利用废质氮气的油品储罐氮封系统的制作方法

本实用新型涉及石油化工领域，特别涉及一种利用废质氮气的油品储罐氮封系统。
背景技术：
：石油化工领域中成品油罐罐顶气中含有空气、油气和少量硫化物，污油罐、油品中间罐等罐顶气中含有空气、油气、水蒸汽、硫化氢、有机硫化物等。罐顶气中的硫化氢、有机硫化物等可以与罐顶金属内壁发生腐蚀反应，生成硫化亚铁，当硫化亚铁被氧化并积聚热量产生局部高温时，将引燃油气，形成火灾爆炸事故。现有技术中，通常利用空分装置从空气中分离出高纯氮气，将高纯氮气作为油品储罐的保护气体，能耗较高。采用氮气作为保护气，汽油油气不发生爆炸时氧的最高允许含量为9%~11.6%。另一方面，在石油化工领域开展CO2捕集过程中，通常将CO2提纯后剩余的废气直接排放掉，而这部分废气中含有大量氮气成分及少量氧气、二氧化碳和水蒸气，并没有进一步利用。因此，亟需一种油品储罐的氮封系统，从而充分利用含有大量氮气成分的废气，减少高纯氮气的使用，节约成本、降低能耗。公开于该
背景技术：
部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。技术实现要素：本实用新型的目的在于提供一种利用废质氮气的油品储罐氮封系统，从而减少现有技术中高纯氮气的用量，以节约成本、降低能耗。为实现上述目的，本实用新型提供了一种利用废质氮气的油品储罐氮封系统，其设置在油品储罐的顶端，该油品储罐氮封系统包括：第一氮气管道，其上游与废质氮气源相连通；第二氮气管道，其上游与氮气罐相连通；混合器，第一氮气管道与第二氮气管道在该混合器汇合；氮封阀，其连通在混合器与油品储罐的顶端之间；以及泄氮阀，其与油品储罐的顶端相连通。进一步，上述技术方案中，油品储罐氮封系统还包括：过滤器，其连通在混合器与氮封阀之间。进一步，上述技术方案中，第一氮气管道上设有第一管道阀，第二氮气管道上设有第二管道阀。进一步，上述技术方案中，混合器设有气体取样口。进一步，上述技术方案中，废质氮气源为低温甲醇洗所排放的尾气或者烟气分离所排放的尾气。进一步，上述技术方案中，当油品储罐内的气压小于第一气压值时，氮封阀开启；当油品储罐内的气压大于第二气压值时，氮封阀关闭；当油品储罐内的气压大于第三气压值时，泄氮阀开启，其中第一气压值小于第二气压值，第二气压值小于第三气压值。进一步，上述技术方案中，第一气压值为0.8kPa，第二气压值为1.4kPa，第三气压值为1.5kPa。进一步，上述技术方案中，油品储罐的顶端设有压力变送器和/或压力表。进一步，上述技术方案中，油品储罐氮封系统还包括：限流孔板旁路，其与氮封阀并联设置在混合器与油品储罐的顶端之间。进一步，上述技术方案中，油品储罐氮封系统还包括：呼吸阀，其设置在油品储罐的顶端，该呼吸阀与大气连通，呼吸阀上设有阻火器。与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：1.利用废质氮气源作为油品储罐氮封系统的保护气，有效减少高纯氮气的用量，进而降低空分装置能耗。2.通过管道阀调节废质氮气和高纯氮气的供应量和供应比例，使得本实用新型能够适用于多种废质氮气源。3.混合器设有气体取样口，方便现场操作人员日常检测混合后的氮气纯度，以作及时调整。4.设定泄氮阀开启的压力值略大于氮封阀关闭的压力值，以避免氮封阀、泄氮阀等频繁工作，浪费氮气、影响氮封系统的使用寿命。上述说明仅为本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本实用新型的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本实用新型的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。附图说明图1是根据本实用新型的一实施方式的利用废质氮气的油品储罐氮封系统的结构示意图。主要附图标记说明：100-油品储罐，11-第一氮气管道，111-第一管道阀，12-第二氮气管道，121-第二管道阀，20-混合器，30-过滤器，41-氮封阀，42-限流孔板旁路，51-泄氮阀，52-呼吸阀，521-阻火器，61-压力变送器，62-压力表。具体实施方式下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其他元件或其他组成部分。在本文中，为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等，来描述一个元件或特征与另一元件或特征在附图中的关系。应理解的是，空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中的不同方向。例如，如果在图中的物件被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下”的元件将取向在元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。