ایمنی مخازن

ایمنی مخازن

فهرست

1. مقدمه
2. انواع مخازن
3. شیوه قرار گرفتن مخازن در حصارها
4. شمار مخزن ها در یک حصار مشترک
5. فواصل مخزن ها در یک حصار
6. فواصل مخزن ها در حصار های گوناگون
7. ظرفیت حصارها
8. علل مهم حوادث در مخازن
9. بازرسی مخازن
10. محافظت مخزن ها از آتش و اطفاء حریق

مقدمه

واحدهای نفت و گاز برای نگهداری نفت خام و گاز و نیز انبار کردن فرآورده های نفتی گوناگون, نیاز به تعداد بسیاری مخزن دارند. تعداد این مخازن به عواملی چند, چون دوری و نزدیکی واحد به منابع تامین کننده نفت خام, تعداد و ظرفیت واحدهای پالایش, تنوع فرآورده های تولیدی و سرانجام چگونگی انتقال و پخش فرآورده ها بستگی دارد.

در صنایع شیمیایی, مواد ارزشمند مانند بنزین یا گاز مایع, طی فرآیندهای مختلفی از مواد شیمیایی خام, مانند نفت خام جدا می شوند یا از آنها به وجود می آیند.

چند راه برای انتقال مواد خام از منابع تامین کننده به واحد فرآیندی وجود دارد که بر حسب مورد و شرایط, از یکی از آنها مانند خطوط انتقال یا تانکر استفاده می گردد.

همچنین محصولات تولیدی نیز به روش های مختلف به بازار داخلی یا خارجی عرضه می شوند.

به دلایل زیادی از جمله یکسان کردن کیفیت محصول, اندازه گیری حجم محصول جهت فروش, امکان بارگیری و انتقال به تانکر یا کشتی در حداقل زمان ممکن و ... سبب می شود تا مواد محصول را بعد از تولید, در مخازن  مناسب ذخیره نمایند.

موارد استفاده مخازن

1- ذخیره مواد اولیه و خوراک واحدها

2- ذخیره مواد واسطه تولید شده در فرآیند

3- ذخیره فرآورده ها

4- ذخیره مواد برای بارگیری و پخش

5- همسان نمودن کیفیت محصول

6- معیاری جهت اندازه گیری حجم خوراک و محصول تولید شده

انواع مخازن

تقسیم بندی جامع و یکسانی برای مخازن ذخیره وجود ندارد. طبقه بندی مخازن, می تواند از دیدگاه های متفاوتی مانند شکل هندسی, نوع سیال یا بر حسب فشار بخار ماده ذخیره شده در آن باشد.

تقسیم بندی مخازن

مخازن را به دو دسته کلی مخازن روباز و در بسته تقسیم بندی نمود.

گازها, سیالات آتش گیر, مواد شیمیایی خطرناک مانند اسید ها یا بازها و سیالاتی که از خود گازهای سمی منتشر می کنند, باید در مخازن در بسته نگهداری و ذخیره شوند.

از مخازن در بسته, می توان به مخازن با سقف ثابت, مخازن سقف شناور, مخازن کروی, استوانه ای و مخازن سرد اشاره نمود.

از آنجا که مواد مختلف, دارای خواص شیمیایی و فیزیکی مختلفی هستند, شرایط و نحوه مناسب ذخیره سازی آن ها از یکدیگر متفاوت است. به همین جهت انتخاب نوع مناسب مخزن اهمیت فراوانی دارد.

