二甲醚建设项目甲醇罐“大小呼吸损耗”技术改造

摘  要：文章根据现我国现在甲醇储存的现状,对甲醇储存设备进行技术改造，并通过改造后的运行情况,说明“大小呼吸”技术改造的可行性。
关键词：甲醇储罐；大小呼吸；技术改造
        1项目建设概况
        我国2005年石油净进口约13000万吨，占国内消费总量的43%，2006年石油对外依存度接近50%，能源安全问题极为严峻，久泰能源（广州）有限公司，成立于2004年3月，是久泰能源的子公司，一期年产15万吨二甲醚项目，于2007年9月正式投入生产。主要产品二甲醚是一种新型替代能源，二甲醚可以替代液化石油气作为民用燃料，代替汽、柴油作为车用燃料，是一种极具战略意义的新兴替代能源，其热效率高，环保性能好，在国际上被誉为紧次于氢的“21世纪超清洁能源”，二甲醚行业的发展对我国能源安全意义重大。
        本项目储运区中甲醇罐区有10 000 m3内浮顶罐的甲醇储槽2台，存在“大小呼吸损耗”。每年“大小呼吸损耗”损耗的甲醇100多吨，给企业造成较大的经济损失，同时对周围环境造成一定影响。
        2甲醇储罐的蒸发损耗—“大小呼吸”原理
        ①“大呼吸”损耗（工作损耗）。甲醇原料进罐时，会有一定量的气体排出而损耗，损耗根据流体密度、温度、压力、流速等操作参数不同而不同，各种物质的损耗系数亦不同。
        当储罐进原料作业时，液面不断升高，气体空间不断缩小，液气混合物被压缩而使压力不断升高，这种蒸发损耗称为“大呼吸”。
        当储罐进行排液作业时，液面下降，罐内气体空间压强下降。当压力下降到真空阀的规定值时，真空阀打开，罐外空气被吸入，罐内液体蒸汽浓度大大降低，从而促使液面蒸发。当排液停止时，随着蒸发的进行，罐内压力又逐渐升高，不久又出现甲醇气混合物呼出的现象，称为“回逆苛刻”，也就是“大呼吸” 损耗的一部分。甲醇采用内浮顶罐储存装卸，内浮顶罐的顶能随液面而升降，故甲醇的可挥发空间少，内浮顶罐与固定拱顶罐相比，可以使物料的工作损耗减少95％。
        ②储罐“小呼吸”损耗。甲醇储罐静贮时，白天受热罐内温度升高，甲醇蒸发速度加快，蒸气压随之增高，当储罐内混合气体压力增加到储罐控制压力极限时，就要向外放出气体，相反，夜间气温降低时，储罐中的混合蒸气体积收缩，气体压力降低，当压力降低到呼吸阀的负压极限时，储罐又要吸进空气，加速油品蒸发。由于外界大气温度昼夜变化而引起的损耗，称为甲醇罐的“小呼吸”损耗，小呼吸蒸发损失量和储罐储存液位高度、罐容量、储罐允许承受的蒸气压力及温度的变化有着密切关系。
        3储罐“大小呼吸”损耗估算
        本项目储运区中甲醇罐区有10000m3内浮顶罐的甲醇储槽2台，存在“大小呼吸损耗”。甲醇储罐“大小呼吸”损耗采用“美国石油学会American Petrateum Institute API  P2518”对浮顶罐的化工产品储存损耗进行计算：
        ①内浮顶罐化工产品装卸“大呼吸”损耗的计算公式及损耗量。
        式中：
        W－内浮顶罐的泵送年损耗量（m3/年）
        D－浮顶罐直径（m）=30m
        V－泵送入罐量= 210024t/a
        经计算，本项目单座甲醇储罐“大呼吸”损耗为0.48t/a，两座储罐的损耗为0.96t/a，该部分甲醇的排放可归纳为无组织排放。
        ②内浮顶罐化工产品装卸“小呼吸”损耗的计算公式及损耗量。            
        式中：
        Ly－储罐的小呼吸年挥发量（m3/年）
        Kf－储罐罐型系数（焊接0.045）
        P－大量液体状态下，真实的蒸气压力（mmHg）=550mmHg
        D－储罐直径（m）=30m
        VW－平均风速（m/s）=2.1m/s
        KS－密封系数（1.33）
        Kc－产品因子（取1.0）