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淺析我公司粗甲醇貯罐的防爆措施

文檔作者：付邦琨文檔來(lái)源：黑龍江北大荒農(nóng)業(yè)股份有限公司浩良河化肥分公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年12月08日
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化工設(shè)計(jì)通訊第４０ 卷第２ 期
Chemical Engineering Design Communications ２０１４ 年４ 月
淺析我公司粗甲醇貯罐的防爆措施
付邦琨
（黑龍江北大荒農(nóng)業(yè)股份有限公司浩良河化肥分公司，黑龍江伊春?。保担常保埃常?
收稿日期： ２０１３‐０７‐２６
作者簡(jiǎn)介： 付邦琨（１９７８ － ） ，男，黑龍江伊春人，工程師，從事甲醇生產(chǎn)管理工作。
　　摘　要： 針對(duì)大修期間粗甲醇貯罐存在爆炸可能的問(wèn)題，通過(guò)測(cè)算， 實(shí)施稀釋罐內(nèi)粗甲醇的方案， 由
此消除了安全隱患。
關(guān)鍵詞： 粗甲醇貯罐； 防爆； 稀釋； 計(jì)算
中圖分類號(hào)： TQ２２３暢１２＋ １ 　　文獻(xiàn)標(biāo)志碼： B 　　文章編號(hào)： １００３‐６４９０（２０１４）０２‐００７８‐０２
Discuss on Explosion Preventive Measures of the Crude Methanol Tank
FU Bang‐K un
( Haolianghe Fertilizer Branch of Heilongjiang Beidahaung Co .,Ltd ., Yichun Heilongjiang １５３１０３ , China) Abstract :To solve problem of crude methanol tank potential explosion during the overhaul period ,
dilute crude methanol solution in the tank by determination and calculation . So security risk is
eliminated . Key words :crude methanol tank ; explosion prevention ; dilution ; calculation
1 　概述
黑龍江北大荒農(nóng)業(yè)股份有限公司浩良河化肥
分公司１００ kt／a 甲醇裝置甲醇罐區(qū)有２０ ０００ m３
精甲醇貯罐一座， ５ ０００ m３ 粗甲醇貯罐一座，
５ ０００ m３ 消防水貯罐一座。甲醇罐區(qū)由原重油罐
區(qū)改造而成， 以上三座貯罐都是利舊原重油貯
罐。其中， 粗甲醇貯罐為固定頂， 正常生產(chǎn)情況
下， 用置換氮?dú)鈱?duì)該罐進(jìn)行氮封， 罐內(nèi)保持微正
壓， 少量的揮發(fā)甲醇被氮?dú)庀♂尯笸ㄟ^(guò)呼吸閥排
出， 罐內(nèi)甲醇蒸氣濃度在爆炸范圍之外。我公司
每年進(jìn)行裝置停車大檢修， 大檢修期間置換氮?dú)?
停送， 大檢修均在７ ～ ８ 月份， 因我公司地處東
北， 晝夜溫差較大， 白天氣溫較高， 甲醇蒸發(fā)量
大， 夜間氣溫低， 甲醇蒸氣冷凝， 空氣自呼吸閥