مهمترین پارامترها در انتخاب نوع مخزن

• فراریت یا به عبارت دیگر فشار بخار

• سمی بودن

• میزان آتش گیری ماده مورد نظر

دسته بندی مخازن ذخیره سازی بر حسب فشار بخار سیال

1. مخازن با سقف ثابت :
2. این نوع مخزن, استوانه ای قائم یا سقف ثابت مخروطی شکل بوده, بر پایه مناسب ترین اندازه قطر و بلندی برای تامین ظرفیت مورد نیاز, استاندارد شده است و برای انباشتن فرآورده های گوناگون نفتی مورد استفاده قرار می گیرد.
3. در صورتی که فشار بخار ماده مورد نظر زیاد نباشد ولی, ماده مورد نظر, سمی یا آتش گیر باشد, مانند ترکیبات سنگین نفتی, اکریل آمید, دی اتیل پیرو کربنات, دی ایزوپیل فلوئوروفسفات

مخازن با سقف شناور

در این مخزن ها, سقف روی مایع شناور بوده و با مایع به بالا و پایین حرکت می کند. معمولاً دو نوع از این مخزن ها بیش از انواع دیگر به کار گرفته می شوند:

1- سقف های ماهی تابه شکل (pan type )این سطح ها, مسطح بوده, از فولاد ساخته می شوند و دارای پایه های عمودی هستند که به محیط سقف متصل می باشند. نقطه ضعف این سقف ها, این است که به محض سوراخ شدن, غرق می شوند.

2- سقف های خزینه دار (postoon type) که در آن خزینه های جعبه مانند و توخالی, پیرامون سقف نصب شده, آن را شناور کرده است.

برتری این نوع سقف ها, در این است که با سوراخ شدن یک یا چند خزینه, سقف غرق نخواهد شد.

External Floating Roof

مخازن سقف شناوری كه سقف ثابت ندارند و سقف شناور با فضای باز در ارتباط است.

موادی چون نفت خام که فشار بخار آنها, کمی زیاد بوده و در حدود نزدیک به psi0/5 می باشد, در مخازن خاصی که مجهز به سقف شناور می باشند, ذخیره می گردند. این نوع از سقف شناور ها, فاقد سقف ثابت بوده و اصطلاح External Floating Roof  گفته می شوند. گفتنی است که این مخازن, برای موادی که سمی نبوده یا آتش گیری کمی دارند, مناسب می باشند.

Internal Floating Roof

مخازن سقف شناوری كه علاوه بر سقف شناور به یك سقف ثابت نیز مجهز هستند.

اگر فشار بخار ماده ای در همین محدوده بوده ولی, ماده مذکور سمی یا آتش گیر باشد, از نوع خاصی از مخازن با سقف شناور که دارای یک سقف نیز می باشند, استفاده می گردد.

این نوع مخازن در اصطلاح, Internal Floating Roof  گفته می شوند.

مزیت های سقف ثابت روی سقف شناور

1-محافظت سقف شناور و سیستم های آب بندی از عوامل جوی مانند باران، برف و باد

2-جلوگیری كامل از نشت مواد سمی و آتش گیر

3-امكان اعمال فشار مثبت روی سقف شناور به كمك گاز ازت به منظور جلوگیری از نوسان و كج شدن سقف شناور

سقف شناور روی سطح مایع قرار گرفته و زمانی كه ارتفاع سطح مایع در مخزن به هر دلیلی مثل پر كردن و خالی كردن مخزن و یا شرایط عملیاتی تغییر می كند، سقف شناور نیز بالا و پایین می رود. قرار گرفتن سقف شناور بر روی سطح مایع سبب می‌گردد كه فشار بر روی سطح مایع زیاد گردد و این افزایش فشار از میزان فراریت ماده ذخیره شده می‌كاهد چراكه بالاتر بودن فشار فضای روی سیال نسبت به فشار بخار مایع باعث جلوگیری از تبخیر ماده می شود.

مخازن كروی و استوانه‌ای

در صورتیكه فشار بخار ماده مورد نظر در حدود بین 0/5 تا psig50 باشد از مخازن كروی و استوانه‌ای افقی استفاده می‌گردد. البته در این محدوده فشاری مخازن استوانه‌ای افقی ترجیح داده می شوند ولی بر حسب شرایط عملیاتی خصوصاً چنانچه به حجم زیادی برای ذخیره سازی نیاز باشد، از مخازن كروی استفاده میگردد.

