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摘 要：由于低温乙烯是石油生产的主要原料之一，所以人们越来越重视乙烯的储存方面，因此本文就对低温乙烯储罐的类型及材质方面进行了详细的探究，阐述低温乙烯储罐类型和材质的优缺点，并探究乙烯储罐未来的发展形式。
关键词：低温乙烯；储罐的类型；储罐的材质
一、乙烯储存的形式
现阶段乙烯的储存形式主要有三种，分别为：带压储存、低温储存和常温高压储存。其中带压储存主要形式为球罐储存；低温储存主要形式为常压低温储罐储存；常温高压储存主要形式为岩洞储存。对于岩洞储存来说，岩洞的深应为900-1500m，乙烯的储存压力应保持10-12MPa。不过因为岩洞储存的建设要求比较特殊，所以使用很少。对于球罐储存来说，通常储存的压力应为2MPa，温度应为-30℃，此形式不仅耐高压，而且在相同压力与直径中，其内应力最小，需要的钢板较薄，所以耗用钢材较少，不过球罐对制造、焊接以及组装的要求较大，而且工作量较大、费用高，通常乙烯球罐的容量低于6000m3，我国的乙烯球罐基本低于2000m3。对于低温储罐储存来说，是在常压与低于-104℃的沸点时储存乙烯。外面的低温液态乙烯经过管道输送到低温储罐当中，乙烯储罐内的乙烯蒸发气BOG（通常罐内的乙烯日蒸发率是0.06%-0.08%wt）通过压缩机以及冷冻机组液化之后再回到储罐当中，液态乙烯经低温泵加压之后进到乙烯蒸发器中，从液态乙烯变成气态乙烯送至到下游用户，一般低温储罐的容量很大、储运安全、成本低。
二、低温乙烯储罐的类型及材质
通常低温乙烯储罐的类型有两种，即地上储罐和地下储罐。其中，地上储罐按照不同的结构还可分成三种，分别为：单容罐、双容罐以及全容罐。而地下储罐的种类为薄膜罐。
（一）单容罐
单容罐通常分为单壁的储罐和双壁的储罐，不过为了提高安全性，单壁的储罐基本不用了。双壁储罐内罐的材质都是低温钢材，外罐的材质都是普通碳素钢材，普通碳素钢材并不是承担低温乙烯液体的，而是发挥支撑与隔热的效果，其生成的乙烯蒸发气BOG会存在储罐的顶部拱顶部位。通常单容罐的施工较短，成本较低，不过容易出现泄漏情况，所以单容罐和设备的安全距离很大，同时要安装围堰，会加大用地。
（二）双容罐
双容罐通常由双壁主罐以及次罐构成，其中双壁主罐是内罐，其材质为低温钢材，用于储存低温乙烯液体；次罐是外罐，其材质是低温钢材或者混凝土。要是主罐发生泄露，则次罐能够储存其泄露出来的液态乙烯，不过次罐不是密闭的设备，所以气体就会发生泄露，因此需要在主罐和次罐间安装雨罩，并避免雨雪、尘土等进入。由此可见，双容罐比较安全，当主罐泄漏时，其乙烯液体能够集中于次罐中，既避免液体发生损失，又降低液体因蒸发而形成气体的可能性发生。同样双容罐也要安装围堰，和其他设备保持安全距离，不过此距离要比单容罐的小，但成本较大，而且施工工期长。
（三）全容罐
全容罐的结构分为内罐与外罐。其中，内罐的材质是低温钢材；罐顶与外罐的材质为钢结构和混凝土两种，即双金属全容罐以及预应力混凝土全容罐。内罐是用来储存低温乙烯液体的，外罐是储存乙烯蒸发气BOG的，如果内罐发生泄漏，则外罐能够有效储存所有的泄露物体，包括蒸发气体。全容罐不用安装围堰，当内罐出现泄漏时，其液体会集中于外罐，可以避免液体溢出，使乙烯蒸发气BOG储存于外罐的拱顶中，所以对比单容罐与双容罐来说，全容罐的效果更好，并且储存量大、占地小、压力大、成本低。如果外罐的材质是混凝土，则其还能抗爆，避免火灾发生。
（四）薄膜罐
薄膜罐是地下罐的主要形式，其和全容罐类似，薄膜罐的外罐材质是混凝土，内罐的材质是薄膜，内、外罐间有绝热系统以及其他部件。外罐的材质是预应力混凝土，薄膜的内罐是1.2-2mm的不锈钢膜，经隔热板贴在罐体上，把罐内的荷载完全传给外罐。其绝热系统是由隔热板与隔气层组成的，用于阻止外罐和内罐热量的替换，保障储罐蒸发率达到标准。并且把罐内的荷载从内罐转到外罐。薄膜罐非常的可靠，不管怎样，其液体都不会溢出。而且薄膜罐的底端设有排液槽，能够有效减少储罐的操作液位，加大储存量。不过薄膜罐的蒸发效率较大，这就会造成蒸发气的处理加大、费用增加。