進(jìn)入罐內(nèi)， 罐內(nèi)甲醇蒸氣濃度處于爆炸范圍內(nèi)。
我公司將該問(wèn)題作為２０１２ 年的重點(diǎn)攻關(guān)課
題立項(xiàng)， 并組織生產(chǎn)、設(shè)備及甲醇車間相關(guān)技術(shù)
人員負(fù)責(zé)解決。
2 　防爆方案
2暢1 　方案的選擇
方案一　新建中壓氮?dú)鈨?chǔ)罐， 大檢修空分停
車期間由中壓氮?dú)赓A罐提供氮封氮?dú)?。按每小時(shí)
消耗置換氮?dú)猓常?m３ ， 大檢修停車１５ d 計(jì)， 需置
換氮?dú)饪偭繛椋保?８００ m３ ， ４０ MPa 中壓氮?dú)赓A罐
容積需要３００ m３ ， 設(shè)備制造困難， 投資較大。
方案二　稀釋罐內(nèi)粗甲醇， 使罐內(nèi)甲醇蒸氣
濃度不在爆炸范圍內(nèi)。
我公司選擇方案二來(lái)解決粗甲醇貯罐的防爆
問(wèn)題。
2暢2 　解決問(wèn)題的思路
經(jīng)我公司生產(chǎn)部和車間技術(shù)人員研究， 大檢
修前降低粗甲醇貯罐液位至最低， 通過(guò)理論計(jì)算
出大檢修期間能夠滿足防爆要求的最低粗甲醇濃
度， 在不影響大檢修后生產(chǎn)開(kāi)車的前提下， 按照
計(jì)算所得安全值對(duì)罐內(nèi)粗甲醇進(jìn)行稀釋。
2暢3 　理論安全值計(jì)算
（１） ５ ０００ m３ 粗甲醇貯罐基本情況
罐壁從下至上搭接焊， 罐底從兩側(cè)向中心搭
接焊， 中心板在最上面。罐底直徑２２ ７２４ mm ，
罐頂直徑２２ ６００ mm ； 直筒高度１３ ６３０ mm ， 總
高１６ ２４１ mm ， 罐頂高２ ５９７ mm 。從下至上各層
罐壁板厚度、高度如表１ 。
· ７８ ·
第２ 期　付邦琨： 淺析我公司粗甲醇貯罐的防爆措施
表１ 　各層罐壁板厚度與高度mm
項(xiàng)目一層二層三層四層五層六層七層八層九層十層
厚度 １２ １２ １０ ９ ８ ６ ５ ４ ４ ４ 高度 １ ３９５ １ ３５５ １ ３５５ １ ３５５ １ ３６５ １ ３６５ １ ３６５ １ ３６５ １ ３６５ １ ３６５ 　　罐底錐體高度按８０ mm 估算， 則錐體體積
相當(dāng)于２６暢７ mm 高直筒段體積。
（２） ２０１２ 年６ 月３０ 日粗甲醇貯罐實(shí)際情況
實(shí)測(cè)粗甲醇液位２７０ mm ， 則扣減罐底錐體
后罐內(nèi)粗甲醇體積為： V ＝ ０暢７８５ × ２２暢７２４２ ×
（０暢２７０ － ０暢０２６ ７） ＝ ９８暢６２４ m３ 。
取樣分析粗甲醇密度為０暢８３３ kg／L 。按甲
醇與水兩組分計(jì)算， 甲醇濃度８０％ ； 參照我公
司操作規(guī)程中粗甲醇濃度與密度對(duì)照表及分析記
錄， 甲醇濃度?。福常?； 則罐內(nèi)粗甲醇總質(zhì)量M
＝ ９８暢６２４ × ０暢８３３ ＝ ８２暢１５４ t ， 罐內(nèi)甲醇總質(zhì)量
M甲醇＝ ８２暢１５４ × ８３％ ＝ ６８暢１８８ t 。
（３） 粗甲醇稀釋安全值理論計(jì)算
① 在粗甲醇貯罐自控液位計(jì)管口處安裝了
雙金屬溫度計(jì)， 測(cè)量并記錄了罐內(nèi)粗甲醇溫度，
大檢修期間監(jiān)測(cè)到的粗甲醇的最高溫度為２９ ℃ 。
② 甲醇罐設(shè)計(jì)時(shí)按４０ ℃ 考慮。我們認(rèn)為按
３９暢９ ℃ 考慮能夠滿足大檢修停氮?dú)夂蟠旨状脊?
