انواع مخازن

فاطمه یاس

عضو جدید
کاربر ممتاز
انواع مخازن
در فرآیندهای شیمیایی نیاز به حمل ونقل ونگهداری مواد است که برای اینکاراز مخازن استفاده می کنند . این مخازن بسته به نوع ماده وخواص فیزیکی وشمیایی آن گوناگون هستند
مخازن به دو گروه اصلی تقسیم می شوند :
• مخازن ذخیره
• مخازن
مخازن ذخیره
در این مخازن فشار سیال در محدوده فشار اتمسفر بوده واز آنها برای نگهداری مواد استفاده می شود

مخازن ذخیره سرباز
این مخازن برای ذخیره سیالاتی بکار می روند که نگهداری آنها بصورت سرباز امکان پذیر باشد .
مخازن ذخیره بسته
سیالات آتش گیر گاز ها مواد شیمیایی خطرناک وسیالاتی که سمی ازآنها منتشر می شود در مخازن بسته نگهداری می شوند.

مخازن ذخیره سقف ثابت
این نوع مخازن معمولا” بصورت استوانه ای وبا سقف ثابت مخروطی با گنبدی شکل بوده وبرای نگهداری سیالاتی مانند فرآورده های گوناگون نفتی بکار می روند . عواملی نظیر فضای موجود برای نصب مخزن تحمل فشار خاک زیر مخزن فراریت سیال وسرعت ته نشین شدن نا خالصیها در انتخاب قطر وبلندی مخزن موثر است.

مخازن ذخیره با سقف شناور
در این مخازن سقف روی مایع شناور بوده وبا سیال بالا وپایین می رود .برای کاهش میزان تبخیر وجلوگیری از آتش سوزی مخازن فرآورده های نفتی ،این نوع سقف ها از ورود هوا به مخزن وهم آمیزی با بخارهای نفتی ممانعت می کنند . از این رو از انفجار وآتش سوزی جلوگیری می شود .
معمولا” دو نوع از این مخازن بیشتر از انواع دیگر به کار گرفته می شوند:

  • سقف Pontoon type
در این سقف خزینه ای جعبه مانند وتوخالی پیرامون سقف نصب شده وآنرا شناور کرده است .برتری این سقف این است که با سوراخ شدن یک یها چند خزینه غرق نخواهد شد


  • سقفPan type
این سقف مسطح بوده واز فولاد ساخته می شوند ودارای پایه های عمودی است که به محیط سقف متصل است . نقطه ضعف این سقف این است که به مجرد سوراخ شدن غرق می شود .
مخازن تحت فشار
یک مخزن تحت فشار اغلب حاوی سیال ،بخار یا گاز ی در فشار اتمسفر است .مخازن تحت فشار می توانند حاوی گستره وسیعی از مواد باشند که در صنایع مختلف مثل صنایع شیمیایی، داروسازی،غذایی،نفت وگازوپلاستیک بکار می روند.این مخازن اغلب به صورت ظروف استوانه ای ، با دوسر عدسی ساخته می شوند .عدسیها به شکلهای مختلفی مثل نیم کره ، بیضوی ومخروطی وجود دارند .در بعضی موارد هم عدسیها ی تخت بکار می روند.
ماده استفاده شده در مخزن وکاربرد آن تعیین کننده فاکتور هایی از قبیل جنس مخزن ، اندازه ، شکل ، دماوفشار در طراحی مخزن است. فشار در مخزن ممکن است از چند صد psi تا ۱۵۰,۰۰۰ باشد .
اغلب مخازن تحت فشار استوانه ای هستند اما موارد تحت فشار بالا ، غالبا” در مخازن مستحکم کروی نگهداری می شوند.
طبقه بندی مخازن تحت فشار

