甲醇罐區(qū)節(jié)能和安全性分析及優(yōu)化

司海琳

摘 要：在煤化工企業(yè)中，甲醇罐區(qū)作為生產(chǎn)輔助單元，不直接參與產(chǎn)品生產(chǎn)。甲醇作為重要的基礎(chǔ)有機(jī)化工原料，具有較強(qiáng)的揮發(fā)性、流動(dòng)擴(kuò)散性、易燃易爆性、易受熱膨脹、易產(chǎn)生靜電，且對(duì)人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻醉作用，對(duì)視神經(jīng)和視網(wǎng)膜有特殊選擇作用，引起病變，對(duì)呼吸道及胃腸道粘膜有刺激作用。因此，甲醇罐區(qū)的節(jié)能和安全存儲(chǔ)顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：甲醇;罐區(qū);節(jié)能;安全性;分析;優(yōu)化

最近幾年來，隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們環(huán)保意識(shí)的提高，各行各業(yè)對(duì)于節(jié)能和安全的要求也越來越高。煤化工企業(yè)在發(fā)展過程中，也在不斷提升企業(yè)素養(yǎng)，追求節(jié)能、安全與企業(yè)效益同比增長。甲醇罐區(qū)作為煤化工企業(yè)中必不可少的中間存儲(chǔ)環(huán)節(jié)，節(jié)能和安全占據(jù)了越來越重要的位置。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，通過對(duì)甲醇罐區(qū)節(jié)能和安全性能的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，采用合理的措施，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)降本增效的目的，還能保障企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

1 甲醇罐區(qū)特點(diǎn)分析

神華新疆化工有限公司的甲醇罐區(qū)作為全廠公用系統(tǒng)的重要組成，承擔(dān)著裝置原料供應(yīng)及產(chǎn)品接收的任務(wù)，發(fā)揮了承上啟下的重要作用。作為中間存儲(chǔ)單元，甲醇罐區(qū)主要接收來自甲醇合成裝置生產(chǎn)的粗甲醇，并將連續(xù)穩(wěn)定的供給MTO裝置進(jìn)一步深加工所需的粗甲醇，不直接參與產(chǎn)品生產(chǎn)。甲醇罐區(qū)的存儲(chǔ)作用能夠有效維持上、下游裝置連續(xù)生產(chǎn)，當(dāng)上、下游裝置出現(xiàn)故障或停車時(shí)，利用罐區(qū)內(nèi)儲(chǔ)存的甲醇，盡量保證不影響相關(guān)裝置。

2 甲醇罐區(qū)危險(xiǎn)性分析

神華新疆化工有限公司甲醇罐區(qū)主要設(shè)置2臺(tái)MTO級(jí)甲醇罐、1臺(tái)不合格甲醇罐、1臺(tái)精甲醇罐及1臺(tái)甲醇水罐，總罐容72900m3，約合甲醇58000t，日儲(chǔ)量約30000t。甲醇作為重要的基礎(chǔ)有機(jī)化工原料，爆炸極限為5.5%～44.0%，其蒸氣能夠與空氣形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇火源引著回燃;若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開裂和爆炸的危險(xiǎn)，燃燒時(shí)無光焰。甲醇罐區(qū)具有儲(chǔ)量大、危險(xiǎn)性高、爆炸極限范圍廣、事故發(fā)生后救助困難、危害面廣等特點(diǎn)。因此，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，對(duì)甲醇罐區(qū)節(jié)能和安全性進(jìn)一步提高有著不可替代的重要意義。

3 甲醇罐區(qū)節(jié)能和安全性分析及優(yōu)化

3.1 甲醇罐區(qū)儲(chǔ)罐選型優(yōu)化

根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50160-2008規(guī)定及甲醇的物化性質(zhì)、節(jié)能、安全性要求，甲醇罐區(qū)為常壓罐區(qū)，主要選用內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐。相比于其他類型的常壓儲(chǔ)罐，內(nèi)浮頂罐存在耗材多，施工要求高，密封結(jié)構(gòu)檢查維修不便等缺點(diǎn)，但內(nèi)浮頂罐不僅能夠有效改善油品儲(chǔ)存條件，防止雨水雜質(zhì)進(jìn)入儲(chǔ)罐和減緩密封圈老化，還能夠有效減少油品蒸發(fā)損耗。由于內(nèi)浮盤覆蓋于甲醇液面，使得甲醇與空氣有效隔離，大大減少了甲醇蒸發(fā)對(duì)大氣環(huán)境的污染，同時(shí)降低了甲醇儲(chǔ)罐著火爆炸的危險(xiǎn)。另一方面，甲醇儲(chǔ)罐內(nèi)氣相空間相對(duì)非常小，能夠有效降低甲醇對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)壁的腐蝕，從而延長儲(chǔ)罐使用壽命。內(nèi)浮頂罐的頂蓋能夠防止雨、雪、風(fēng)沙、灰塵進(jìn)入儲(chǔ)罐內(nèi)污染甲醇產(chǎn)品，且內(nèi)浮頂與頂蓋之間靜止的空氣層能夠起到良好的隔熱或保溫作用，從而進(jìn)一步降低甲醇產(chǎn)品的蒸發(fā)損耗，也因此內(nèi)浮頂罐能夠應(yīng)用于氣候多變或相對(duì)惡劣的生產(chǎn)環(huán)境當(dāng)中。

