本发明涉及一种装卸存储系统及其装卸存储方法，特别是一种环保的苯乙烯船舶装卸存储系统及其装卸存储方法，属于码头货物装卸领域。
背景技术：
石油炼化工业以及化学工业之中，苯乙烯是一种重要的化工原料，可用于有机合成，特别是合成聚苯乙烯、丁苯橡胶生产过程中。苯乙烯还广泛用于生产乳胶、增塑剂和塑料等。苯乙烯较易挥发，易自聚，具有生物毒性等特点。目前苯乙烯仓储过程产品质量控制难，采用常规的制冷能耗高，且无理想的苯乙烯废气的处理装置和处理方法，因此，目前存在的问题是急需研究开发一种高效处理苯乙烯储运和转运方法，且实现资源化利用的苯乙烯废气的处理装置和处理方法。
苯乙烯单体因具有很强的聚合性，储存时通常加有阻聚剂。苯乙烯为易燃危险化学品，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。因此，苯乙烯的储存应远离火种、热源，储存温度不宜超过30°c，储存装置要求密封，不可与空气接触，并且应该与氧化剂、酸类分开存放，切忌混储。苯乙烯单体在不存在任何阻聚剂的情况下很容易发生自聚反应，虽然在正常的储存条件下，苯乙烯的自聚是缓慢的，但是自聚的速度会随温度升高而加快，而苯乙烯的自聚是一个放热反应，如果储罐中因苯乙烯的自聚导致温升得不到控制，当温度升高到65°c左右时反应会急剧进行，形成“爆聚”甚至引发储罐爆炸。此外，用于聚合的苯乙烯单体不能加入过量的阻聚剂，否则会影响后续聚合效果。所以在苯乙烯储存时应控制的诸多因素中，保证苯乙烯处于合适的温度是苯乙烯储存的关键。
根据sh3007《石油化工储运系统罐区设计规范》苯乙烯的储罐应选用拱顶罐，储存温度为5〜20°c，所以苯乙烯储罐需要设计循环冷却系统。根据sh3047《石油化工企业职业安全卫生设计规范》苯乙烯储罐需要设氮封，但是苯乙烯中完全没有氧气(溶解)时，阻聚剂会失去阻聚作用。根据资料查得当气相中的氧含量达到8%(v/v)时，苯乙烯和空气，空气氮气混合，也会形成爆炸的环境，所以同时要控制储罐气相部位的气相中氧含量低于8%。
在现有技术中，对于苯乙烯的储存方法，一般采用在苯乙烯储罐冷却水喷淋，外表面刷降温涂层或者外部设置夹套或内盘管的方式来控制苯乙烯的储存温度。但是这些方法降温速度较慢，降温效果受环境温度的影响较大。在环境温度过高时不能快速有效的降低罐内温度。对于储罐气相中氧气含量的控制基本采取人工测量氧气浓度，然后根据氧气含量浓度，补充氮气或压缩空气。
cn204473613u/cn205850816u/206969391提供了一种利用外循环冷冻液来循环冷却储罐内的苯乙烯，通过控制苯乙烯温度，和维持氮封来存储苯乙烯的方法。由于储罐采用完全氮封，气相空间没有氧气，需要大大降低苯乙烯的存储温度，以避免苯乙烯聚合。由于冷冻液需要通过压缩机制冷，此方法耗能大。
cn209229353u实用新型专利提供了的一种苯乙烯储罐氮封气体配比器，此气体配比器采用流量计实现，比例控制，控制方法复杂。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种环保的苯乙烯船舶装卸存储系统及其装卸存储方法，具有氮封冷却通气系统并在苯乙烯装卸船的过程中循环回收苯乙烯尾气。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种环保的苯乙烯船舶装卸存储系统，其特征在于：包含储罐、装船泵、集管站换热器、冷冻液输送泵、码头喷射混合器、储罐喷射混合器、冷冻液换热器、液氮罐、苯乙烯船、苯乙烯船泵和voc冷凝器，储罐出口通过第一管道连接装船泵的一端，储罐的进口通过第二管道连接集管站换热器一路的一端，装船泵的另一端通过第三管道连接第二管道，集管站换热器一路的另一端通过第四管道连接苯乙烯船泵，苯乙烯船泵设置在苯乙烯船内，第五管道的一端连接第四管道，第五管道的另一端连接苯乙烯船，集管站换热器另一路的一端连接冷冻液输送泵的一端，冷冻液输送泵的另一端连接冷冻液换热器一路的一端，冷冻液换热器一路的另一端连接集管站换热器另一路的另一端，冷冻液换热器的另一路的一端通过第六管道连接码头喷射混合器一端，第七管道一端连接第六管道，第七管道另一端连接储罐喷射混合器一端，储罐喷射混合器另一端连接储罐，码头喷射混合器另一端连接苯乙烯船，冷冻液换热器的另一路的另一端通过第八管道连接液氮罐，第九管道的一端连接voc冷凝器一路的一端，第九管道的另一端连接第八管道，第十管道的一端连接voc冷凝器一路的另一端，第十管道的另一端连接第八管道，储罐上端通过码头voc管道连接voc冷凝器另一路的一端，苯乙烯船通过船voc管道连接码头voc管道。
