志盛威華 金工
一、行業概況
石油化學工業簡稱石油化工，指化學工業中以石油為原料生產化學品的領域，主要包括各種燃料油(汽油、煤油、柴油等)和潤滑油以及液化石油氣、石油焦碳、石蠟、瀝青等，廣義上還包括天然氣化工。石油化學工業囊括了很多生產部門，如農藥行業、化肥行業、橡膠助劑行業、合成材料行業等，石化行業在國民經濟的發展中有著十分重要的作用。那麼原油以及石油產品的後續儲存問題就顯得尤為重要。
二、應用狀況
作為中國的經濟發展的重要支柱之一，石油化工行業與我們的生活息息相關。馬路上奔騰的汽車，天上翱翔的飛機以及海中弄潮的輪船，都不可或缺的使用到了我們的石油產品。
按照密度以及沸點，我們將石油分為輕質石油和重質石油。一般密度在0.87以下的是輕質石油。輕質油密度低，黏度小，沸點也低，不同於重質油的高黏度，流動性差，需要加熱才能具有較好的流動性，輕質油具有良好的流動性，運輸比較方便，其石油產品主要是燃料油等產品。但相應的輕質油在儲存和運輸過程中都存在著較大的安全問題，以及一些成本和環保問題。
從未加工的原油產區到供人們使用的石油產品供給區，無論是加工廠還是居民區，這之間都靠著大大小小的儲罐來連接，不同的地區儲存方式也不盡相同。
三、應用分析
排除為社區居民供油的儲罐，如加油站，該種儲罐一般是臥式鋼油罐，埋於地下罐頂至地面要求至少在0.5m以上，所面對的環境是水和土壤的腐蝕以及覆土的壓力等，所處環境溫度變化不大（按照孔隙率40％計算，深度為0.24m就時溫度幾乎無變化）。所以儲罐相應的防火、防爆能力較強，安全係數相對較高，可以在靠近居民區的位置存放。所存在的問題主要是儲罐的洩露以及維護問題。
而更多的是地上儲罐，常用的有立式圓筒形拱頂儲罐、立式圓筒形浮頂儲罐、立式圓筒形內浮頂儲罐以及球形罐。製造罐體常用國產鋼材有20、20R、16Mn、16MnR以及Q235系列等。
（1）立式圓筒形拱頂罐：容量一般在1000~10000m3之間，壁板採用套筒式連接。
（2）立式圓筒形浮頂罐：有分為雙盤浮頂和單盤浮頂罐，浮頂覆蓋在介質表面上，隨著介質的增多減少而上下浮動，降低了介質的揮發，尤其是雙盤式浮頂，可以降低太陽的熱輻射作用。限於成本，在容量大於10000m3的時候一般只採用單盤式浮頂。浮頂和罐壁之間的環向間隙一般使用泡沫材料來進行密封。
（3）立式圓筒形內浮頂罐：兼有拱頂和浮頂，罐內浮頂可以減少介質的揮發損耗，外部拱頂在防止雨雪、積水、灰塵等對罐內介質的影響的同時可以降低太陽的熱輻射對罐內介質的增溫，從而減少介質的揮發，降低罐內的壓力。這種儲罐主要用於儲存輕質油，如汽油、航空煤油等。
（4）球形罐：一般用於液化氣、液化石油氣等的存儲，可以承受0.45~3MPa的罐內壓力。
四、存在的問題
地上儲罐一般容積較大，儲存的油量較多，壽命長，施工、維修都方便，投資少，便於檢查，但是危險性較大，需要較多的消防設施，不能安放在市區環境，尤其是存放輕質油品時，受溫度影響較大，在著安全、環保以及成本等問題。
（1）安全問題：猶記得天津濱海化工廠爆炸的那一聲巨響，無數的家庭因此受到沉重的打擊。同一件事故發生的原因可能有很多種，多種原因之間可能還相互關聯並指向一個源頭，源頭把關，多管齊下才能防患於未然。
（2）成本問題：
相較於理想成本，排除介質的洩露的因素，油品儲存的成本增加在兩個方面，一個是油品的損失，主要是通過溫度變化導致罐內氣壓變化時產生的小呼吸，以及裝卸油品時產生的大呼吸造成油氣揮發。夏季高溫炎熱天氣，一個容量3000M3的儲罐每月揮發量能達到2噸以上，揮發的油氣不僅產生了巨大的浪費，給罐區的安全也帶來了巨大的隱患。