در صورتیكه فشار بخار ماده مورد ذخیره سازی بالاتر از psig50 باشد، باید حتماً از مخازن كروی استفاده نمود. با توجه به ساختار فیزیكی و هندسی این مخازن كه بصورت متقارن می‌باشند تحمل فشار در آنها از سایر مخازن بیشتر بوده از اینرو عموماً از آنها برای ذخیره سازی مواد در حجم های نسبتا بالا و فشار زیاد استفاده می‌گردد. معمولاً ظرفیت آنها در محدوده 1000 تا 25000 بشكه و فشارآنها از محدوده Psig 10 تا psig 200 می‌باشد. این مخازن دارای جداره كروی شكل بوده و دیواره آنها با استفاده از صفحات خمیده ساخته شده است. معمولاً این صفحات در محل، جوش داده و نصب می‌گردند.

مزایا

1-در ظرفیت های مساوی، سطح مخزن كروی 88% سطح مخازن استوانه ای می‌باشد كه علاوه بر مسائل اقتصادی باعث كاهش انتقال حرارت می‌گردد.

2-در صورت بروز نشتی در مخازن با فشار بالا و بروز پدیده فلاش، امكان یخ‌زدگی وجود خواهد داشت. در مخازن كروی كه نیاز به زیرسازی و فونداسیون كمتری نسبت به مخازن استوانه ای می‌باشد، خطر یخ ز‌دگی خاك به علت عدم تماس وجود ندارد 

از این مخازن بطور وسیعی در ذخیره سازی موادی چون كلر مایع، آمونیاك بی آب ، دی اكسید گوگرد، اكسید اتیلن، دی اكسید كربن، وینیل كلراید مونومر، برش‌های سبك نفتی(Light end) و .... در صنایعی چون كاغذسازی، واحدهای تولید سود سوزآور، سفید كننده ها، واحدهای تصفیه آب و فاضلاب، صنایع پالایش نفت و پتروشیمی، تولید كودهای شیمیایی، تولید PVC و .... استفاده می‌گردد.

مخازن سرد

مخازن سرد جهت نگهداری گازهای مایع و موادی با نقطه جوش پایین و غالبا زیر صفر درجه سانتیگراد مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به پایین بودن دمای جوش این مواد، غالب آنها در دمای عادی محیط به شكل گاز می‌باشند، لذا باید این دسته از مواد را در دمای پایین نگهداری نمود.

اقتصادی ترین و ایمن ترین دما برای نگهداری این گازها، كمی پایین تر از دمای جوش آنها و در حالت مایع میباشد. به عنوان مثال گاز بوتان در صفر درجه سانتیگراد، بوتادین در 4- ، آمونیاك در 33- ، پروپان در42- ، اتیلن در 103- ، آرگون در 186- ، نیتروژن در 196- ، هیدروژن در 253- و ... درجه سانتیگراد نگهداری می‌گردند.

برای مایع نگهداشتن این گازها می توان آنها را در فشارهای بالا و دمای محیط نیز نگهداری نمود ولی دلایل متعددی باعث شده‌اند كه ذخیره سازی در دمای پایین و فشار اتمسفریك بر ذخیره سازی در فشار بالا و دمای محیط مزیت داشته باشد، از جمله این دلایل می توان به موارد ذیل اشاره نمود:

•وجود فشار پایین تر از دید ایمنی بسیار مناسب تر می‌باشد.

•هرچه فشار مخزن افزایش یابد، ناچارا باید ظرفیت ذخیره سازی را برای ایمنی و هزینه‌های ساخت كاهش داد. لذا كاركردن در فشار پایین تر سبب می شود تا ظرفیت بیشتری برای ذخیره سازی با هزینه مناسب تر استفاده نمود.

• مخازن دارای فشار زیاد از نقطه نظر ایمنی نیاز به محافظهای زیاد و غالبا دور بودن از سایر تجهیزات و واحد های فرایندی دارند، لذا كار كردن در فشار پایین تر سبب استفاده بهینه تری از زمین می‌گردد.

•عملیات بهره برداری در فشار كم راحت تر و سازگار با سیستم حمل و نقل می باشد.

