程阳
浙江省天正设计工程有限公司 310000
摘要：本次工艺设计范围为成品罐区及码头的工艺系统，包括产品的接收、储存、输送、装车、装船；原料的卸车、卸船、储存、输送；以及管线放空、尾气处理等工艺系统及相关的设备选择与设计。
关键词：工艺设计；成品罐区；工艺系统；设计基础
1工艺主要工程内容
本工程工艺单元主要由以下几部分组成：
1）成品罐组：新建5个罐组，共22座化工品储罐，总储量共29.62万m3；
2）汽车装卸区：设10个装卸岛（10个装卸车车位）；
3）码头泊位：共设置7个靠泊泊位（装卸区）；
4）废气处理装置：成品罐区共设置8套废气处理设施，分别处理不同品种或不同区域的尾气，码头区域设置3套；
2设计原则
1）严格执行国家及行业的有关标准、规范及法规，确保工程建成后有效、安全、平稳运行。
2）采用成熟、可靠、安全的储运工艺，工艺流程简捷、物流合理、储运通畅、收发迅达、便于操作管理、功能上满足使用要求。
3）吸取国内外油库先进的工艺技术和自控水平，工艺及设备选用以安全可靠为主，自动控制采用一套数据采集与监控系统（SCADA）作为库区统一监控平台。
4）储罐、机泵选型合理、运行可靠，并保证环保和安全；同时在工艺设备选型中采用高效、节能产品，以利节能。
3设计基础
3.1储存物料及其性质
本工程主要为满足广西华谊工业气体岛项目提供原料和产品的中转服务，储存物料主要有甲醇、醋酸、乙二醇、杂醇、硝酸和氢氧化钠。这些化工品除硝酸和氢氧化钠以外，其余均为可燃或易燃易爆危险性介质，其主要物性见下表：
表1-1 储运物料主要物性表
4储运工艺设计内容
1）甲醇罐组：新建4座40000m3内浮顶甲醇储罐及相应的泵站，其中1座位甲醇（企标）罐，其余3座为甲醇（国标）罐。
2）醋酸罐组：新建3座22000 m3内浮顶醋酸储罐及相应的泵站，2座10000 m3内浮顶醋酸储罐以及1座10000 m3内浮顶低碘醋酸储罐。
3）酸碱站：新建1座2000 m340%硝酸固定顶储罐和1座2000 m332%氢氧化钠固定顶储罐及相应的泵站。
4）聚酯级乙二醇罐组：新建3座10000 m3乙二醇（聚酯级）固定顶储罐及相应的泵站。
5）工业级乙二醇及杂醇罐组：新建1座1000 m3混合一元醇 内浮顶储罐，1座1000 m3混合多元醇 内浮顶储罐，1座1000 m350DMC内浮顶储罐，1座1000 m350乙二醇 固定顶储罐，2座1000 m3乙二醇（工业级）固定顶储罐和1座200 m370乙二醇 固定顶储罐，共7座储罐。
6）液体装卸设施：新建10个汽车装车岛。所有化工品均为单侧装卸车，除40%硝酸和32%氢氧化钠为下卸外，其余品种均为单侧上装装车。
7）码头泊位：新建7个靠泊泊位。
8）尾气处理系统
成品罐区共设置8套废气处理设施，分别处理不同品种或不同区域的尾气，码头区域设置3套。
5储运工艺
5.1工艺流程
本次罐区工程液体物料的储运工艺包括物料储存和输送两方面的生产过程，主要为华谊主厂区提供原料和产品的储运配套服务。原料基本通过船进或车进，管道出；产品通过管道输送进入储罐，船外运出。其方块流程如下：（虚线内为非本项目范围）。
各工艺流程简述如下：
（1）产品储运工艺
1）管线输入
来自华谊厂区的主产品（甲醇、乙醇和醋酸）和副产品（50DMC、混合一元醇、混合多元醇、50乙二醇、70乙二醇），经厂区输送泵加压后，由产品管线输送进入成品罐区对应储罐内储存。工艺过程为：（{ }内不属本设计范围）{产品来自厂区→厂区输送泵→产品管线→库外管廊}→库内管廊→罐区储罐储存
根据厂区生产输送工艺，主产品均为间歇进料，杂醇副产品为连续进料。
2）装车
储存在罐区储罐内的液体化学品（甲醇、乙二醇、醋酸产品及杂醇副产品）根据需要，由储罐出口管道送入各自的装汽车泵入口，经加压后通过装车管线输送至液体装卸区，经栈台上的装车鹤管装车外运。工艺过程为：
罐区储罐→出口管线→装车泵→装车管线→汽车栈台→汽车鹤管→装汽车槽车外运
3）装船
储存在罐区储罐内的液体化学品（甲醇、乙二醇、醋酸产品）根据需要，由储罐出口管道送入装船泵入口，经加压后由码头管线输送至码头泊位装船外运。工艺过程为：（{ }内不属本设计范围）
