8.2. Хранение сжиженных углеводородных газов под давлением в металлических резервуарах

Стальные резервуары бывают цилиндрические и сферические, а в зависимости от монтажа - наземные, подземные и с засыпкой (рис. 8.1). В первом случае внешняя среда обусловливает температурный режим хранимого сжиженного газа: изменение температуры воздуха вызывает соответствующие изменения температуры сжиженного газа. Разница в температурах сжиженного газа и атмосферы незначительная - порядка 1…2 К. Максимальная температура сжиженного газа в наземных резервуарах определяется максимальной температурой воздуха в летний период.

При заглублении резервуаров температура газа мало зависит от колебаний температуры воздуха и больше зависит от температуры окружающей среды. Давление сжиженного углеводородного газа в резервуарах изменяется в зависимости от температуры хранимого в них продукта. Максимальное давление в резервуаре обусловливается упругостью насыщенных паров при максимальной температуре внешней среды. Максимальную температуру в надземных резервуарах и транспортных емкостях для территории России принимают порядка 328 К. При этой температуре упругость насыщенных паров пропана 1,92 МПа, н-бутана 0,62 МПа и изобутана 0,8 МПа. Минимальная температура в надземных резервуарах для территории России может достигать 233 К. При этой температуре упругость паров пропана составляет 0,114 МПа, бутана - 0,04 МПа, т. е. в резервуаре для хранения бутана может наблюдаться вакуум. На глубине 1-1,5 м t_max = 293-298 К, что обусловливает давление упругих паров пропана 0,95 МПа, н-бутана - 0,265 МПа и изобутана - 0,35 МПа.

Рис. 8.1. Стальные резервуары:

а - цилиндрический наземный; б - цилиндрический подземный; в -цилиндрический с засыпкой; г - шаровой; 1 - резервуар; 2 - площадка для обслуживания; 3 - опоры.

В зимне-весенний период года t_min = 271 К, тогда давление упругих паров пропана - 0,45 МПа, н-бутана - 0,11 МПа и изобутана - 0,15 МПа. Таким образом, при хранении сжиженных углеводородных газов при переменной температуре давление в резервуаре колеблется в значительных пределах. Для хранения СУГ при повышенном давлении затрачивается много металла, а также требуется оснащать резервуары арматурой высокого давления при повышенных эксплуатационных расходах. Резервуары под высоким давлением имеют сравнительно небольшой объем и являются весьма пожаро-и взрывоопасными. Поэтому к устройству складов сжиженных газов, оборудованных этими резервуарами, предъявляются повышенные требования по технике безопасности. Недостаток этих резервуаров - их большая стоимость и металлоемкость (около 320 кг металла на 1 м³ объема для СУГ). Хранение продуктов значительно усложняется, если необходимо хранить газы (например, этилен), которые при нормальной температуре технологически трудно перевести из газообразного состояния в жидкое.

Сжиженные газы хранят в цилиндрических и шаровых резервуарах. Вместимость цилиндрического резервуара должна быть не более 200 м³ для СУГ и 250 т для аммиака, вместимость шарового резервуара для СУГ, входящих в состав газонаполнительных станций, - не более 600 м³ , для СУГ, хранящихся на сырьевых и товарных складах нефтехимических предприятий, - не более 2000 м³. Вместимость шарового резервуара для хранения аммиака не должна превышать 2000 т при р_хр до 1 МПа, 950 т при р_хр от 1 до 1,6 МПа и 500 т при р_хр от 1,6 до 2 МПа включительно.

Металлические (стальные) резервуары для сжиженных газов изготавливают четырех типов:

—цилиндрические передвижные объемом 600, 1000 и 1600 л для наземной установки;

-—цилиндрические стационарные объемом 2,5, 5 и 10 м³ для подземной установки;

—цилиндрические стационарные объемом 25, 50, 100, 160 и 200 м³ для наземной и подземной установок;

—шаровые объемом 300, 600, 900, 2000 и 4000 м³ для наземной установки.

Резервуары для сжиженных газов изготавливают из стали ВСт.З, спокойной, предназначенной для хранения продуктов при температуре стенки емкости до 243 К и не выше 323 К и из стали 16ГС для хранения продуктов с температурой стенки не выше 323 К и не ниже 233 К. Основные характеристики цилиндрических резервуаров даны в табл. 6.1.

На газобензиновых, нефтеперерабатывающих, химических и других заводах, а также на крупных базах хранения и распределения сжиженных газов применяют шаровые резервуары, на изготовление которых расходуется меньше металла на единицу объема. Сферический резервуар объемом 600 м³ при толщине стенки 22 мм и диаметром 10,5 м, рассчитанный на рабочее давление 6 10⁵ Па, весит 70 т. Основные характеристики сферических резервуаров даны в табл. 8.2. Наземные резервуары для защиты от действия солнечных лучей окрашивают в светлый цвет и оборудуют теневыми кожухами или располагают под навесами. Подземные резервуары покрывают противокоррозионной изоляцией и засыпают песком. Каждую емкость оборудуют люками. Люк-лаз имеет диаметр 0,45 м, а люк вентиляции - 0,2 м. От люка-лаза внутрь горизонтального резервуара устанавливают стремянку для спуска по ней рабочего во время осмотра емкости. Штуцер для спуска воды необходимо оборудовать незамерзающим клапаном.

Таблица 8.2