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[摘 要]为了提升低温乙烯储罐使用过程中的经济性与安全性，选择实气置换与预冷技术是技术是行业发展的重要趋势。立足于低温乙烯储罐实气置换与预冷技术的基本特征，文章首先介绍了低温乙烯储罐实气置换的工艺流程，其次分析了低温乙烯储罐预冷策略，并在最后对于材料的选择情况进行了分析，希望可以为安全开车提供适应性的技术支持与参考。
[关键词]低温乙烯储罐；置换；预冷技术
中图分类号：J62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）08-0094-01
引言
在开工过程中，低温乙烯储罐使用前的实气置换與预冷可以占到整个乙烯损耗率的80%，所以目前很多企业都将损耗量作为衡量开工水平的基本参数指标。作为一种深冷储存设备，预冷操作不当可能还会引发材料的冷损问题，严重的情况下还会导致储罐损坏。为了进一步介绍低温乙烯储罐实气置换与预冷技术过程，现就技术特征介绍如下。
一、低温乙烯储罐实气置换与预冷技术特征
1.储罐实气置换与预冷工艺
所谓储罐实气置换，实际上就是通过底部设置实气置换管来实现氮气与乙烯的置换工作，而预冷则主要采用顶部吊顶并设置预冷管的方式进行处理。整个过程中接卸槽车实现了低温乙烯储罐的控制，实气置换与预冷的过程为乙烯槽车、汽化器、置换环管、低温储罐、顶部火炬等，同时流程控制内容分别为槽车、预冷环管以及低温储罐。
2.奥氏体不锈钢低温性能与预冷温降分析
在进行储罐实气置换以及预冷处理时，需要着重考虑奥氏体不锈钢的低温性能，重点关注奥氏体不锈钢的拉伸强度与屈服强度在不同温度调节下的变化情况。在温度降低时，奥氏体不锈钢的拉伸强度与屈服强度都会不同程度的变化。当金属出现形变时，位错会在滑移面上出现运动，这个时候会遭受到新一轮的最爱。在运动过程中，位错所需要的力往往高于完整晶体运动所需要克服的力，所以温度较高时可以通过金属原子的热运动来帮助克服障碍。但是，在温度降低的情况下，原子的热运动将降低和减少，这样位错运动的难度也会加大，所以金属的强度会随着温度的降低而降低。根据上述分析不难发现，奥氏体不锈钢在低温条件下容易出现塑形变形，特别是温度下降速度较快时，整个钢材会出现由于塑性形变带来的强大应力的影响，这个时候容易出现抗拉强度下降的情况，如果之前没有做好焊缝的处理，很容易出现焊缝断裂或者撕裂，从而引发新的风险。
二、低温乙烯储罐实气置换
1.置换过程
乙烯实气置换过程中选择对乙烯泡点气压缩机进行试运行，并在暖气气体工况条件允许的情况下保持机械运转的稳定性，在温度较高时则选择停止运行，整个过程的置换参数记录好后即可完成操作。
2.影响置换过程的主要因素
根据项目实际情况对置换过程中的主要影响因素进行分析。一般来说，温度以及进气量可以作为影响低温乙烯储罐实气置换的主要影响因素。乙烯气体与氮气分子在分子量上较为接近，所以密度差距也很小。但是，随着温度的不断变化，乙烯气体的密度增加幅度会增加，在温度较低时，就可以采用两者的密度差距来进行置换操作了，这样一来不但发挥了双方密度差异的优势，同时也利用乙烯高浓度气团来降低实际的消耗量。结合实施过程来看，乙烯气在零下80度左右时密度就达到了理想的效果，这个时候为了保护罐底部分还需要根据预冷的要求对其进行降温，一般降低到零下20度左右即可使用。在进气量的影响方面，根据试验过程我们不难发现，随着进料温度的下降，罐内的温度变化并不明显，在下降到一定程度后不在下降，当进料量上升后，罐内温度的下降趋势随之增加。尽管如此，我们也要看到乙烯进料量过大的话会出现气流紊乱的情况，导致分层效果不再明显，所以整个置换过程需要做好进料控制，以此来降低乙烯气体的损耗，确保置换效果。
三、低温乙烯储罐预冷
1.过程控制