三、低温乙烯储罐的选择
对低温乙烯储罐的选择应考虑其成本、费用、环境、空间以及环境等因素。现阶段对薄膜罐的应用最少，而且没有详细的设计标准，所以其安全性较低，同时其对地质的要求大、成本高、施工长，所以薄膜罐只用于地震高发的地区。因为薄膜罐的设计专利转让费很贵，技术也很复杂，所以薄膜罐的制造企业较少。对于单容罐来说，如今随着科技的不断发展以及对安全、环保的要求变高，使得单容罐的使用较少，不过单容罐的技术比较成熟，而且施工短，所以目前还一些应用。对于双容罐来说，其成本较高、施工长、压力低，所以在我国的应用不广。对于全容罐来说，其成本也较高、施工较长，不过全容罐安全，而且技术成熟，如果外罐的材质是预应力混凝土，则其压力较大，这就会充分减少费用，并且不用安装围堰，是如今使用最广的一种储罐形式。
四、总结
通过上述内容我们可知：乙烯是石油生产的主要原料，随着对乙烯的需求不断加大，其储存装置也是目前主要的研究對象，压力小、安全、可靠的储运装置肯定会被大量的应用，因此对低温乙烯储罐类型和材质的研究是非常有必要的。
参考文献
[1]施纪文.LNG 接收站储罐形式及储罐大型化发展趋势[J].煤气与热力.2014.34（6）：5 - 8.
[2]毕志国，吴健民.大型LNG储罐结构形式及选型[J].中国科技期刊数据库.2016.33：9.
[3]王芳云，罗晓钟，王荣华，郭旭，马政足.API标准对低温储罐系统设计的指导意义[J].辽宁化工.2016.45（1）：63 - 65.
[4]刘先禹，杜保军.冷冻液化气体储罐标准API620和EN14620的比较分析[J].全国石油化工设备、机泵、搅拌年会.2010.
[5]黄维，高真凤，张志勤.Ni系低温钢现状及发展方向[J].鞍钢技术.2013.379（1）：10 – 14.
关键词：低温乙烯；储罐的类型；储罐的材质
一、乙烯储存的形式
现阶段乙烯的储存形式主要有三种，分别为：带压储存、低温储存和常温高压储存。其中带压储存主要形式为球罐储存；低温储存主要形式为常压低温储罐储存；常温高压储存主要形式为岩洞储存。对于岩洞储存来说，岩洞的深应为900-1500m，乙烯的储存压力应保持10-12MPa。不过因为岩洞储存的建设要求比较特殊，所以使用很少。对于球罐储存来说，通常储存的压力应为2MPa，温度应为-30℃，此形式不仅耐高压，而且在相同压力与直径中，其内应力最小，需要的钢板较薄，所以耗用钢材较少，不过球罐对制造、焊接以及组装的要求较大，而且工作量较大、费用高，通常乙烯球罐的容量低于6000m3，我国的乙烯球罐基本低于2000m3。对于低温储罐储存来说，是在常压与低于-104℃的沸点时储存乙烯。外面的低温液态乙烯经过管道输送到低温储罐当中，乙烯储罐内的乙烯蒸发气BOG（通常罐内的乙烯日蒸发率是0.06%-0.08%wt）通过压缩机以及冷冻机组液化之后再回到储罐当中，液态乙烯经低温泵加压之后进到乙烯蒸发器中，从液态乙烯变成气态乙烯送至到下游用户，一般低温储罐的容量很大、储运安全、成本低。
二、低温乙烯储罐的类型及材质
通常低温乙烯储罐的类型有两种，即地上储罐和地下储罐。其中，地上储罐按照不同的结构还可分成三种，分别为：单容罐、双容罐以及全容罐。而地下储罐的种类为薄膜罐。
（一）单容罐
单容罐通常分为单壁的储罐和双壁的储罐，不过为了提高安全性，单壁的储罐基本不用了。双壁储罐内罐的材质都是低温钢材，外罐的材质都是普通碳素钢材，普通碳素钢材并不是承担低温乙烯液体的，而是发挥支撑与隔热的效果，其生成的乙烯蒸发气BOG会存在储罐的顶部拱顶部位。通常单容罐的施工较短，成本较低，不过容易出现泄漏情况，所以单容罐和设备的安全距离很大，同时要安装围堰，会加大用地。