۱-طبقه بندی بر اساس شکل

  • مخازن استوانه ای
اغلب بصورت یک استوانه ای با دو سر عدسی ساخته می شوند .این نوع مخزن ف رایج ترین نوع مخزن است .مخازن استوانه ای بلند (برجها) ممکن است عمودی یا افقی باشند . اصولا” نیاز عملیاتی یک برج تعیین کننده نوع افقی یا عمودی آن است .برای مثال برجهای packedکه نیاز به ثقل جهت جداسازی فازها دارند بصورت عمودی نصب می شونددر حالیکه مبدلهای حرارتی یا مخازن هم می توانند بصورت افقی وهم بصورت عمودی نصب گردند. در مورد مبدلهای حرارتی این انتخاب عموما” بوسیله روش انتقال گرما وسیر سیال صورت می گیرد .درمخازن ذخیره محل نصب عمدتا” عامل انتخاب می باشد.

مخازن کروی
به علت استحکام ذاتی شکل کروی این مخازن اصولا” برای فشارهای بالا بکار می روند.مخازن ذخیره بزرگ که تحت فشار متوسط قرار دارندمعمولا” شکل کروی یا شبه کروی دارند محدوده ظرفیت از ۱۰۰۰الی ۲۵۰۰۰ بشکه ومحدوده فشار از ۱۰پوند تا ۲۰۰پوند متغیر است.

مخازن غیر دایروی
این نوع مخازن کمتر رایج هستند ومعمولابرای ذخیره مواد در فشار های پائین بکار می روند.

2-طبقه بندی براساس فشار

  • مخزن تحت فشار داخلی
در این نوع مخزن معمولا” سیالی با فشار بالاتر از فشار اتمسفر وجود دارد .

  • مخزن تحت فشارخارجی
مخازن تحت فشاری که با شرایط خلاء مرتبط هستند باید برای فشار خارجی طراحی شوند در غیر این صورت متلاشی خواهند شد .

3-طبقه بندی بر اساس حرارت
۱٫ مخزن تحت فشار حرارتی
معمولا”در این نوع مخزن از سوخت برای تولید حرارت استفاده می شود.برای مثال می توان از بویلر ، کوره ، حرارت دهنده های گازی واتو کلاوها نام برد .
۲٫ مخزن تحت فشار غیر حرارتی
این مخازن در معرض حرارت مستقیم قرار ندارند .حرارت فقط در حالتی که گرمای الکتریکی یا بخار در کار باشد ودر بعضی مواقع در اثر واکنش های شیمیایی درون مخزن ایجاد می شود.

4-طبقه بندی بر اساس ضخامت جداره
مخازن جدار نازک
یکی از متداول ترین انواع مخازن است .در این مخازن نسبت ضخامت پوسته به قطر کمتر از ده در صد است یا به عبارت دیگر قطر مخزن ده یا بشتر از ضخامت پوسته است.
مخازن جدار ضخیم
در این نوع مخازن نسبت ضخامت پوسته به قطربیشتر از ۱۰درصد است به عبارت دیگر قطر مخزن کمتراز ۱۰ برابر ضخامت پوسته است.
اجزای مخازن تحت فشار
عدسیهای ظروف تحت فشار
ظروف وبرجهای استوانه ای با عدسیهای پیش ساخته ،کاربرد وسیعی در مواردی که استفاده از برجهای استوانه ای با کف صاف امکان پذیر نمی باشد،پیدا کردند.
این موارد عموما” به سه دسته زیر تسیم می شوند:

  1. استفاده عملیاتی
  2. شرایط ومحدودیت فشار
  3. محدویت اندازه
دستگاههای فرآیندی از جمله برجهای تقطیر ،برجهای Packed،تبخیر کننده ها ،کریستال کننده هاومبدلهای حرارتی بطور عمده در یکی از این سه دسته بندی قرار می گیرند.
اگر شرایط فشار عملیاتی بالاتر از فشار اتمسفریک باشد نیز عموما” عدسیهای پیش ساخته مورد استفاده قرار می گیرند.