的安全要求。
③ 甲醇蒸氣的爆炸極限為６％ ～ ３６暢５％ （體
積濃度） 。當(dāng)粗甲醇罐內(nèi)甲醇蒸氣濃度為６％ 時(shí)，
粗甲醇罐內(nèi)甲醇蒸氣分壓P ＝ ７６０ mmHg × ６％ ＝
４５暢６ mmHg（１ mmHg ＝ １３３暢３２２ ４ Pa ； 下同） ； 即
當(dāng)罐內(nèi)甲醇蒸氣分壓低于４５暢６ mmHg 時(shí)， 罐內(nèi)
甲醇蒸氣濃度低于６％ ， 能夠滿足安全要求。
2暢4 　甲醇水溶液蒸氣壓
據(jù)枟氮肥工業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè)理化數(shù)據(jù)枠， 甲醇水
溶液的蒸氣壓如表２ （表中k 為公式y(tǒng) ＝ kx 之斜
率， 縱坐標(biāo)y 代表甲醇蒸氣分壓， 橫坐標(biāo)x 代
表甲醇的質(zhì)量濃度） ； 并據(jù)表２ 利用差減法計(jì)算
出甲醇蒸氣的濃度， 其結(jié)果如表３ ［差減法計(jì)算
依據(jù)， 按相鄰三點(diǎn)組成一條直線近似計(jì)算甲醇蒸
氣分壓， 進(jìn)而得出甲醇蒸氣的濃度。例如， 以表
２ 中２５ ℃ 時(shí)甲醇水溶液蒸氣壓（０暢１４５ ， １５暢９）為
第一點(diǎn)， （０暢２９４ ， ３２暢６）為第二點(diǎn)， 近似地認(rèn)為
（０暢２ ， y）這點(diǎn)也在第一、第二點(diǎn)所在的直線上；
因每個(gè)點(diǎn)的斜率略有誤差， 取相鄰兩個(gè)點(diǎn)斜率的
平均值來(lái)減小誤差， 上述第一點(diǎn)的斜率為
１０９暢４ ， 第二點(diǎn)的為１１０暢８ ， 其平均值為１１０暢１ ，
則y ＝ kx ＝ ０暢２ × １１０暢１ ≈ ２２ ， 即表３ 中當(dāng)甲醇質(zhì)
量濃度為２０％ 時(shí)， 甲醇蒸氣分壓為２２ mmHg］ 。
表２ 　甲醇水溶液的蒸氣壓
質(zhì)量
濃度（ x）／
％
甲醇
蒸氣分壓（y）／
mmHg
總壓／
mmHg
水分壓／
mmHg k 備注
（溫度）
０暢 ０ ０ ２３暢 ７ ２３暢 ７ ２５ ℃ １４暢 ５ １５暢 ９ ３７暢 ５ ２１暢 ６ １０９暢 ４ ２５ ℃ ２９暢 ４ ３２暢 ６ ５３ ２０暢 ４ １１０暢 ８ ２５ ℃ ３２暢 １ ３５暢 ２０ ５５ １９暢 ８０ １０９暢 ７ ２５ ℃ ３７暢 ２ ４０暢 ５０ ６０暢 ２５ １９暢 ７５ １０８暢 ８４ ２５ ℃ ４２暢 １ ４５暢 ３０ ６５ １９暢 ７０ １０７暢 ６９ ２５ ℃ ４８暢 ０ ５１暢 ３ ６９暢 ８ １８暢 ５ １０６暢 ９ ２５ ℃ ６３暢 ５ ６５暢 ３ ８２暢 ３ １７ １０２暢 ９ ２５ ℃ ７６暢 ９ ８６暢 ９ ９８暢 ５ １１暢 ６ １１３暢 １ ２５ ℃ ９０暢 ９ １０５暢 １ １１２ ６暢 ９ １１５暢 ６ ２５ ℃ １００暢 ０ １２４ １２４ ０ １２４暢 ０ ２５ ℃ ０暢 ０００ ０ ５４暢 ７ ５４暢 ７ ３９暢 ９ ℃ ２３暢 ８６０ ６６暢 １２ １０５暢 ３ ３９暢 ２ ２７７暢 １２ ３９暢 ９ ℃ ２７暢 ８７０ ７５暢 ５１ １１４ ３８暢 ５ ２７０暢 ９４ ３９暢 ９ ℃ ３２暢 １９０ ８５暢 １９ １２２暢 ４ ３７暢 ２ ２６４暢 ６５ ３９暢 ９ ℃ ３５暢 ７７０ ９２暢 ３４ １２９暢 ６ ３７暢 ３ ２５８暢 １５ ３９暢 ９ ℃ ４０暢 ０５０ １００暢 ６ １３６暢 ４ ３５暢 ８ ２５１暢 １９ ３９暢 ９ ℃ ４４暢 ４７０ １０８暢 ８ １４３暢 ７ ３４暢 ９ ２４４暢 ６６ ３９暢 ９ ℃ ５４暢 ３８０ １２７暢 ７ １６０暢 ５ ３２暢 ８ ２３４暢 ８３ ３９暢 ９ ℃ ６１暢 ２３０ １４１暢 ６ １７３暢 １ ３１暢 ５ ２３１暢 ３ ３９暢 ９ ℃ ６９暢 １８０ １５８暢 ４ １８５暢 ７ ２７暢 ３ ２２９暢 ０ ３９暢 ９ ℃ ７９暢 ８２０ １８６暢 ８ ２０７暢 ５ ２０暢 ７ ２３４暢 ０ ３９暢 ９ ℃ ９１暢 ６６０ ２２５暢 ２ ２３５暢 ３ １０暢 １ ２４５暢 ７ ３９暢 ９ ℃ １００暢 ０００ ２６０暢 ７ ２６０暢 ７ ０ ２６０暢 ７ ３９暢 ９ ℃ 表３ 　差減法計(jì)算甲醇蒸氣的濃度
