王帥 李牧聲(浙江省天正設計工程有限公司, 浙江 310012)
丁二烯儲運工藝設計的優化
王帥 李牧聲(浙江省天正設計工程有限公司, 浙江 310012)
隨著我國化工產業的飛速發展,丁二烯作為影響我國合成橡膠工業的重要原料愈發的受到人們的重視,但是由于丁二烯本身具有易燃、易爆、易自聚等極為活躍的性質,致使其儲運環節的難度較大,所以,近年來針對丁二烯儲運工藝環節的優化工作成為了我國丁二烯使用者們研究的重點。本文通過對傳統丁二烯儲運工藝進行闡述、分析,從而探究其優化設計方案,以期為我國未來的丁二烯儲運工作作出理論貢獻。
丁二烯;儲運工藝設計;優化措施
丁二烯,化學式(CH2=CH—CH=CH2),其主要用于進行橡膠和ABS樹脂的合成工作,是進行樹脂、酸酐合成的重要原料之一。其化學性質較為活躍,通常情況下屬于易燃、易爆的氣體,在加壓環境下可液化。該物質臨界溫度140-150攝氏度,沸點為零下4.5攝氏度左右,最大承受壓力為4.3兆帕。目前,我國工業上通常采用球罐儲存或臥式罐的方式進行該物質的儲存、運輸工作,但是,由于其與空氣混合易形成爆炸性混合物,從而造成較為嚴重的運輸、儲運事故,由此,針對丁二烯的儲運工藝優化一直是我國丁二烯應用人員研究的重點。下文將以我國某橡膠生產廠家的丁二烯球罐及其相關配套設施為例,闡述有關丁二烯儲運過程中的優化方案,以期為我國未來的丁二烯安全儲運作出理論貢獻。
(1)丁二烯球罐工廠概況
該工廠坐落于我國的東南沿海區域,氣候、溫度適宜不會對丁二烯的儲存造成較大的外部環境因素影響,現該廠區預計建設兩臺擬儲存量控制在1800-2000立方米左右的丁二烯球罐以及其相應的配套完善設施。
(2)丁二烯球罐設計工藝
該工廠的丁二烯球罐儲存工藝參考了國外即成的丁二烯工廠儲運模式,整套儲運工程設計包括了承擔丁二烯裝卸工作的碼頭、火車、球罐儲存裝置以及丁二烯冷凍循環裝置、以及相應必須的配套設施。
(3)丁二烯儲存球罐的設計參數
根據實際的現場勘測等工作,確定該廠區丁二烯球罐設計參數如下。球罐材質:16MnR;球罐核定容積值:1800-2000立方米;球罐核定內、外直徑:15000-15700毫米;球罐核定最大壓力:0.50±0.05兆帕;可承受的溫度范圍:零下25-零上45攝氏度;可承受的最大壓力范圍:0.55±0.05兆帕;介質儲存溫度 :12.5-14.5 攝氏度。
(1)丁二烯儲運工藝設計過程中的常見問題
丁二烯由于其化學性質比較活躍,使得其在儲運過程中一旦發生壓力、溫度等因素的改變都會致使丁二烯的性質發生改變,從而影響儲運工作的順利進行。例如,丁二烯由于性質十分活躍,可以在沒有任何外界誘導劑的情況下,本體發生聚合反應,并隨之放熱產生后續一系列的爆炸反應;與此同時,丁二烯具有一定的易燃、易爆性,所以在日常的儲運過程中仍要注重其閥門防滲、管口泄漏等問題的產生。
(2)丁二烯儲運工藝設計過程中的注意事項
首先,針對丁二烯性質過于活躍,易產生自聚、爆炸等連鎖反應來說,所以在這一環節,應要求用于儲運的球罐整體溫度控制在26+-0.5度間,并采用冷凍水與丁二烯進行循環熱交換;同時,由于丁二烯極易與空氣中的氧反應生成過氧化物,因此應尤為重視丁二烯與空氣進行接觸,所以,在實際的儲運工作中可以采用氮氣(N2)封頂的方式,保證其與空氣中氧氣的絕對隔離。與此同時,在進行上述操作的同時應嚴密的防護,防止球罐因外界溫度變化影響致使球罐內部發生化學反應,尤其是在夏季溫度較高的情況下,可以定期的對球罐外部進行“噴淋冷卻”操作的同時加入一定的阻聚劑,從而避免儲運過程中安全事故的發生。
其次,根據國家相關部門的要求,在進行丁二烯的儲運環節需要對球罐底部進行注水,從而使得當儲運球罐因不可抗力因素造成管口或閥門等零部件損壞時,能夠在球罐下方形成一個相對封閉的“阻隔層”,進而避免因丁二烯泄漏所引發的后續安全事故問題。在這一環節中,注水前,應用氮氣進行注入管道內部氣體的置換工作,避免管道內殘存的空氣進入球罐,從而引發安全隱患。
綜上所述,丁二烯在實際的儲運工作中應尤為注重針對各環節的優化、配比工作,從而在最大限度內避免丁二烯與氧氣等物質發生反應,減少因其化學或物理反應發生事故造成的經濟損失,同時合理科學的應用可以減少其使用者們在使用中的危害事件發生,提升其在生產、生活中的應用安全性。
[1]祝學敏.丁二烯儲運工藝設計的優化[J].中國新技術新產品,2008,(10).
[2]白錦川.丁二烯萃取精餾裝置工藝設計及模擬優化分析[D].蘭州理工大學,2016.
[3]于劍昆,張志勇.新一代蝕刻氣六氟-1,3-丁二烯的性質、制備和應用[J].化學推進劑與高分子材料,2017,(02).
[4]王銳鋒.成品丙烯腈儲運系統工藝技術的研究與應用[J]中國石油和化工標準與質量,2013,(05)