进一步地，所述第四管道与苯乙烯船连接的一端设置有第一阀门，第五管道上设置有第二阀门。
进一步地，所述第十管道上设置有第三阀门，第八管道与液氮罐连接的一端设置有第四阀门，第八管道上在与第九管道和第十管道连接点之间设置有第五阀门。
进一步地，所述船voc管道上设置有第六阀门，码头voc管道上设置有第七阀门。
进一步地，所述第七管道上设置有第八阀门和第九阀门，其中第八阀门位于第六管道与第七管道连接部位的靠近储罐喷射混合器的一侧，第九阀门位于第六管道与第七管道连接部位的靠近码头喷射混合器的一侧。
进一步地，所述第二管道靠近储罐的一端设置有第十阀门，第三管道上设置有第十一阀门。
进一步地，所述冷冻液换热器内一路的冷冻液采用乙二醇水溶液。
进一步地，所述voc冷凝器另一路的另一端为放空端，voc冷凝器的另一路的下端设置有液体苯乙烯回收口。
进一步地，所述第六管道上设置有第十一管道，第十一管道连接氮气系统，第十一管道上设置有第十二阀门。
一种环保的苯乙烯船舶装卸存储系统的装卸存储方法，以下步骤：
卸船操作：
苯乙烯存储时，在船舶靠岸之前，第一阀门关闭，第二阀门关闭，第十阀门关闭、第十一阀门关闭，第三阀门开启，第四阀门关闭，第五阀门关闭，第八阀门关闭，第九阀门开启，第七阀门开启，第六阀门关闭，第十二阀门开启；
船舶靠岸后，管道连接船舶，然后第十阀门开启，第一阀门开启，第四阀门开启，苯乙烯船泵启动将苯乙烯船内的苯乙烯抽出至集管站换热器进行冷却，然后经过第二管道存储到储罐内；
液氮从液氮罐内经过第十管道进入voc冷凝器，液氮从voc冷凝器出来后经过第九管道进入冷冻液换热器中对冷冻液进行冷却，液氮在冷冻液换热器中气化成氮气，氮气通过第六管道和码头喷射混合器进入苯乙烯船内，多余的氮气从第十一管道排入氮气系统中；
冷冻液输送泵开启将被液氮冷却的冷冻液输送至集管站换热器中对卸船入罐的苯乙烯进行冷却降温；
储罐内的苯乙烯气体从码头voc管道进入voc冷凝器进行冷凝，冷凝的液态苯乙烯从voc冷凝器下端的液体苯乙烯回收口进行回收，剩余的苯乙烯气体在放空端排出。
装船操作：
苯乙烯装船时，在船舶靠岸之前，第一阀门关闭，第二阀门关闭，第十阀门关闭、第十一阀门关闭，第三阀门开启，第四阀门关闭，第五阀门关闭，第八阀门开启，第九阀门关闭，第七阀门关闭，第六阀门开启，第十二阀门开启；
船舶靠岸后，管道连接船舶，然后第二阀门开启，第十一阀门开启，第四阀门开启，装船泵启动将储罐内的苯乙烯输送至集管站换热器后通过第四管道和第五管道进行装船；
液氮从液氮罐内经过第十管道进入voc冷凝器，液氮从voc冷凝器出来后经过第九管道进入冷冻液换热器中将冷能储存在冷冻液中，液氮在冷冻液换热器中气化成氮气，氮气通过第六管道、第七管道和储罐喷射混合器进入储罐内，多余的氮气从第十一管道排入氮气系统中；
苯乙烯船内的苯乙烯气体从船voc管道进入voc冷凝器进行冷凝，冷凝的液态苯乙烯从voc冷凝器下端的液体苯乙烯回收口进行回收，剩余的苯乙烯气体在放空端排出。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1、本发明充分利用罐区液氮产生的冷能，在平常不接卸苯乙烯船时，将冷能存储在消防水池或乙二醇水溶液中备用。
2、在卸苯乙烯船时，利用液氮汽化的冷能，将储罐排放的苯乙烯voc冷凝成液体苯乙烯作为产品回收。剩余冷能将入罐的苯乙烯冷却，只到液氮完全转变为气态，补充到苯乙烯船，防止船仓产生爆炸环境。
3、在装苯乙烯船时，利用液氮汽化的冷能，将苯乙烯船排放的苯乙烯voc冷凝成液体苯乙烯作为产品回收。剩余冷能存储到乙二醇水溶液或消防水中，只到液氮完全转变为气态，补充到苯乙烯储罐，防止船仓产生爆炸环境。
4、装卸苯乙烯船的过程中减少了苯乙烯尾气排放，并回收了尾气，同时避免了储罐和船舱中大呼吸中吸入空气，增加了安全性。在卸船过程中同时降低了苯乙烯的温度，更有利于苯乙烯在储罐的存储。