質(zhì)量濃度／
％
甲醇蒸氣分壓／
mmHg
甲醇蒸氣濃度／
％
備注
（溫度）
２０ ２２ ２暢 ８９４ ７３６ ８４２ ２５ ℃ ２５ ２７暢 ６ ３暢 ６３１ ５７８ ９４７ ２５ ℃ ３０ ３３暢 ２ ４暢 ３６８ ４２１ ０５３ ２５ ℃ ４０ ４３暢 ３ ５暢 ６９７ ３６８ ４２１ ２５ ℃ ５０ ５３暢 ２ ７ ２５ ℃ ５５ ５７暢 ８ ７暢 ６０５ ２６３ １５８ ２５ ℃ ６０ ６２暢 ３ ８暢 １９７ ３６８ ４２１ ２５ ℃ ６７ ７０暢 ７ ９暢 ３０２ ６３１ ５７９ ２５ ℃ ７０ ７５暢 ５ ９暢 ９３４ ２１０ ５２６ ２５ ℃ ８０ ９０暢 ９ １１暢 ９６０ ５２６ ３２ ２５ ℃ １５ ４５暢 ２９ ５暢 ９５９ ２１０ ５２６ ３９暢 ９ ℃ ２０ ５７暢 ０８ ７暢 ５１０ ５２６ ３１６ ３９暢 ９ ℃ 2暢5 　粗甲醇稀釋后實(shí)際情況
2暢5暢1 　實(shí)際稀釋完成后的數(shù)據(jù)
７ 月８ 日１５ ：００ 實(shí)測(cè)液位８４０ mm 時(shí)， 密度
０暢９９０ g／mL ， 含甲醇１４暢２％ 。
７ 月９ 日１５ ：００ 實(shí)測(cè)液位８５０ mm 時(shí)， 密度
０暢９９０ g／mL ， 含甲醇１１暢５％ 。
７ 月１０ 日１５ ：００ 取樣分析密度為０暢９８７ g／mL ，
· ７９ ·
化工設(shè)計(jì)通訊第４０ 卷第２ 期
Chemical Engineering Design Communications ２０１４ 年４ 月
含甲醇１８暢８％ 。
７ 月１１ 日９ ：００ 取樣分析密度０暢９８５ g／mL ，含
甲醇４暢３％ ；１５ ：００ 取樣分析密度為０暢９８５ g／mL ，
含甲醇４暢３％ 。
綜合分析數(shù)據(jù)后得出： 液位８５０ mm ， 平均
密度０暢９８７ g／mL ， 平均含甲醇１０暢６％ 。
2暢5暢2 　稀釋后罐內(nèi)情況
甲醇水溶液總體積V ＝ ０暢７８５ × ２２暢７２４２ ×
０暢８５ ＝ ３４４暢２５ m３ ，甲醇水溶液總質(zhì)量M ＝ ３４４暢２５
× ０暢９８７ ＝ ３３９暢７７４ t ；其中含甲醇３３９暢７７４ ×
１０暢６％ ＝ ３６暢０１６ t 。自控液位計(jì)３暢５％ 。
3 　恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)情況
８ 月５ 日， 粗甲醇貯罐液位在５６％ 時(shí)精餾裝
置開(kāi)車， 分析粗甲醇密度０暢８３８ g／mL ， 含水
１８暢２８％ ； 與正常生產(chǎn)時(shí)加入萃取水后的粗甲醇
溶液差不多。此時(shí)罐內(nèi)粗甲醇總質(zhì)量約２ ６００ t ，
大檢修后生產(chǎn)粗甲醇約２ ２５４ t 后精餾裝置開(kāi)車，
對(duì)精餾裝置的生產(chǎn)運(yùn)行及消耗沒(méi)有產(chǎn)生較大的影
響。
4 　結(jié)　語(yǔ)
以理論計(jì)算為指導(dǎo)， 經(jīng)一個(gè)跨年度大檢修期
間的實(shí)踐， 該攻關(guān)課題的解決方案， 經(jīng)證實(shí)滿足
