埋地罐的外压计算、结构优化及防腐_盛涛涛.pdf
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1、应用研究0 引言在 ABS 树脂生产项目中,所用原料包括 1,3-丁二烯,1,3-丁二烯在常温常压条件下为无色气体,具有特殊气味,熔点为-109,沸点为-4.4,微溶于水,易溶于丙酮、乙醚、氯仿等。1,3-丁二烯与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限的体积分数为2.16%11.47%。丁二烯的爆炸事故时有发生,2010年 1 月 7 日,兰州石化分公司 316 号 1,3-丁二烯罐区发生火灾爆炸事故,造成 6 人死亡,6 人受伤,摘 要 以ABS项目中1,3-丁二烯埋地罐为例,分别从盛装介质为极度高度危害的埋地罐的外压计算、结构设计、腐蚀防护方面遇到的难点进行分析,基于EMMUA的覆土外压计算方法,
2、提出将设备设计负压与覆土外压叠加作为储罐的外压计算压力;采用接管集中布置,使用隔离环结构,鞍座底板增设PTFE板等方法优化了设计结构,以便于检修;提出使用防腐试板的方法,解决了埋地罐的外表面腐蚀检测难的问题,为储罐安全运行提供保障。关键词 1,3-丁二烯 埋地罐 外压计算 结构优化 防腐试板 中图分类号 TQ 053.2 DOI:10.16759/ki.issn.1007-7251.2023.04.008External Pressure Calculation,Structural Optimization and Corrosion Prevention of Buried TanksSH
3、ENG TaotaoAbstract:Taking the buried 1,3-butadiene tank in the ABS project as an example,the difficulties encountered in the external pressure calculation,structural design,and corrosion protection of buried tanks containing extremely hazardous media were analyzed.Based on the EMMUA method for calcu
4、lating the external pressure of soil cover,the superposition of the equipment design negative pressure and the external pressure of soil cover was proposed as the external pressure calculation pressure of the tank.The design structure was optimized by adopting centralized arrangement of nozzles,usin
5、g isolation ring structure,and adding PTFE plates to the saddle bottom plate,which facilitated maintenance.The method of using corrosion resistant test plates was proposed to solve the problem of difficult corrosion detection on the outer surface of buried tanks,providing assurance for the safe oper
6、ation of the tanks.Key words:1,3-butadiene;Buried tank;External pressure calculation;Structural optimization;Anti-corrosion test plate盛涛涛*(沃利工程技术有限公司)埋地罐的外压计算、结构优化及防腐*盛涛涛,男,1986年生,硕士研究生,工程师。上海市,201100化工装备技术30第 44 卷第 2 期 2023 年 4 月2023 年 4 月312017 年 11 月 1 日,美国宾夕法尼亚州哈里斯堡路一辆轨道车发生 1,3-丁二烯泄漏,造成 50 人被疏散。
7、1,3-丁二烯已被列为首批重点监管的危险化学品 1。其有麻醉性,特别刺激黏膜,2017 年世界卫生组织国际癌症研究所机构将 1,3-丁二烯列为一类致癌物。1,3-丁二烯属于液化烃,按照火灾危险性分类属于甲类,根据 GB 501602008石油化工企业设计防火规范,如果丁二烯罐在室外露天布置,则应设置防火堤,安装可燃气体报警装置,设置消防冷却系统,并配置移动式干粉灭火设施等。如果将丁二烯罐采用埋地设置,不仅可以节省配置相关防火设施所产生的费用,而且减小了储罐及其相关设施的占地面积,也大大增加了安全性。因此,从经济性和安全性角度考虑,将 1,3-丁二烯罐罐做埋地设计。由于储罐埋于地下,受到非均匀性
8、的覆土压力及地下水浮力等影响,覆土及水中的微生物会等对储罐造成较大的腐蚀,且一旦发生泄漏不容易被发现。据统计,埋地罐的泄漏事故多发生在运行 7 a 以后,运行 1015 a 时事故发生较为频繁2。因此,埋地罐的设计及防腐是工程设计中的难题,目前国内尚无统一的设计规范,由此本文将借鉴近年来国内外埋地罐的设计经验,以 1,3-丁二烯埋地罐为例剖析埋地罐的设计难题。1 设计条件及简图根据 TSG 212016固定式压力容器安全技术检擦规程第 3.1.9.3 条规定,常温储存液化气体压力容器规定温度下的工作压力,按照不低于 50 时的实际饱和蒸汽压来确定,1,3-丁二烯在 50 下的饱和蒸汽压为 0.
9、568 MPa,设计压力应在工作压力的基础上增加设计裕量,根据 HG/T 20570.11995设备和管道系统设计压力和设计温度确定第 1.0.4 条规定常温下储存丁二烯容器的设计压力为 0.79 MPa。设计温度是指压力容器在正常工作条件下,设定的元件温度(沿原件截面的温度平均值)。当正常工作条件下大气环境温度对压力容器壳体金属温度有影响时,常温储存压力容器最低设计金属温度不得高于历年来月平均最低气温(当月各天的最低气温值相加除以当月的天数)的最低值。按照以上定义,丁二烯储罐的最低设计温度应当选取建设地点历年来“月平均最低气温”的最低值,根据项目的基础设计数据可知,建设地月平均最低气温为 5
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