物件也可以有其他取向（旋转90度或其他取向）且应对本文使用的空间相对术语作出相应的解释。在本文中，术语“第一”、“第二”等是用以区别两个不同的元件或部位，并不是用以限定特定的位置或相对关系。换言之，在一些实施例中，术语“第一”、“第二”等也可以彼此互换。如图1所示，根据本实用新型具体实施方式的利用废质氮气的油品储罐氮封系统设置在油品储罐100的顶端。第一氮气管道11连接废质氮气源（图中未示出），第二氮气管道12连接高纯氮气源（图中未示出），例如氮气罐，废质氮气与高纯氮气在混合器20中混合后通过氮封阀41供应至油品储罐100的顶端。油品储罐100的顶端连通有泄氮阀51，当油品储罐100内的气压超过设定的压力值时，泄氮阀51开启，泄放气体，以降低油品储罐100内的气压。进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，混合器20与氮封阀41之间设有过滤器30，过滤器30能够将混合气体中的杂质过滤掉，以免杂质影响氮封系统工作。进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，第一氮气管道11上设有第一管道阀111，第二氮气管道12上设有第二管道阀121，通过第一管道阀111和第二管道阀121能够调节废质氮气和高纯氮气的供气量，从而在保证混合氮气的纯度要求前提下，节省高纯氮气的用量。优选而非限制性地，混合器20设有气体取样口（图中未示出），用于现场操作人员日常检测混合氮气纯度，以作操作调整，例如调节第一管道阀111和/或第二管道阀121的开闭程度等。进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，氮封阀41和泄氮阀51相互配合将油品储罐100内气相空间压力维持在设定范围。当油品储罐100内的气压小于第一气压值时，氮封阀41开启，开始补充氮气，保证油品储罐100在正常运行过程中不吸进空气，使得油品储罐100内油品挥发部分与外界隔绝；当油品储罐100内的气压大于第二气压值时，氮封阀41关闭，停止氮气供应；当油品储罐100内的气压大于第三气压值时，泄氮阀51开启，泄放油品储罐100内压力。其中，第一气压值小于第二气压值，第二气压值略小于第三气压值。示例性地，第一气压值为0.8kPa，第二气压值为1.4kPa，第三气压值为1.5kPa。应了解的是，本领域技术人员可以根据实际工况需求选择各个压力设定点，本实用新型并不以此为限。泄氮阀51的压力设定点略小于氮封阀41的关闭气压设定，以免氮封阀41、泄氮阀频繁工作，浪费氮气、影响氮封系统使用寿命。进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，油品储罐100的顶端可以设有压力变送器61，用于实时监测储罐压力，避免安全事故发生。油品储罐100的顶端可以设有压力表62，用于现场操作人员读取压力值。进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，限流孔板旁路42与氮封阀41并联设置在混合器20与油品储罐100的顶端之间。当氮封阀41需要检修或出现故障时，在混合器20中混合后的氮气通过限流孔板旁路42为油品储罐100补充氮气。进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，油品储罐100的顶端设有呼吸阀52，该呼吸阀52与大气连通。优选地，呼吸阀52的出口处设有阻火器521。呼吸阀52是氮封系统的安全保护部件，防止油品储罐100因超压或真空导致破坏，氮封系统正常工作时呼吸阀52不工作。当泄氮阀51事故失灵而不能及时开启时，油品储罐100内气压升高接近超过油品储罐100的设定最高压力值，达到设定的呼出正压时，呼吸阀52向外排气；当氮封阀41事故失灵而不能及时开启时，油品储罐100内气压降低接近油品储罐100的设定最低压力值，达到设定吸入负压时，空气通过呼吸阀52进入油品储罐100。本实用新型的利用废质氮气的油品储罐氮封系统适用于多种废质氮气源，下面第一示例性实施例中废质氮气源为低温甲醇洗所排放的尾气，第二示例性实施例中废质氮气源为烟气分离所排放的尾气。应了解的是，本实用新型并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际应用情况选择废质氮气源，并调节废质氮气和高纯氮气的进气量和比例来确保混合后的氮气满足氮封系统要求。第一示例性实施例煤气化过程中，变换单元来的变换气经过低温甲醇洗装置后，分别得到净化气、CO2产品气、主要含H2S的酸性气和排放尾气，其中低温甲醇洗所排放的尾气中主要成分如表1所示。表1低温甲醇洗工段所排放的尾气组成介质CH3OHCO2H2N2H2SH2OArCH4CO摩尔含量/%073.16220.000525.247801.5894000.0001作为惰性气体的CO2和N2占比98.41%，可以直接作为油品储罐保护气。