تقسیم بندی منابع از نظر کاربری

1- مخزن های نفت خام

انواع گوناگون نفت خام سبک یا سنگین را می توان به طور جدا یا آمیخته, در این مخزن ها ذخیره کرد. مخزن های امروزی نفت خام, سقفی شناور داشته, بیشتر به لوله های مارپیچ بخار, برای گرم کردن نفت خام در فصل زمستان, پروانه های همزن, عمق سنج و ... مجهزند.

2- مخزن های واسطه

این مخزن ها, برای دریافت فرآورده های نیم نهایی از یک واحد پالایش, و دادن آن ها به واحدهای دیگر برای انجام گرفتن فرآیندهای دیگر پالایش یا دریافت ترکیبات گوناگون فرآورده های پیش از آمیختگی و انتقال آن ها به مخزن های فرآورده های نهایی به کار برده می شوند.

3- مخزن های فرآورده ها

فرآورده های گوناگون نفتی بنا به مشخصات مورد نظر در این مخزن ها تهیه و به شبکه پخش انتقال داده می شوند.

4- مخزن های بارگیری و پخش

برخی از فرآورده های سبک و سنگین, مانند گاز مایع, روغن موتور, قیر و ... که بردن آن ها به جاهای دوردست از راه خطوط لوله, دشوار یا نشدنی است, در مخزن های بارگیری انبار شده, سپس به نفت کش ها یا مخزن دارهای راه آهن منتقل و به محل مصرف فرستاده می گردد.

کار بارگیری معمولاً به وسیله تلمبه انجام می گیرد.اگرفرآورده های نفتی روان باشد و فاصله مخزن تا جای بارگیری زیاد نباشد, با ایجاد اختلاف سطح میان مخزن نقطه بارگیری, مایع با نیروی جاذبه به وسیله نقلیه منتقل می شود. مخزن هایی که در این سرویس هستند, مخزن های بارگیری و پخش خوانده می شوند.

شیوه قرار گرفتن مخازن در حصار ها

از نظر ایمنی و پیشگیری از خطر سرایت آتش از مخزن ها به واحدهای پالایش و برعکس, در طرح هر پالایشگاه, مخزن های نفت خام و فرآورده های نیمه نهایی و نهایی, دور از محوطه کارخانه ها قرار داده می شوند.

قرارگاه مخزن ها, از گرد آمدن چندین حصار خاکی یا آجری تشکیل می گردد که در هر حصار ممکن است یک یا چند مخزن قرار گرفته باشد.

حصار های خاکی یا آجری, به صورت دایره یا چهار پهلو, با مساحت کافی و ظرفیت متعادل ساخته شده و طرح و ساختمان آن ها برابر استاندارد است

شمار مخزن ها در یک حصار مشترک

مخزن هایی که ظرفیت آن ها بیش از 6000 متر مکعب است, در گروه های چهارتایی با ظرفیت کل 60000 متر مکعب (بیشترین حد) می توانند در یک حصار قرار گیرند, مخزن هایی که ظرفیت آن ها از 6000 کمتر است, در گروه های دوازده تایی با ظرفیت کل 35000 متر مکعب (بیشترین حدی که می توانند در یک حصار قرار گیرند).

فواصل مخزن ها در یک حصار

برای نفت خام و فرآورده های سبک, فاصله میان مخزن ها برابر نصف قطر مخزن و برای فرآورده های سنگین, یک سوم قطر مخزن منظور می شود.

فواصل مخزن ها در حصار های گوناگون

برای نفت خام و فرآورده های سبک, فاصله دو مخزن برابر با قطر یک مخزن است, برای فرآورده های سنگین فاصله دو مخزن برابر دو سوم قطر یک مخزن در نظر گرفته می شود.