（二）双容罐
双容罐通常由双壁主罐以及次罐构成，其中双壁主罐是内罐，其材质为低温钢材，用于储存低温乙烯液体；次罐是外罐，其材质是低温钢材或者混凝土。要是主罐发生泄露，则次罐能够储存其泄露出来的液态乙烯，不过次罐不是密闭的设备，所以气体就会发生泄露，因此需要在主罐和次罐间安装雨罩，并避免雨雪、尘土等进入。由此可见，双容罐比较安全，当主罐泄漏时，其乙烯液体能够集中于次罐中，既避免液体发生损失，又降低液体因蒸发而形成气体的可能性发生。同样双容罐也要安装围堰，和其他设备保持安全距离，不过此距离要比单容罐的小，但成本较大，而且施工工期长。
（三）全容罐
全容罐的结构分为内罐与外罐。其中，内罐的材质是低温钢材；罐顶与外罐的材质为钢结构和混凝土两种，即双金属全容罐以及预应力混凝土全容罐。内罐是用来储存低温乙烯液体的，外罐是储存乙烯蒸发气BOG的，如果内罐发生泄漏，则外罐能够有效储存所有的泄露物体，包括蒸发气体。全容罐不用安装围堰，当内罐出现泄漏时，其液体会集中于外罐，可以避免液体溢出，使乙烯蒸发气BOG储存于外罐的拱顶中，所以对比单容罐与双容罐来说，全容罐的效果更好，并且储存量大、占地小、压力大、成本低。如果外罐的材质是混凝土，则其还能抗爆，避免火灾发生。
（四）薄膜罐
薄膜罐是地下罐的主要形式，其和全容罐类似，薄膜罐的外罐材质是混凝土，内罐的材质是薄膜，内、外罐间有绝热系统以及其他部件。外罐的材质是预应力混凝土，薄膜的内罐是1.2-2mm的不锈钢膜，经隔热板贴在罐体上，把罐内的荷载完全传给外罐。其绝热系统是由隔热板与隔气层组成的，用于阻止外罐和内罐热量的替换，保障储罐蒸发率达到标准。并且把罐内的荷载从内罐转到外罐。薄膜罐非常的可靠，不管怎样，其液体都不会溢出。而且薄膜罐的底端设有排液槽，能够有效减少储罐的操作液位，加大储存量。不过薄膜罐的蒸发效率较大，这就会造成蒸发气的处理加大、费用增加。
三、低温乙烯储罐的选择
对低温乙烯储罐的选择应考虑其成本、费用、环境、空间以及环境等因素。现阶段对薄膜罐的应用最少，而且没有详细的设计标准，所以其安全性较低，同时其对地质的要求大、成本高、施工长，所以薄膜罐只用于地震高发的地区。因为薄膜罐的设计专利转让费很贵，技术也很复杂，所以薄膜罐的制造企业较少。对于单容罐来说，如今随着科技的不断发展以及对安全、环保的要求变高，使得单容罐的使用较少，不过单容罐的技术比较成熟，而且施工短，所以目前还一些应用。对于双容罐来说，其成本较高、施工长、压力低，所以在我国的应用不广。对于全容罐来说，其成本也较高、施工较长，不过全容罐安全，而且技术成熟，如果外罐的材质是预应力混凝土，则其压力较大，这就会充分减少费用，并且不用安装围堰，是如今使用最广的一种储罐形式。
四、总结
通过上述内容我们可知：乙烯是石油生产的主要原料，随着对乙烯的需求不断加大，其储存装置也是目前主要的研究對象，压力小、安全、可靠的储运装置肯定会被大量的应用，因此对低温乙烯储罐类型和材质的研究是非常有必要的。
参考文献
[1]施纪文.LNG 接收站储罐形式及储罐大型化发展趋势[J].煤气与热力.2014.34（6）：5 - 8.
[2]毕志国，吴健民.大型LNG储罐结构形式及选型[J].中国科技期刊数据库.2016.33：9.
[3]王芳云，罗晓钟，王荣华，郭旭，马政足.API标准对低温储罐系统设计的指导意义[J].辽宁化工.2016.45（1）：63 - 65.
[4]刘先禹，杜保军.冷冻液化气体储罐标准API620和EN14620的比较分析[J].全国石油化工设备、机泵、搅拌年会.2010.
[5]黄维，高真凤，张志勤.Ni系低温钢现状及发展方向[J].鞍钢技术.2013.379（1）：10 – 14.