罐区储罐→出口管线→装船泵→码头管线→储罐区管廊→公共管廊{→引桥根部→码头泊位→装船外运}
4）不合格品回送
由于产品质量问题，不合格的甲醇、醋酸、聚酯级乙二醇需送回华谊厂区进行回收处理。
不合格品由储罐出口管道送入装车泵（兼不合格品外输泵）入口，经加压后由专用的不合格品管线输送至华谊厂区回收处理。工艺过程为：（{ }内不属本设计范围）
罐区储罐→出口管线→装车泵（兼不合格品外输泵）→不合格品管线→储罐区管廊→公共管廊{→引桥根部→码头泊位→装船外运}
（2）原料储运工艺
1）卸船
原料32%液碱和40%硝酸船舶靠泊码头泊位后，由船上自备泵将其加压后经码头管线连接输送至陆域罐区酸碱站内对应储罐储存。工艺过程为：（{ }内不属本设计范围）
{液体化学品船舶→自备泵→码头管线→引桥根部}→陆域公共管廊→储罐区管廊→酸碱储罐储存
2）卸汽车
原料32%液碱和40%硝酸由汽车槽车运输进入液体装卸区，停靠汽车栈台后，通过卸车鹤管和卸车泵将液体加压经卸车管线输送至酸碱站对应储罐内储存。工艺过程为：
散装液体汽车槽车→汽车栈台→卸车鹤管→卸车泵→卸车管线→酸碱储罐储存
3）管线外输
储存在罐区储罐内的原料（32%液碱和40%硝酸）根据需要，由储罐出口管道送入各自的输送泵入口，经加压后通过外输管线输送至华谊厂区使用点。工艺过程为：（{ }内不属本设计范围）
酸碱储罐→出口管线→外输泵→外输管线→储罐区管廊→{（库外管廊→厂区）}
（3）清罐、扫线工艺
根据华谊生产情况，储罐变换储存产品等级或检维修时需要清罐、扫线作业。
物料储罐底部均设置集液坑、低位出口和排净口，且低位出口和排净口均在储罐内部伸入集液坑；在罐根出口管线上设置一个DN50的接口。当储罐需要清罐时，先利用低位出口将底部物料基本抽空，剩余残液由移动泵经排净口抽出，利用出口管线上的DN50接口送出装车或装桶，残液作为危废外委处理。
码头装卸管线和陆域装卸车管线两端均设置清管阀，在管线检修时或装卸货种后较长时期内不使用的，均需将管线清扫放净。本项目拟采用清管阀，利用氮气或压缩空气作为动力，由码头侧或装卸区汽车栈台侧作为起点，对管道进行通球扫线。
（4）储罐加热及管道伴热
1）储罐加热
本项目储存介质醋酸、32%氢氧化钠和70乙二醇等需加热保温储存。本方案拟采用以下二种加热方式：
① 对于醋酸和32%氢氧化钠，因储存温度不高（30~38℃），拟采用热水（60℃）进行加热保温，储罐内设热水盘管。
② 对于70乙二醇因储存温度较高（100℃），拟采用外部电加热器对物料进行加热，储罐设置保温。
储罐外壁保温材料拟采用玻璃棉板，保护材料采用彩钢板。
2）管道伴热
管道伴热有多种方式，主要有热媒伴管伴热和电伴热二大类。根据孚宝要求，本项目需加热或保温管道拟全部采用电伴热的方式。
管道外壁保温材料拟采用硅酸钙管壳制品，保护材料采用铝皮。
（5）供风、供氮系统
本项目对于储存甲醇、醋酸、50DMC、混合一元醇和混合多元醇等甲B、乙A类的化工液体储罐及乙二醇有储存洁净度要求的介质储罐均设氮封保护系统，可减少介质的挥发和环境污染，做到安全储存，并保证乙二醇产品质量；甲B、乙类液体管道清管时采用氮气作动力，丙类和不燃液体的管道清管时采用压缩空气作动力，管道清管后用氮气或压缩空气吹干管线。本方案工艺用氮气最大量为6300Nm3/h，供气压力为0.35MPa，纯度：99.99%；工艺用压缩空气最大量为800Nm3/h，供气压力为0.4MPa。氮气和压缩空气均来自华谊空分装置。
（6）计量
储罐收料数量以储罐检尺为准，向华谊输送物料和装船以流量计计量为准，装车以地磅称重为准。
（7）废气处理装置
根据《石油化学工业污染物排放标准》（GB 31571-2015）规定，本项目甲醇、乙二醇排放限值为50mg/m3，其余物料排放需满足去除效率≥95%的要求。
本工程产品基本均为水溶性介质，本项目针对不同的品种和区域分别设置了废气处理装置。除甲醇装车和装船尾气采用冷凝+水洗组合工艺，并采用脱盐水作为洗涤水，其余介质和区域的尾气均采用水洗或水吸收工艺。
1）甲醇装车和装车尾气处理装置由尾气冷凝单元和尾气水洗单元两个部分组成；
