一种储存低温液化烃的方法及系统与流程

本公开涉及化工生产领域，具体地，涉及一种储存低温液化烃的方法及系统。

背景技术：

1、目前，世界范围内采用地上储存丁烷的方式，主要有两种，一种是压力常温储存，一种是常压低温储存。随着船容规模的增加以及大型低温储罐技术的日益成熟，经济、安全的常压低温储存工艺正被越来越多的采用。

2、在低温常压储存设备中最关键的设备为低温常压储罐。储罐结构型式有单容罐、双容罐、全容罐等。按储罐的设置方式可分为地上储罐与地下储罐两种。按结构型式可分为：单容罐、双容罐、全容罐。其中单容罐、双容罐及全容罐均为双层，由内罐和外罐组成，在内外罐间充填有保冷材料，罐内绝热材料主要为膨胀珍珠岩、弹性玻璃纤维毡及泡沫玻璃砖等。

3、对于大型低温丁烷储存系统常采用全容罐(金属双钢壁或预应力混凝土全容)。通常，低温丁烷储罐的氮气吹扫工艺一般分三个步骤进行：首先吹扫内罐，氮气由罐底氮气吹扫分布管进入内罐，将储罐内的空气吹扫至罐外；第二步吹扫内外罐之间的环隙空间，氮气自内罐进入环隙空间，环隙空间的空气进入环隙底部氮气吹扫管，由吹扫管引至罐外；最后吹罐底保冷层，氮气由顶角平衡口和压力平衡口进入罐底保冷层，空气自保冷吹扫口吹扫至罐外。

4、低温丁烷的常压沸点随组分不同约在-0.5℃至-12℃范围内变化。与常压储存的液化天然气(lng)(常压储存温度为-161℃)、乙烯(常压储存温度为-101℃)、乙烷(常压储存温度为-90℃)、丙烷(常压储存温度为-42℃)等介质相比，丁烷常压储存的温度相对较高(常压储存温度为-3℃)，在寒冷地区，甚至会高于外界的环境温度。因此，建造于寒冷地区的大型低温丁烷常压储罐，若环境温度长期低于储存温度(如我国北方冬季期间)，储罐内罐、内外罐间的环隙空间、吊顶上方气相空间中的丁烷可能会发生冷凝液化现象，导致储罐压力降低，严重时会导致储罐出现负压，造成安全事故。因此，在储罐的设计中应充分予以充分考虑。而现行的储罐设计无法适用于寒冷地区低温丁烷储罐，因此，需要采取新的工艺和方法解决这类特殊的低温丁烷储存系统。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供一种储存低温液化烃的方法及系统，本公开提供的方法及系统适用于低温寒冷地区，解决寒冷地区低温液化烃储罐的安全问题。

2、为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种储存低温液化烃的方法，该方法包括以下步骤：使液化烃储存于液化烃储罐的内罐中，所述内罐的侧壁顶端设有密封口；将第一部分氮气引入设置于所述内罐外的环隙空间的顶部，以在所述内罐的所述密封口外形成氮气气幕；将第二部分氮气引入所述环隙空间的底部，以使所述环隙空间内的含烃气体经所述密封口返回所述内罐中。

3、可选地，所述密封口形成为围绕所述内罐侧壁顶端与吊顶之间的环形开口；且所述密封口在具有气体压力的条件下允许气体在内罐与环隙空间之间流通；所述吊顶与液化烃储罐的罐顶之间形成吊顶空间；该方法包括：将所述第一部分氮气经由气幕盘管引入所述环隙空间的顶部，以形成所述氮气气幕；所述气幕盘管设置于所述环隙空间的顶部且环绕所述内罐，所述气幕盘管的管壁形成有环形的气体出口，所述气幕盘管的气体出口朝向所述吊顶空间；可选地，所述密封口外部设有包括铝板密封圈和密封保冷材料的组合材料，所述密封保冷材料设于所述铝板密封圈的外壁上；可选地，所述密封口材料还包括玻璃纤维毡；可选地，所述气幕盘管的气体出口处压力为正压。

4、可选地，该方法包括：将所述第二部分氮气经由环隙吹扫管引入所述环隙空间的底部，所述环隙吹扫管设置于所述环隙空间的底部且环绕所述内罐，所述环隙吹扫管的管壁形成有环形的第一开口，所述环隙吹扫管的第一开口朝向所述环隙空间的顶部；可选地，所述环隙吹扫管气体出口处压力的为正压。

5、可选地，该方法包括：在所述环隙空间内压力低于第一预设压力时将第一部分氮气引入所述环隙空间的顶部，将第二部分氮气引入所述环隙空间的底部；可选地，所述第一预设压力为在液化烃储罐使用当地冬季条件下，引起在液化烃储罐负压的预警压力值；在所述环隙空间内压力达到第二预设压力时，停止向所述环隙空间的顶部和底部引入氮气；可选地，所述第二预设压力为液化烃储罐维持稳定的最低压力值。

6、可选地，在使液化烃储存于液化烃储罐的内罐之前，该方法还包括：采用第三部分氮气依次对所述液化烃储罐的所述内罐、所述环隙空间以及罐底保冷层进行氮气吹扫，以置换出所述内罐、所述环隙空间以及所述罐底保冷层内的空气。