ظرفیت حصار ها

اگر یک مخزن در حصار جا گرفته باشد ظرفیت حصار باید برابر صد در صد ظرفیت مخزن باشد, اگر در دو حصار جا گرفته باشد, ظرفیت حصار باید برابر 80 درصد مجموع ظرفیت مخزن ها باشد. اگر سه مخزن یا بیش تر در حصار جا گرفته باشد, ظرفیت حصار باید برابر با 60 درصد مجموع ظرفیت مخزن های موجود در حصار باشد.

رنگ مخزن

مخزن های محصولات سبک و میان تقطیر به رنگ سفید, رنگ آمیزی می شوند تا کمترین گرما را از محیط و انرژی تابشی آفتاب جذب کرده, دمای محتوای مخزن ها در کمترین حد ممکن نگه داشته شود, تا مقدار تبخیر و هدر رفتن مواد سبک نفتی هر چه کمتر شده, شرایط خطرناکی در بالای مخزن پدید نیاید.

خطرات مرتب بر مخازن

1- ترکیدگی مخازن که منجر به صدمات شدید مالی و جانی می گردد. چنانچه مخزن حاوی مایعات یا گازهای قابل اشتعال باشد، موجب آتش سوزی نیز خواهد شد.

2- نشت محتویات مخزن به خارج، در صورتی که مواد شیمیایی و خطرناک از مخازن یا اتصالات آن به خارج نشت کند صدمات انسانی به بار آورده و چنانچه مواد قابل اشتعال باشند میتواند باعث آتش سوزی و انفجار گردد.

3- خطرات کار بر روی مخزن، همچون سقوط،گاز گرفتگی،تماس با مواد شیمیایی

4- خطرات ورودی کار در مخزن، چون گاز زدگی، مسمومیت، تماس با مواد شیمیایی، حریق و اتفاقاتی نظیر لغزیدن، سقوط اجسام و برخورد با متعلقات داخلی مخازن

علل مهم حوادث در مخازن تحت فشار

نقض در طراحی سیستم

اشکالاتی که در طراحی مخزن ممکن است وجود داشته باشد ماننند در نظر گرفتن روند خوردگی در اثر فعل و انفعالات شیمیایی ماده فرآیندی(سیال ذخیره شده یا جاری در مخزن) یا آلیاژ مخزن، عدم دقت کافی در محل جوش اتصالات به مخزن و عدم پیش بینی اتصال به زمین و یا برق گیر(در موارد لازم) از جمله ایرادات طراحی قابل ذکر می باشند.

نقص در ساخت و نصب

اشکالاتی که در حین ساخت و نصب مخزن ممکن است پدید آمده باشد، مانند نقص در عملیات ، جوشکاری و غیره

عدم رعایت اصول ایمنی در راه اندازی

رعایت نکردن ضوابط راه اندازی از قبیل عدم انجام بازرسی های اولیه، عدم تمیز کاری و شستشو مخزن قبل از راه اندازی و... سبب بروز حادثه در مرحله راه اندازی بوده است.

بهره برداری نادرست از شرایط کاری

مواردی مانند استفاده از مخازن در شرایط کاری (فشار، دما و ...) خارج از حدود پیش بینی شده در طراحی، می تواند باعث بروز حوادث شود.

خطاهای انسانی

• از جمله موارد خطاهای انسانی مانند باز و بسته کردن اشتباهی شیرها، عدم کنترل سطح مایع یا فشار در سیستم های غیر خودکار، بی توجهی به علائم بروز نقض در مخزن و ندید گرفتن نشتهای جزئی را میتوان ذکر نمود.

•  عدم شناخت خواص مایع یا گاز ذخیره شده، علائم حاکی بر بروز شرایط غیر عادی در مخزن، چگونگی استفاده از وسایل محافظت فردی در موقع نشت خوردگی و سایش

خوردگی و سایش

اصولاخوردگی به دو دسته تقسیم می شود

1 خوردگی ناشی از فعل و انفعالات شیمیایی (درسطوح داخلی مخزن)

2- خوردگی تنشی منجر به ترک . در این خوردگی علاوه بر خوردگی سطح مخزن، در سطح بیرونی مخازن نیز با توجه به شرایط جوی حاکم در محل و همچنین عدم تجدید رنگ آمیزی، ترمیم نکردن عایق(در مورد مخازن زیر زمین)

احتمال بروز خوردگی وجود دارد که به تدریج سبب نازک شدن بدنه در آن قسمت می گردد.