برای جوشکاری عدسی بهبه بدنه انواع مختلف شکل لبه های ماشین کاری شده مورد استفاده قرار می گیرد .در زیر به برخی از انواع مختلف شکل عدسیها اشهره می شود.
۱٫عدسی های فلنجی(flange only head)
2.عدسی های بشقابی( Fiange STD.Dished & flanged shallow dished)
3.عدسیهای بشقابی مطابق با کد ASME
4.عدسی های بیضوی مطابق با ASME ,API
5.عدسی های نیم کروی
۶٫عدسیهای مخروطی ونیم مخروطی
انواع مختلف شکل عدسها را در شکل نشان داده شده است.

تکیه گاهها
طراحی یک مخزن تحت فشار بدون طراحی وانتخاب تکیه گاه مناسب ونیز آزمایش اثر تکیه گاه کامل نمی شود .مخازن باتوجه به الزامات فرآیندی ممکن است بصورت عمودی یا افقی قرار گیرند .برای مخازن عمودی یا افقی قرار گیرند .برای مخازن عمودی تکیه گاههای زیر رایج هستند:

انتخاب نوع خاصی از تکیه گاهها در مخازن افقی وعمودی بستگی به اندازه ، شکل ووزن مخزن ، دما وفشار طراحی ، موقعیت اتصالات مختلف به مخزن وآرایش ساختمان داخلی وخارجی مخزن دارد.هنگام انتخاب تکیه گاهها باید توجه شود که تکیه گاهها بتواننددر برابر نیروها مقاومت کنندبدون اینکه باعث تغییر شکل دیوار مخزن شوندویا تنشهای موضعی را بیشاز حد افزایش داده وباعث عدم ثبات مخزن شوند.
طراحی تکیه گاهها باید اجازه حرکت مخزن در اثر تغییرات دمایی را بدهند وطوری طراحی بشوند که از انباشت آب در زیر در زیز مخزن جلوگیری شود.مخزن وتکیه گاه باید بر فوندانسیون محکم نصب شوند.
تکیه گاهskirt
یکی از رایج ترین روشهای نگهداری مخازن نگهداری مخازن عمودی توسط یک پوسته رول شده به شکل استوانه یا مخروط ناقص است که skirt نامیده می شود.
تکیه گاه lug
این نوع تکیه گاه یکی از کم خرج ترین راههای نگهداری یک مخزن عمودی است که با حداقل مقدار جوش به مخزن متصل می شود.
تکیه گاه saddle
یکی از روشهای رایج نگهداری مخازن افقی با ابزار زینی شکل بنام saddle است.بیشتر مخازن استوانه ای بزرگ توسط دوتکیه گاه نگهداری می شوند که زاویه تماس در آنها ترجیحا”۱۲۰تا ۱۵۰ درجه است.


رینگهای تقویتی
رینگهای تقویتی از پرفیل های استاندارد ساختمانی یا از ورق که بصورت یک رینگ در می آید ساخته می شود. این اجزا برای جلوگیری از کمانش مخزن تحت فشار اضافه می شوند .اتصال آنها می تواند هم در داخل پوسته استوانه ای وهم در خارج آن باشدولی اتصال خارجی این رینگ ها معمولی تر است .همچنین این رینگها می توانند به عنوان تقویت برای تکیه گاههای افقی نیز مورد استفاده قرار می گیرند.

فلنجها(Flanges)
فلنجها در اتصالات مخازن بکار رفته وامکان جدا کردن قطعات از یکدیگر به منظور تعمیر ،تعویض وتغییرات در سیستم را می دهند.همچنین فلنج ها باعث تسهیل در عملیات مونتاژِ مجموعه می گردند.
انواع فلنجها

فلنجهای استاندارد با توجه به اندازه آنها ومحدوده تحمل فشار انتخاب می شوند . در مواقعی که نیاز به طراحی فلنجهای خاص باشد باید نیروهای وممانهای ایجاد شده روی فلنج محاسبه گرددوبا توجه به این نیروها وممانها ، تنش های ایجاد شده ودر مکانهای مختلف فلنج محاسبه شده ویا میزان مجاز آن مقایسه می شود.
منبع : سایت تکنولوژی صنعت نفت ایران
 