7、可选地，所述采用第三部分氮气依次对所述液化烃储罐的所述内罐、所述环隙空间以及罐底保冷层进行吹扫，包括：

8、将第三部分氮气由内罐吹扫管道的引入所述内罐的底部，并打开设置于所述外罐的顶壁的罐顶空气出口，以使所述内罐中的空气逸出所述密封口进入所述环隙空间，并由所述罐顶空气出口排出；

9、关闭所述罐顶空气出口，并打开环隙吹扫管与大气连通的第二支管上第二阀门，使第三部分氮气经由内罐吹扫管道引入所述内罐的底部，并逸出所述密封口进入所述环隙空间内，使环隙空间内的空气进入环隙吹扫管，并由所述第二支管排出；

10、关闭所述第二阀门，开启连通罐底第一吹扫管道和罐底第二吹扫管道之间的管线阀门，使第三部分氮气经由内罐吹扫管道引入所述内罐的底部并逸出所述密封口进入所述环隙空间内，使环隙空间内的氮气进入所述罐底第二吹扫管道后经连通管线返回至所述罐底第一吹扫管道，并经由罐底第一吹扫管道进入所述罐底保冷层，使罐底保冷层内的空气经由所述罐底空气排出管排出。

11、本公开第二方面提供一种储存低温液化烃的系统，该系统包括：液化烃储罐、气幕盘管和环隙吹扫管；其中，所述液化烃储罐包括内罐、外罐、环隙空间、吊顶和密封口，且在所述环隙空间内填充保冷材料；所述内罐侧壁和外罐侧壁之间具有间隔形成所述环隙空间；所述吊顶与所述液化烃储罐的罐顶之间具有间隔形成吊顶空间；所述吊顶设于所述内罐上方并具有间隔，所述内罐的侧壁顶端具有环形开口，所述环形开口与所述吊顶之间密封以形成所述密封口，以使所述内罐与所述环隙空间内气体仅通过所述密封口流通；所述环隙吹扫管形成为设于所述环隙空间的底部且环绕所述内罐的环管；所述环隙吹扫管的管壁形成有环形的第一开口，所述环隙吹扫管的第一开口朝向所述环隙空间的顶部；所述环隙吹扫管还具有延伸至所述液化烃储罐外的第二开口，用于与氮气气源或大气连通；所述气幕盘管形成为设于所述环隙空间的顶部且环绕所述内罐的环管，所述气幕盘管的管壁形成有环形的气体出口，所述气幕盘管的气体出口朝向所述吊顶空间；所述气幕盘管还具有延伸至所述液化烃储罐外的气体入口，用于与氮气气源连通。

12、可选地，所述环隙吹扫管的第二开口连接有第一支管和第二支管，所述第一支管与氮气气源连通，所述第二支管与大气连通；且在所述第一支管上设有第一阀门，在所述第二支管上设有第二阀门。

13、可选地，该系统具有开工吹扫工作状态以及防冷凝工作状态；在所述开工吹扫工作状态，关闭所述第一支管上第一阀门，开启所述第二支管上第二阀门，使所述环隙吹扫管与大气连通，以排出所述环隙空间内空气；在所述防冷凝工作状态；开启所述第一支管上第一阀门，关闭所述第二支管上第二阀门，使所述环隙吹扫管与氮气气源连通，以向所述环隙空间内引入氮气。

14、可选地，所述系统还包括内罐吹扫管道、罐底第一吹扫管道、罐底第二吹扫管道和罐底空气排出管；所述外罐的顶壁开设有罐顶空气出口，用于与大气连通；所述液化烃储罐还包括设置于所述内罐与所述外罐的底壁之间的罐底保冷层；其中，所述内罐吹扫管道的气体入口设置于所述液化烃储罐外，用于与氮气气源连通；所述内罐吹扫管道的气体出口依次穿过所述外罐的顶壁和所述吊顶并延伸至所述内罐的底部；所述罐底第二吹扫管道的第一端设置于所述环隙空间顶部，所述罐底第二吹扫管道的第二端穿过所述外罐的顶壁并延伸至所述液化烃储罐的外部；所述罐底第一吹扫管道的第一端设置于所述液化烃储罐的外部，并与所述第二吹扫管道的第二端可开闭地连通，所述罐底第一吹扫管道的第二端沿轴向穿过所述外罐和所述环隙空间并延伸进入所述罐底保冷层，以使由环隙空间进入所述罐底第二吹扫管道的气体经所述罐底第一吹扫管道进入所述罐底保冷层；所述罐底空气排出管的第一端设置于所述罐底保冷层以形成气体入口，所述罐底空气排出管的第一端与所述罐底第一吹扫管道的第二端之间具有间隔，所述罐底空气排出管的第二端依次穿过所述环隙空间和所述外罐的顶壁，以形成与大气连通的气体出口；可选地，所述密封口设有密封材料，所述密封材料为包括铝板密封圈和密封保冷材料的组合材料，所述密封保冷材料设于所述密封圈的外壁上；可选地，所述密封材料还包括玻璃纤维毡。

15、通过上述技术方案，本公开向液化烃储罐的内罐环隙空间底部引入氮气，可以使环隙空间的含烃气体(例如丁烷)通过密封口返回内罐中，最大限度降低环隙空间中含烃气体的分压，防止含烃气体在低温下冷凝，保证储罐压力安全；并且在内罐顶部的密封口外引入氮气形成氮气气幕，可以在氮气气幕的压力下，防止内罐中的含烃气体通过密封口进入环隙空间中，进一步提高储罐的安全性。

16、本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。