另一方面是針對油氣揮發等問題帶來的額外所需的設備及資源的消耗，如給罐體降溫的噴淋系統所需要的水資源、電力資源，以及在發生火災時的消防系統。此外噴淋降溫系統還需要注意，溫度檢測系統一旦失效可能帶來的安全隱患。
（3）環保問題：與成本問題類似，排除油品介質的洩露造成的汙染，罐區的汙染也主要來自油氣的揮發和噴淋水的汙染。
小結：上述安全、環保、和成本的存在的問題，其源頭都指向了溫度，在沒有內部加熱的情況下，熱源主要來自太陽輻射來的熱量，所以解決上述問題的關鍵在於如何降低太陽輻射對儲罐的影響。
解決方案
a.常規方案：
b.正經方案:
原理：太陽的溫度傳遞到油品使其升溫, 中間需要經歷的過程有「太陽的熱輻射」、「罐體到油品、油氣之間的熱傳導」以及「灌頂、罐壁附近的油氣和液面附近的冷油氣之間的熱對流」。所以我們要做的是阻斷以上熱量傳遞的方式。
這裡使用北京志盛威華的ZS-221防曬隔熱塗料，ZS-221是志盛威華採用有機矽改性樹脂，加入高隔熱性中空微珠以及高反射性填顏料、助劑製成。其具有以下特性：
（1）高反射性：針對200~2500nm波段，太陽光的紅外波段、紫外光波段以及可見光波段的反射率高達90％，不讓太陽光的熱量累計在罐體表面，同時也起到了防止紫外老化的作用；
（2）熱輻射型：塗料的半球發射率高達89％，即使在陰天也能把殘留的熱量輻射到太空中去；
（3）低導熱係數：塗料中添加的中空微珠本身具有低導熱係數，又在塗層中形成靜態空氣層阻斷了熱對流和熱傳導，材料本身具有一定的熱輻射性，所以熱量傳遞的三個方式都被幹擾，從而降低了熱量的傳遞；
（4）熱屏蔽層：ZS-221中添加了多種碳化物等無機屏蔽材料，這些材料發射的高電磁波在塗層表面疊加形成熱屏蔽層，進一步阻擋了熱量的傳遞。
施工
選用產品：
工藝流程：
（1）預塗表面進行基材驗收；
（2）對預塗表面進行適當處理：基材表面有一定腐蝕需要除鏽、除塵以及拉毛處理；
（3）塗刷ZS-1011油性過渡塗料：在罐體原塗層是醇酸漆、環氧漆、丙烯酸漆等，或者是表面塗層有破壞，罐體有腐蝕的情況下必須使用ZS-1011油性過渡皮；
（4）塗刷ZS-220超薄隔熱塗料，在儲存區域日照時間長、罐體溫度要求嚴苛時需搭配此塗料；
（5）刷ZS-221防曬隔熱塗料，反射太陽光傳遞的熱量，對罐體進行保護；
（6）按照工藝指導書進行塗裝，噴塗、刷塗、輥塗均可；
（7）及時對工程情況進行驗收；
（8）按照工藝指導書對漆膜進行養護。
塗裝後效果
白天使用效果：塗層對太陽光的有效反射率可達90％以上，在以往實驗中塗裝前後罐體表面平均降溫20~30℃，降溫明顯，使得罐體內部介質升溫緩慢，罐內介質日常升溫控制在5℃以內，罐內介質氣化減少，罐體內部壓力不易超標，從而減少了呼吸閥的開啟，減少甚至不需要開啟噴淋裝置，達到節能減排、降低安全隱患的目的。
且塗層具有良好的親水自潔性，雨水可以衝刷帶走塗層表面的灰塵，不會產生「淚痕」效果。
塗層耐候性好，使用壽命長，在一個維護周期內（一般在5~6年），塗層對太陽的反射率衰減小於1％，保證了塗層的功能性。
黑夜中：由於白天罐內介質升溫幅度小，罐內壓力變化小，因此在夜晚外界氣溫下降，罐體降溫幅度小，介質溫度變化也就小，由此引發的罐內氣相冷凝造成的壓力變化也就不大，不需要開啟呼吸閥，從而減少了外界空氣等雜誌的「吸入」，保證了油品的質量，降低儲存風險。
（某企業使用ZS-221後成品煤油的降溫記錄表）
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#新手作者專屬任務第二期#