了大檢修期間停氮?dú)夂蟠旨状假A罐的安全要求。
大檢修期間監(jiān)測(cè)粗甲醇罐內(nèi)溫度， 最高為２９ ℃ ，
而安全值以３９暢９ ℃ 考慮， 其安全性較高。因此，
我們的解決方案是成功的。
800 kt ／a 甲醇裝置磁力泵故障頻發(fā)分析及處理
柯　真， 羅偉雄
（中海石油化學(xué)股份有限公司，海南東方　５７２６００）
收稿日期： ２０１３‐１１‐０９
作者簡(jiǎn)介： 柯　真（１９８６ － ） ， 男，湖北黃梅人，助理工程師， 現(xiàn)為中海石油化學(xué)股份有限公司裝置保運(yùn)部設(shè)備
維修鉗工。
　　摘　要：介紹８００ kt／a 甲醇裝置原始開(kāi)車過(guò)程中磁力泵頻繁發(fā)生抱軸的事例， 結(jié)合磁力泵結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)、
故障現(xiàn)象及過(guò)程， 分析磁力泵抱軸的原因，提出相應(yīng)的檢修措施。
關(guān)鍵詞： 磁力泵； 抱軸； 檢修
中圖分類號(hào)： TH３１ 　　文獻(xiàn)標(biāo)志碼： B 　　文章編號(hào)： １００３‐６４９０（２０１４）０２‐００８０‐０４
Analysis and Treatment of the Magnetic Pump Frequent Failures in 800 kt/ a Methanol Plant
K E Zhen , L UO W ei‐xiong
(China Blue Chemical Co .,Ltd ., Dongfang Hainan ５７２６００ ,China) Abstract :Describe the frequent failures of the magnetic pump holding shaft during ８００ kt/a
methanol unit initial start‐up暢Based on the magnetic pump structure and characteristics ,failure
phenomenon and process ,analyze accident causes ,and propose the appropriate maintenance measures . Key words :magnetic pump ; holding shaft ; maintenance
　　中海石油化學(xué)股份有限公司８００ kt／a 甲醇裝
置建設(shè)中， 積極響應(yīng)國(guó)家“節(jié)能、減排、環(huán)?！?
政策， 從英國(guó)漢勝公司購(gòu)置１０ 臺(tái)不同型號(hào)磁力
泵。裝置于２０１０ 年９ 月建成， 在聯(lián)鎖試車過(guò)程
中， 多臺(tái)磁力泵相繼發(fā)生抱軸故障； 其中，
J４３３A 精甲醇泵３ 個(gè)月內(nèi)就出現(xiàn)７ 次故障， 已嚴(yán)
重影響裝置安全穩(wěn)定開(kāi)車?，F(xiàn)簡(jiǎn)介一下J４３３A
故障頻發(fā)的原因及處理方法， 為今后出現(xiàn)類似問(wèn)
題提供借鑒。
1 　磁力泵結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
磁力泵由泵、磁力傳動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)三部分組
· ８０ ·

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