案例學習 | 苯乙烯儲罐凹陷變形原因分析及應對措施
金屬常壓固定頂儲罐是化工行業應用十分廣泛的一種儲罐，主要用于儲存各類化工原料及產品。在使用過程中，如果儲罐的安全設施不齊全或操作不當，容易發生罐頂、罐體凹陷變形的設備事故。因此，分析儲罐凹陷變形的原因，提出預防措施，對常壓儲罐的安全生產有重要意義。
事故企業為唐山市南堡開發區的一家民營復合材料生產廠家，擁有一條2萬噸/年不飽和聚酯樹脂及360萬平米/年采光板生產裝置。 事故發生在早上8時左右，操作人員啟動苯乙烯輸送泵向稀釋釜輸送苯乙烯,此時儲罐儲存苯乙烯約為40立方米，輸送過程中苯乙烯儲罐突然發出巨響及凹陷變形，操作人員采取了停泵停止外送苯乙烯措施。由于只有一臺苯乙烯儲罐，事故導致該企業無法繼續生產，給企業帶來相當大的經濟損失。 事故儲罐有效容積100立方米，不銹鋼材質，設有液位計、溫度表，罐頂設有阻火器、呼吸閥及噴淋水降溫設施，儲罐溫度在30℃左右。
在事發當天的外送苯乙烯過程中，液位下降，罐內形成負壓，需要大量吸入空氣，由于呼吸閥進出口金屬網阻火器堵塞嚴重，導致吸入空氣量無法及時得到補充，儲罐負壓持續增加，最終導致儲罐發生凹陷變形。
通過對事故儲罐的現場檢查，該企業的苯乙烯儲罐在安全設施方面存在以下問題：
溫度控制設施達不到要求，只采用罐頂噴淋水的方法控制溫度，未對罐體進行保冷，未設置冷凍循環水冷卻裝置。罐內苯乙烯溫度控制在30℃,遠大于苯乙烯18℃的適宜儲存溫度。
未設置氮氣保護設置，不能防止在外送物料時空氣進入儲罐，為苯乙烯聚合創造了條件。
未設置儲罐壓力表，操作人員在儲罐進、出物料過程中無法知道儲罐壓力，也是導致儲罐發生凹陷變形的重要原因之一。
苯乙烯聚合物形成原因及防止聚合的方法 檢查呼吸閥金屬網阻火器上的堵塞物為苯乙烯聚合物，此次事故的主要原因是苯乙烯氣體在阻火器、呼吸閥發生了聚合反應，將呼吸閥金屬網阻火器堵塞，造成儲罐呼吸作用失效。 現對苯乙烯在儲運過程發生聚合的條件及防止聚合應采取的措施進行分析。 1.苯乙烯的性質 苯乙烯分子式C8H8，分子量104.14，是無色透明帶有強烈的令人不愉快氣味的液體，易燃，比重0.909，沸點145.2℃, 閃點31 ℃(開杯法)，燃點490℃,爆炸極限1.1%-6.1% (體積)。苯乙烯是不飽和芳烴，在空氣中氧氣的作用下，常溫就能發生緩慢熱激發的聚合反應。 2.控制苯乙烯聚合的方法 (1)增加阻聚劑。常用的阻聚劑為叔丁基鄰本二酚(TBC)，一般加入量為10-50ppm。 (2)控制儲存溫度。苯乙烯儲存的適宜溫度為18℃，為控制溫度，苯乙烯儲罐罐體應做保冷，并設置冷凍循環水裝置。 (3)設置氮氣保護裝置。苯乙烯儲罐采用氮氣保護能有效地阻止空氣中的氧氣與儲罐內的苯乙烯進行接觸，防止苯乙烯冷凝聚合在呼吸閥、阻火器積聚而造成堵塞，同時，氮封還可減少苯乙烯蒸氣揮發，避免污染環境。 (4)減少鐵離子的影響。鐵銹對苯乙烯產品中聚合物生成量影響較大，這是因為在有氧存在的條件下，苯乙烯通過Fe2+離子的催化作用，產生過氧化物，隨著溫度的升高過氧化物又促進聚合物的生成。 預防苯乙烯儲罐凹陷變形的措施 分析近幾年發生的多起儲罐凹陷變形事故，其中大多與儲罐內物料的性質有關，其中高黏度、易凝結、易聚合的物料最易造成呼吸閥堵塞或不能打開； 另外與物料儲存溫度的驟降及天氣的影響也有很大關系。為防止常壓儲罐發生凹陷變形，建議采取以下安全措施: 根據物料的性質及安全要求設置相應的安全設施，使物料儲存在適宜溫度、壓力操作條件下。 減少物料發生聚合的可能性，儲罐增加氮封裝置，一方面防止苯乙烯聚合，另一方面減小儲罐發生火災爆炸的風險。 增加儲罐的壓力檢測設置，可以及時發現儲罐壓力的異常，迅速采取措施；增加壓力低低停泵聯鎖，避免儲罐凹陷變形事故的發生。 嚴格執行呼吸閥定期檢查制度，對易發生凝結、聚合物料的呼吸閥要加大檢查頻次，定期對呼吸閥進行解體檢查。 嚴格控制物料的輸送速度，防止液位變化過快導致儲罐超壓（負壓）。