عمل نکردن یا مسدود شدن وسایل ایمنی مخازن تحت فشار

SAFETY VALVESشیرهای اطمینان ...

استفاده نابجا از مخزن

منظور استفاده نابجا از مخزن، کاربرد مخزن در شرایطی است که در طراحی مخزن دیده نشده است.

نداشتن برنامه بازرسی مخازن

بسیاری از حوادث که در مخازن تحت فشار روی می دهند در صورت انجام بازرسی به موقع و شناسایی نقاط ضعیف پدید آمده در مخزن، قابل پیشگیری است.

نداشتن برنامه تعمیراتی پیشگیرانه

بر اساس برنامه زمان بندی معینی...

خطر الکترسیته ساکن در مخزن

خطر های الکتریسیته...

بازرسی مخازن

دلایل اصلی بازرسی مخازن را می توان به شرح ذیل عنوان نمود.

1- بازرسی و معلوم کرد...

ایمنی ورود و کار در داخل مخازن

بهترین راه برای پیشگیری از حوادث ورود یا کار در داخل مخازن تنظیم...

محدودیت ها و مسائل ایمنی مربوطه قبل از بازرسی

1- ایزوله کردن واحد یا دستگاه...

انواع بازرسی ها

1- بازرسی بیرونی...

خطرهای الکتریسیته ساکن و نکات ایمنی مربوط به آن

جرقه ناشی از الکتریسیته ساکن...

برخی نکات ایمنی در مورد الکتریسیته ساکن

هنگام اندازه گیری مایعات...

خطرهای الکتریسیته ساکن هنگام نقل و انتقال مواد نفتی

هنگام نقل و انتقال مواد نفتی...

پخش شدن مایعات به قطرات کوچک

این حالت وقتی پدید می آید که مایع...

اصطکاک مایعات هنگام جریان در خطوط لوله

وقتی الکتریسیته ساکن...

دمای احتراق : حداقل دمايي كه نياز است تا يك ماده سوختني شعله ور شده يا به سوختن ادامه دهد بدون وابستگي به گرماي خارجي .

نقطه اشتعال : پايين ترين درجه...

حد نصاب قابلیت انفجار بخارات نفتی در مخزن ها

حد نصاب قابلیت انفجار بخارات نفتی در مخزن ها...

مقایسه خطرات ااکتریسیته ساکن مخازن انواع هیدروکربور

مخزن های نفت خام و بنزین سبک...

رعایت نکات ایمنی هنگامی که احتمال بخارات قابل انفجار در مخزن موجود است

مخزن ها نباید از بالا پر شوند...

محافظت مخزن ها از آتش و اطفاء حریق آن ها

از نظر ایمنی و پیشگیری از خطرات آتش سوزی...

راه های  تزریق کف به مخزن

1. تزریق کف از بالای مخزن Foam chamber:  کف ضد آتش سوزی به وسیله...

روش اطفا حریق مخازن نفتی

1) در اولین فرصت اقدام به خنک کردن...

خنک کردن مخزن COOLING

تمامی مخازن حاوی مایعات قابل اشتعال...

محاسبه میزان آب مورد نیاز برای خنک نمودن مخازن

برای مخزن مورد حریق میزان (10lit/min/m2) آب نیاز می باشد...

تخلیه مواد درون مخزن

همانگونه که قبلا گفته شد یکی از کارهای موثر جهت اطفا حریق...

confined space    ایمنی فضا های محصور

محيط هاي محصور...

خطرات بالقوه در فضاهای محصور

•كمبود اكسيژن كمتر از ۱۹.۵%...

***به دلیل کمبود فضای متنی لطفا در خصوص اطلاعات بیشتر این مقاله به وب سایت اصلی فرهان گستر مراجعه کنید.