فاطمه یاس

عضو جدید
کاربر ممتاز
مخازن نفت خام و فرآورده های نفتی

مخازن نفت خام و فرآورده های نفتی

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 یا تانک های مناسب ذخیره نمایند.
از اصطلاح تانک برای ظروف ذخیره سازی بزرگ با کاربرد جابجا کردن, ذخیره سازی, اندازه گیری و حمل و نقل مایعات استفاده می گردد.

به طور کلی مخازن چند وظیفه اصلی به عهده دارند:

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


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. اما می توان همه 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 اهمیت فراوانی دارد.
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 پارامترهایی که در انتخاب نوع مخزن ملاک قرار می گیرند, شامل موارد زیر می باشد:

1- فراریت یا به عبارت دیگر فشار بخار
2- سمی بودن
3- میزان آتش گیری ماده مورد نظر


می توان دسته بندی مخازن ذخیره سازی را که بر حسب فشار بخار سیال, صورت گرفته, به طور یکجا مشاهده کرد. 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 و ... از مخازن با سقف ثابت استفاده می گردد که تا حد زیادی نسبت به تاک های باز, ایمنی بیشتری دارند.

موادی چون نفت خام که فشار بخار آنها, کمی زیاد بوده و در حدود نزدیک به psi5/0 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.

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.

در مواردی که فشار بخار ماده مورد نظر در حدود psi50-5/0 باشد, از مخازن تحت فشار, مانند مخازن کروی یا استوانه ای افقی استفاده می گردد. البته, در این محدوده فشاری, مخازن استوانه ای افقی ترجیح داده می شوند ولی, بر حسب شرایط عملیاتی گاهی از مخازن کروی نیز استفاده می گردد و در فشار بخار های بالاتر از psi باید حتماً از مخازن کروی استفاده گردد.

گازهای مایع که دارای نقطه جوش پایین و غالباً زیر صفر درجه سانتیگراد می باشند, در مخازن ویژه ای به نام مخازن سرد ذخیره می گردند. با توجه به پایین بودن دمای جوش این مواد, بیش تر آن ها در دمای عادی محیط به شکل گاز می باشند
لذا, برای ذخیره کردن آن ها, دو راه وجود دارد:

الف) در فشار بالا و دمای محیط
ب) در دمای پایین و فشار حدود فشار اتمسفر
از دید اقتصادی و ایمنی, ذخیره سازی به شکل دوم مناسب تر می باشد. از جمله این مواد می توان به اتیلن, بوتادیئن, آمونیاک, پروپان, LPG, نیتروژن و ... اشاره نمود.
از دیگر انواع مخازن که کاربرهای کم تری دارند, نوع بیضوی می باشد.

به طور کلی مخازن هر پالایشگاه را بنا به نوع کارشان به چهار دسته تقسیم می کنند:

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. اگر فرآورده 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.
چون نصب مخزن ها در هر پالایشگاه, هزینه سرمایه ای بسیار خواهد برد, در طرح پالایشگاه کوشش می گردد تا شمار و ظرفیت مخزن ها به کمترین حد کاهش یابد برای مثال, شمار و ظرفیت مخزن های واسطه تا حد منظور می شود که بتوان تداوم عملیات و موازنه کار عادی دستگاه ها را حفظ کرد. همچنین با انجام عملیات آمیختگی فرآورده های گوناگون در لوله ها و در مرحله انتقال به مخازن, می توان شمار مخزن های واسطه و فرآورده ها را کاهش داد, به شرطی که میان تولید و انتقال فرآورده ها, موازنه برقرار باشد. این کار نیازمند یک برنامه ریزی دقیق روزانه, هفتگی و ماهانه است.
 
بالا