2）硝酸采用吸收槽进行水吸收，吸收硝酸废气的水采用移动泵送回硝酸储罐；
3）其余收集的尾气均采用水洗工艺。
上述工艺流程详见工艺专业设计文件《工艺管道及仪表流程图》。
6主要设备选型
6.1储罐选型
本项目化工储罐选用常规的立式拱顶罐，根据不同的储存品种和吞吐要求，采用不同的储罐规格、大小和结构形式：有立式拱顶罐、内浮顶罐，储罐规格有200m3、1000m3、2000m3、10000m3、20000m3、40000m3等，材质有碳钢、不锈钢、双向不锈钢等，热媒有：蒸汽和热水，有氮封罐和非氮封罐。详见表3.1-1新建液体化工储罐一览表。
6.2机泵选型
罐区工艺定型设备主要是物料输送泵。机泵选型，主要根据输送介质的性质；机泵参数的选定，依据有关装船、装车所要求的时间来确定流量，依据接收方所要求的流量确定外输流量；根据管道阻力降和高程等来确定扬程（或出口压力）。
化工品装船、装车和外输泵除大流量泵以外均选用无泄漏屏蔽泵，个别对产品品质有要求的产品装船泵也采用屏蔽泵，大流量装船泵采用离心泵，卸车泵采用容积式泵。
根据物料的特性和腐蚀性选用过流元件的材质，原则上过流元件全部选用不锈钢，对于腐蚀性较大的介质则壳体也采用不锈钢。
6.3汽车鹤管选型
鉴于社会车辆的不统一性，目前装车设计暂按上装式装车鹤管考虑。装车鹤管选用上装式液下型带气相回收管，其与罐口间采用外覆耐腐蚀橡胶的弹性密封帽进行密封。装车均采用单侧装车型式，便于以后根据市场上槽车情况对装车模式进行底部装车工艺的修改。卸车鹤管选用底部卸车形式，并带有API快速拉断接头（干式），可紧急脱开。汽车鹤管材质拟全部采用不锈钢。
装车过程中的液位由液位开关进行监测，当达到预定的液位时，发出声光报警信号，同时关闭鹤管前控制阀门。
7安全、环保
7.1工艺系统设计中采取的安全防范措施
1）根据同类化工品库的生产经验，设计选择安全可靠的工艺流程和设备，确保生产工艺安全可靠。
2）所有储罐设有液位、温度测量仪表，以及液位高、低参数报警，全部信号进入库区SCADA系统；储罐高高液位时联锁停进料开关阀，保证储罐的安全操作，杜绝物料外泄。对于内浮顶储罐还设置了低低液位联锁停出料开关阀的措施，防止液位过低导致液面上方与内浮盘之间形成爆炸性气体空间。
3）为防止产品蒸发气挥发，所有甲B、乙A类介质设计为内浮顶，减少了呼吸损失及气相排放，有利于安全和环境保护。
4）化工品的装船、汽车装车均采用密闭装车方式，同时对装船作业区和汽车作业区装车时产生的蒸发气进行回收处理，尾气排放浓度低于国家标准规定的限值。
5）汽车装车系统采用流量计和电液阀、批量控制仪相结合的控制系统，可实现槽车灌装的自动化操作和安全保护。
6）设置管线泄压系统，防止高温状态下管线超压引发事故。
7）对于储运工艺及设备、设施等均选用高质、高效、可靠的产品。
8）选用低噪声输送泵，使泵区的作业环境噪声强度符合标准要求，减轻对职工健康的危害。
9）根据流量选择合适的管道直径，控制管道内的物料在安全流速之内；化工品装卸车控制初速不大于1m/s，最大流速不大于3.0m/s。
7.2工艺系统设计中采取的环保措施
1）污水
工艺生产废水主要是储罐洗涤水和汽车装卸区、码头泊位的地面冲洗废水。各区域生产废水通过地下管道收集后，排至成品罐区的污水收集池，再经过废水泵输送至华谊厂区的污水处理站处理，达标排放。
2）废气
废气主要来源于储罐顶部大小呼吸排气和汽车装车或者装船时产生的蒸发气。化工品废气送往尾气处理装置处理回收。
3）固废
主要包括洗完罐后擦拭罐底积水产生的废抹布，收集于危废间暂存点，定期送至华谊厂区的危废库。
4）噪声
噪声主要来自物料输送泵，其产生的噪声源强一般在65～85dB之间。本工程噪声控制措施首选低噪声设备，各类机泵采取减振措施控制噪声传播，上述噪声控制措施可确保库区厂界噪声符合标准要求
论文作者:程阳
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第1期
论文发表时间:2019/9/3
标签：储罐论文; 管线论文; 工艺论文; 管道论文; 物料论文; 甲醇论文; 码头论文; 《建筑细部》2019年第1期论文;