3.2 甲醇儲(chǔ)罐工藝優(yōu)化

鑒于甲醇易揮發(fā)，為保證產(chǎn)品品質(zhì)及減少環(huán)境污染，甲醇罐區(qū)多采用氮封工藝，以控制甲醇罐內(nèi)混合氣體中的含氧量。氮封工藝實(shí)際上是利用氮?dú)庋a(bǔ)充甲醇罐內(nèi)氣相空間，氮?dú)獗燃状颊魵廨p，故氮?dú)飧≡诩状颊魵馍戏?。?dāng)甲醇罐內(nèi)壓力高于設(shè)定值時(shí)，罐頂呼吸閥打開呼出上方氮?dú)舛皇羌状颊魵?當(dāng)罐內(nèi)壓力低于設(shè)定值時(shí)，信號(hào)閥打開，降低氮封閥薄膜下側(cè)壓力，氮封閥也相應(yīng)打開，將氮?dú)廨斎牍迌?nèi)，使儲(chǔ)罐壓力逐漸回升到設(shè)定值，以此降低甲醇的蒸發(fā)損耗，減少環(huán)境污染。且罐內(nèi)甲醇液面上方為氮?dú)?，有效阻隔了甲醇與空氣接觸，降低了儲(chǔ)罐內(nèi)氣相空間中的含氧量，防止甲醇蒸氣與空氣形成爆炸性混合氣體，還能夠阻止甲醇產(chǎn)品變質(zhì)。

3.3 甲醇罐區(qū)優(yōu)化實(shí)施對(duì)比

神華新疆化工有限公司在甲醇罐區(qū)不合格甲醇儲(chǔ)罐（10000m3）投產(chǎn)初期，考慮到產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，含有較多輕質(zhì)組分，為促使輕質(zhì)組分盡快揮發(fā)而選擇拱頂罐。在后期生產(chǎn)過程中，隨著裝置運(yùn)行成熟，甲醇產(chǎn)品質(zhì)量趨于穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)該類儲(chǔ)罐由于甲醇液面與罐頂之間存在較大的空隙，為甲醇揮發(fā)提供了良好的氣相空間，甲醇蒸氣容易與罐內(nèi)氣體形成爆炸性混合物，還會(huì)進(jìn)一步加深儲(chǔ)罐內(nèi)壁腐蝕;加之拱頂罐隔熱或保溫效果差，不合格甲醇罐大小呼吸損耗及蒸發(fā)損耗較大。為降低安全風(fēng)險(xiǎn)及減少甲醇產(chǎn)品蒸發(fā)損耗，神華新疆化工有限公司綜合考慮，決定對(duì)不合格甲醇儲(chǔ)罐進(jìn)行優(yōu)化改造，即：將拱頂罐改造為內(nèi)浮頂罐，并采用氮封工藝來降低損耗。改造結(jié)束后，通過分析對(duì)比，發(fā)現(xiàn)在相同儲(chǔ)存條件下，不合格甲醇罐的蒸發(fā)損耗由改造前的426t/月下降為34t/月，很大程度上達(dá)到了降本增效的目的，同時(shí)還對(duì)環(huán)境保護(hù)做出了貢獻(xiàn)。

4 結(jié)束語

綜上所述，甲醇作為重要的基礎(chǔ)有機(jī)化工原料，對(duì)于煤化工企業(yè)的重要性不言而喻。因此在實(shí)際生產(chǎn)過程中，如何有效提高甲醇儲(chǔ)罐的儲(chǔ)存能力，降低甲醇產(chǎn)品的蒸發(fā)損耗，減少環(huán)境污染，達(dá)到降本增效的目的成為現(xiàn)代煤化工企業(yè)發(fā)展的目標(biāo)之一。

參考文獻(xiàn)：

[1]王玉玲.甲醇和硫酸罐區(qū)節(jié)能和安全性分析及優(yōu)化[J].小氮肥，2015，43（05）：19-20.