
生成氧化苯乙烯自由基,再迅速和TBC发生反应,
苯乙烯储罐工艺流程见图1。
生成比较稳定的半醍型和醌型化合物,从而使整
李大伟:工程师。2007年毕业于青岛技术大学获硕士学位。现从事化工工艺设计工作。联系电话:(0432)63917026,
E-mail:jly-ldw5451(@petrochinacom.cno
CHEMICAL ENGINEERING DESIGN
化工设计2013,23(3)
阻火器
吹气式液位计
呼吸阀
雷达液位计
急泄放人孔
仪表空气
苯乙烯
三
萃乙烯储罐
限流孔板
水的取样连接“阻聚剂密排系统
贸气吹扫线
安全阀
过滤器苯乙烯产品泵
不合格苯乙烯
安全阀
苯乙烯神洗线
冷冻水回水
冷却器
取样器
流量控制
?
冷冻水上水
图1苯加氢罐工艺流程
个反应终止,起到更明显的阻聚作用。当氧浓度
(5)苯乙烯储罐底部的排净管线与泵入口管
降低时,反应速率减慢,随着苯乙烯中氧含量的线相连接,避免萃乙烯储罐底部物料形成死区引
逐渐消耗,聚合物开始出现?。然而过多的氧又起聚合。储罐检修期间还可以利用此管线将底部
使苯乙烯生成过氧化物,这些过氧化物在一定条的苯乙烯物料通过苯乙烯产品泵入口的密闭排放
件下分解成自由基和醛类,因此过氧化物不仅可线导人苯乙烯密闭排放系统后回收利用。
以促进苯乙烯聚合还可以使产品中的醛含量增加。2.2.2储罐压力保护设施
而且苯乙烯属于易燃易爆液体,可与空气形成爆
对储罐设置三级压力保护措施
炸性蒸汽,所以通过苯乙烯储罐上起吹气式液位
第一级保护措施是储罐压力分程调节。当罐
计通入一定比例的仪表空气和氮,仪表空气和氮内物料被泵抽出,或由于温度降低,罐内的气体
气管线采用小管径管线,并通过仪表控制流量。冷凝收缩时,要补入氮气。当向罐内送料或温度
这样既可以保证阻聚剂活性,有效防止苯乙烯发升高使罐内压力升高时,通过储罐气体出口调节
生反应,又可以防止苯乙烯气相中氧气过高达到阀来维持储罐正常操作压力;氮气出口设置阻火
爆炸极限引起的爆炸。
器。苯乙烯储罐设置氮封,除可以调节储罐操作
(3)采用低流量苯乙烯冲洗安全阀入口管线,压力,还可以防止储罐中氧气含量过高引起爆炸。
在安全阀出口管线设置氮气吹扫线,避免苯乙烯另外氮封的设置考虑了环境变化导致罐内气体收
形成死区而引起聚合。采用小管径管线,并通过缩或膨胀的因素,避免了呼吸阀频繁起跳。还可
仪表控制流量。
以避免苯乙烯挥发气在呼吸阀处聚合堵塞呼吸阀,
(4)苯乙烯管道在适当处及弯头处设可拆卸吸人潮湿空气使水分带人储罐加快自聚速率,影
法兰,无袋形,管道连接避免肓端和死头,备用响产品质量。第二级保护措施为设置呼吸阀。当
泵及管线分支处,要求距离最小;水平管线应有氮封系统失灵,或其它原因导致罐内系统压力继
坡度;尽量缩短不易冲洗的盲端管头的长度。
续上升或降低时,呼吸阀自动开启,起到保护储