参考图1所示，利用本实用新型的氮封系统，低温甲醇洗所排放的尾气经过干燥脱水后，沿第一氮气管道11进入混合器20，第二氮气管道12连接高纯氮气罐。正常操作工况下，第二氮气管道12的第二管道阀121可以关闭，仅开启第一氮气管道11的第一管道阀111；在低温甲醇洗装置工况变化较大或出现故障时，开启第二管道阀121，调小或关闭第一管道阀111。混合器20出来的惰性气体进入过滤器30过滤掉杂质，然后进入氮封阀41前。混合器20上端留有气体取样口，用于现场操作人员日常检测混合氮气纯度，以作操作上的调整。每台油品储罐100上设置氮封阀41和限流孔板旁路42，维持油品储罐100内气相空间压力在1.4kPa左右（可根据实际工况需求选择压力设定点）。当气相空间压力高于1.4kPa（第二气压值）时，氮封阀41关闭，停止氮气供应；当气相空间压力低于0.8kPa（第一气压值）时，氮封阀41开启，将经混合器20混合后的气体供至油品储罐100，保证油品储罐100在正常运行过程中不会吸进空气，使油品储罐100内油品挥发部分与外界隔绝。当氮封阀41需要检修或出现故障时，使用限流孔板旁路42给油品储罐100内补充氮气。泄氮阀51开启的气压设定为1.5kPa（第三气压值），该第三气压值略大于第二气压值，以避免氮封阀41、泄氮阀51频繁工作，影响氮封系统的使用寿命。当气相空间压力高于1.5kPa时，泄氮阀51开启，泄放油品储罐100内压力至1.5kPa以内。氮封系统主要起保证油品储罐100在正常运行过程中不吸进空气，防止形成爆炸性气体作用。泄氮阀51安装在油品储罐100的顶端，口径一般与进液阀（图中未示出）的口径一致。油品储罐100的顶端的呼吸阀52是在氮封阀41或泄氮阀51失灵，导致油品储罐100内压力过高或过低时，起到安全作用，在正常情况下不工作。当泄氮阀51事故失灵不能及时开启时，造成油品储罐100内压力接近超过油品储罐100的设计压力最高限时，通过带阻火器521的呼吸阀52向大气排放气体。当氮封阀41事故失灵不能及时开启时，造成油品储罐100罐内压力降低接近油品储罐100压力低限时，通过带阻火器521的呼吸阀52向油品储罐100补充空气，确保油品储罐100罐内压力不低于油品储罐100的设计压力最低限。第二示例性实施例某热电厂烟气分离CO2后所排放的尾气主要成分如表2所示。表2热电厂烟气分离CO2后所排放的尾气组成组分CO2H2OO2N2其他体积分数/%1.10.16.9591.750.1作为惰性气体的CO2和N2占比92.85%，惰性气体纯度较低，同时含有少量氧气，因此需要与高纯氮气混合作为油品储罐保护气。参考图1所示，烟气分离CO2所排放的尾气经过干燥脱水后，沿第一氮气管道11进入混合器20，第二氮气管道12连接高纯氮气罐，第一管道阀111和第二管道阀121均打开。废质氮气与高纯氮气在混合器20中混合，混合器20输出的惰性气体可以进入过滤器30过滤掉杂质，然后进入氮封阀41前端。混合器20上端留有气体取样口，用于现场操作人员日常检测混合氮气纯度，以作操作上的调整。每台油品储罐100上设置氮封阀41和限流孔板旁路42，维持油品储罐100内气相空间压力在1.4kPa左右（可根据实际工况需求选择压力设定点）。当气相空间压力高于1.4kPa（第二气压值）时，氮封阀41关闭，停止氮气供应；当气相空间压力低于0.8kPa（第一气压值）时，氮封阀41开启，将经混合器20混合后的气体供至油品储罐100，保证油品储罐100在正常运行过程中不会吸进空气，使油品储罐100内油品挥发部分与外界隔绝。当氮封阀41需要检修或出现故障时，使用限流孔板旁路42给油品储罐100内补充氮气。泄氮阀51开启的气压设定为1.5kPa（第三气压值），该第三气压值略大于第二气压值，以避免氮封阀41、泄氮阀51频繁工作，影响氮封系统的使用寿命。当气相空间压力高于1.5kPa时，泄氮阀51开启，泄放油品储罐100内压力至1.5kPa以内。氮封系统主要起保证油品储罐100在正常运行过程中不吸进空气，防止形成爆炸性气体作用。泄氮阀51安装在油品储罐100的顶端，口径一般与进液阀（图中未示出）的口径一致。油品储罐100的顶端的呼吸阀52是在氮封阀41或泄氮阀51失灵，导致油品储罐100内压力过高或过低时，起到安全作用，在正常情况下不工作。当泄氮阀51事故失灵不能及时开启时，造成油品储罐100内压力接近超过油品储罐100的设计压力最高限时，通过带阻火器521的呼吸阀52向大气排放气体。当氮封阀41事故失灵不能及时开启时，造成油品储罐100罐内压力降低接近油品储罐100压力低限时，通过带阻火器521的呼吸阀52向油品储罐100补充空气，确保油品储罐100罐内压力不低于油品储罐100的设计压力最低限。前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。针对上述示例性实施方案所做的任何简单修改、等同变化与修饰，都应落入本实用新型的保护范围。当前第1页1 2 3