预冷的过程控制需要结合目的进行。在低温乙烯储罐的预冷环节中，罐温是一个重要影响因素，一般由常温降低到零下100度左右，这个时候才能够正常保存低温乙烯。在预冷过程中，关键环节就是做好各个节点的温度平均控制，否则就会出现预冷不均匀的情况。在初期控制时，遇冷量可以控制在2t/h，随着后期预冷稳定性的增加后可以适当提升速度。在罐内空间汽化过程中，液相乙烯可以吸收大量的热量，从而确保内部温度迅速下降。在预冷过程中，各个节点的温度差异不要超过5摄氏度，从而最大程度保证预冷的效率与稳定性。
2.影响预冷速率的因素
预冷速率的常见影响因素包括有储罐形状、乙烯量以及设施本身的技术条件。储罐形状对于液相乙烯的吸热效果具有一定的要求，特别是储罐的高度会直接影响节点的选取，如果储罐的高度过高或者直径过大，可能会出现管壁的受冷不均匀的情况，进而导致管壁相邻点的温差较大，不利于预冷的稳定性。乙烯量对于预冷的影响较大，所以必须做好预冷乙烯的流量控制工作，一般可以采取两种处理方式，一种是降低预冷调节阀的尺寸，有效提升调节精度，另外一种则专注于间歇喷洒设备，这种设备可以确保预冷过程中储罐温度的变化均匀且不容易出现节点温差较大的情况。最后是预冷设备的影响，主要表现在技术特征上，本次试验选取了环管预冷喷嘴，整体稳定性较强，温差也比较小，取得了不错的预冷效果。出现这个情况的原因主要是由于环管预冷喷嘴本身结构十分均匀，能够将液相乙烯均匀喷洒在罐内而不出现局部聚集的情况，这样不但可以实现液相乙烯的均匀汽化，同时也可以促进各个温点的温度均匀变化，确保温度差控制在合理的范围内。
总结
综上所述，低温乙烯储罐实气置换与预冷技术的出现与革新是促进行业进步与发展的重要途径，在采用这两种技术时需要做好过程控制与跟进，一方面需要分析影响置换的主要因素，并结合预冷速率的影响因素特点进行控制，在此基础上，结合工程实践来选择材料，从而提升技术适应水平，更好的发挥出技术优势与作用。
参考文献
[1]钱晖.低温乙烯储罐干燥置换的技术探讨[J].中国石油石化，2017（09）：86-87.
[2]丛伟.低温乙烯储罐的类型及材质简介[J].橡塑资源利用，2017（03）：1-8.
[3]张敏丹.低温乙烯储罐干燥置换的技术探讨[J].广东化工，2014，41（24）：169-170.
[4]王冰.常压低温乙烯储罐的安全仪表系统设计[J].石油化工自动化，2014，50（03）：9-13+45.
[5]黄丽萍.低温乙烯储罐的实气置换与预冷[J].金山油化纤，1999（04）：19-21.
[关键词]低温乙烯储罐；置换；预冷技术
中图分类号：J62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）08-0094-01
引言
在开工过程中，低温乙烯储罐使用前的实气置换與预冷可以占到整个乙烯损耗率的80%，所以目前很多企业都将损耗量作为衡量开工水平的基本参数指标。作为一种深冷储存设备，预冷操作不当可能还会引发材料的冷损问题，严重的情况下还会导致储罐损坏。为了进一步介绍低温乙烯储罐实气置换与预冷技术过程，现就技术特征介绍如下。
一、低温乙烯储罐实气置换与预冷技术特征
1.储罐实气置换与预冷工艺
所谓储罐实气置换，实际上就是通过底部设置实气置换管来实现氮气与乙烯的置换工作，而预冷则主要采用顶部吊顶并设置预冷管的方式进行处理。整个过程中接卸槽车实现了低温乙烯储罐的控制，实气置换与预冷的过程为乙烯槽车、汽化器、置换环管、低温储罐、顶部火炬等，同时流程控制内容分别为槽车、预冷环管以及低温储罐。
2.奥氏体不锈钢低温性能与预冷温降分析
在进行储罐实气置换以及预冷处理时，需要着重考虑奥氏体不锈钢的低温性能，重点关注奥氏体不锈钢的拉伸强度与屈服强度在不同温度调节下的变化情况。在温度降低时，奥氏体不锈钢的拉伸强度与屈服强度都会不同程度的变化。当金属出现形变时，位错会在滑移面上出现运动，这个时候会遭受到新一轮的最爱。在运动过程中，位错所需要的力往往高于完整晶体运动所需要克服的力，所以温度较高时可以通过金属原子的热运动来帮助克服障碍。但是，在温度降低的情况下，原子的热运动将降低和减少，这样位错运动的难度也会加大，所以金属的强度会随着温度的降低而降低。根据上述分析不难发现，奥氏体不锈钢在低温条件下容易出现塑形变形，特别是温度下降速度较快时，整个钢材会出现由于塑性形变带来的强大应力的影响，这个时候容易出现抗拉强度下降的情况，如果之前没有做好焊缝的处理，很容易出现焊缝断裂或者撕裂，从而引发新的风险。
二、低温乙烯储罐实气置换
1.置换过程
乙烯实气置换过程中选择对乙烯泡点气压缩机进行试运行，并在暖气气体工况条件允许的情况下保持机械运转的稳定性，在温度较高时则选择停止运行，整个过程的置换参数记录好后即可完成操作。
2.影响置换过程的主要因素
根据项目实际情况对置换过程中的主要影响因素进行分析。一般来说，温度以及进气量可以作为影响低温乙烯储罐实气置换的主要影响因素。乙烯气体与氮气分子在分子量上较为接近，所以密度差距也很小。但是，随着温度的不断变化，乙烯气体的密度增加幅度会增加，在温度较低时，就可以采用两者的密度差距来进行置换操作了，这样一来不但发挥了双方密度差异的优势，同时也利用乙烯高浓度气团来降低实际的消耗量。结合实施过程来看，乙烯气在零下80度左右时密度就达到了理想的效果，这个时候为了保护罐底部分还需要根据预冷的要求对其进行降温，一般降低到零下20度左右即可使用。在进气量的影响方面，根据试验过程我们不难发现，随着进料温度的下降，罐内的温度变化并不明显，在下降到一定程度后不在下降，当进料量上升后，罐内温度的下降趋势随之增加。尽管如此，我们也要看到乙烯进料量过大的话会出现气流紊乱的情况，导致分层效果不再明显，所以整个置换过程需要做好进料控制，以此来降低乙烯气体的损耗，确保置换效果。
三、低温乙烯储罐预冷
1.过程控制
预冷的过程控制需要结合目的进行。在低温乙烯储罐的预冷环节中，罐温是一个重要影响因素，一般由常温降低到零下100度左右，这个时候才能够正常保存低温乙烯。在预冷过程中，关键环节就是做好各个节点的温度平均控制，否则就会出现预冷不均匀的情况。在初期控制时，遇冷量可以控制在2t/h，随着后期预冷稳定性的增加后可以适当提升速度。在罐内空间汽化过程中，液相乙烯可以吸收大量的热量，从而确保内部温度迅速下降。在预冷过程中，各个节点的温度差异不要超过5摄氏度，从而最大程度保证预冷的效率与稳定性。
2.影响预冷速率的因素
预冷速率的常见影响因素包括有储罐形状、乙烯量以及设施本身的技术条件。储罐形状对于液相乙烯的吸热效果具有一定的要求，特别是储罐的高度会直接影响节点的选取，如果储罐的高度过高或者直径过大，可能会出现管壁的受冷不均匀的情况，进而导致管壁相邻点的温差较大，不利于预冷的稳定性。乙烯量对于预冷的影响较大，所以必须做好预冷乙烯的流量控制工作，一般可以采取两种处理方式，一种是降低预冷调节阀的尺寸，有效提升调节精度，另外一种则专注于间歇喷洒设备，这种设备可以确保预冷过程中储罐温度的变化均匀且不容易出现节点温差较大的情况。最后是预冷设备的影响，主要表现在技术特征上，本次试验选取了环管预冷喷嘴，整体稳定性较强，温差也比较小，取得了不错的预冷效果。出现这个情况的原因主要是由于环管预冷喷嘴本身结构十分均匀，能够将液相乙烯均匀喷洒在罐内而不出现局部聚集的情况，这样不但可以实现液相乙烯的均匀汽化，同时也可以促进各个温点的温度均匀变化，确保温度差控制在合理的范围内。
总结
综上所述，低温乙烯储罐实气置换与预冷技术的出现与革新是促进行业进步与发展的重要途径，在采用这两种技术时需要做好过程控制与跟进，一方面需要分析影响置换的主要因素，并结合预冷速率的影响因素特点进行控制，在此基础上，结合工程实践来选择材料，从而提升技术适应水平，更好的发挥出技术优势与作用。
参考文献
[1]钱晖.低温乙烯储罐干燥置换的技术探讨[J].中国石油石化，2017（09）：86-87.
[2]丛伟.低温乙烯储罐的类型及材质简介[J].橡塑资源利用，2017（03）：1-8.
[3]张敏丹.低温乙烯储罐干燥置换的技术探讨[J].广东化工，2014，41（24）：169-170.
[4]王冰.常压低温乙烯储罐的安全仪表系统设计[J].石油化工自动化，2014，50（03）：9-13+45.
[5]黄丽萍.低温乙烯储罐的实气置换与预冷[J].金山油化纤，1999（04）：19-21.