附图说明
图1是本发明的一种环保的苯乙烯船舶装卸存储系统的卸船示意图。
图2是本发明的一种环保的苯乙烯船舶装卸存储系统的装船示意图。
具体实施方式
为了详细阐述本发明为达到预定技术目的而所采取的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本发明的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，本发明的一种环保的苯乙烯船舶装卸存储系统，包含储罐1、装船泵2、集管站换热器3、冷冻液输送泵4、码头喷射混合器5、储罐喷射混合器6、冷冻液换热器7、液氮罐8、苯乙烯船9、苯乙烯船泵10和voc冷凝器11，储罐1出口通过第一管道12连接装船泵2的一端，储罐1的进口通过第二管道13连接集管站换热器一路的一端，装船泵2的另一端通过第三管道14连接第二管道13，集管站换热器3一路的另一端通过第四管道15连接苯乙烯船泵10，苯乙烯船泵10设置在苯乙烯船9内，第五管道16的一端连接第四管道15，第五管道16的另一端连接苯乙烯船9，集管站换热器3另一路的一端连接冷冻液输送泵4的一端，冷冻液输送泵4的另一端连接冷冻液换热器7一路的一端，冷冻液换热器7一路的另一端连接集管站换热器3另一路的另一端，冷冻液换热器7的另一路的一端通过第六管道17连接码头喷射混合器5一端，第七管道18一端连接第六管道17，第七管道18另一端连接储罐喷射混合器6一端，储罐喷射混合器6另一端连接储罐1，码头喷射混合器5另一端连接苯乙烯船9，冷冻液换热器7的另一路的另一端通过第八管道19连接液氮罐8，第九管道20的一端连接voc冷凝器11一路的一端，第九管道21的另一端连接第八管道19，第十管道21的一端连接voc冷凝器11一路的另一端，第十管道21的另一端连接第八管道19，储罐1上端通过码头voc管道22连接voc冷凝器11另一路的一端，苯乙烯船9通过船voc管道23连接码头voc管道22。
其中，第四管道15与苯乙烯船9连接的一端设置有第一阀门24，第五管道16上设置有第二阀门25。第十管道21上设置有第三阀门26，第八管道19与液氮罐8连接的一端设置有第四阀门27，第八管道19上在与第九管道20和第十管道21连接点之间设置有第五阀门28。船voc管道23上设置有第六阀门29，码头voc管道22上设置有第七阀门30。第七管道18上设置有第八阀门31和第九阀门32，其中第八阀门31位于第六管道17与第七管道18连接部位的靠近储罐喷射混合器6的一侧，第九阀门32位于第六管道17与第七管道18连接部位的靠近码头喷射混合器5的一侧。第二管道13靠近储罐1的一端设置有第十阀门33，第三管道14上设置有第十一阀门34。第六管道17上设置有第十一管道35，第十一管道35连接氮气系统，第十一管道35上设置有第十二阀门36。
冷冻液换热器7内一路的冷冻液采用乙二醇水溶液。voc冷凝器11另一路的另一端为放空端，voc冷凝器11的另一路的下端设置有液体苯乙烯回收口。
一种环保的苯乙烯船舶装卸存储系统的装卸存储方法，以下步骤：
如图1所示，卸船操作：
苯乙烯存储时，在船舶靠岸之前，第一阀门24关闭，第二阀门25关闭，第十阀门33关闭、第十一阀门34关闭，第三阀门26开启，第四阀门27关闭，第五阀门28关闭，第八阀门31关闭，第九阀门32开启，第七阀门30开启，第六阀门29关闭，第十二阀门36开启；
船舶靠岸后，管道连接船舶，然后第十阀门33开启，第一阀门24开启，第四阀门27开启，苯乙烯船泵10启动将苯乙烯船9内的苯乙烯抽出至集管站换热器3进行冷却，然后经过第二管道13存储到储罐1内；
液氮从液氮罐8内经过第十管道21进入voc冷凝器11，液氮从voc冷凝器11出来后经过第九管道20进入冷冻液换热器7中对冷冻液进行冷却，液氮在冷冻液换热器7中气化成氮气，氮气通过第六管道17和码头喷射混合器5进入苯乙烯船9内，多余的氮气从第十一管道35排入氮气系统中；
冷冻液输送泵4开启将被液氮冷却的冷冻液输送至集管站换热器3中对卸船入罐的苯乙烯进行冷却降温；
储罐1内的苯乙烯气体从码头voc管道22进入voc冷凝器11进行冷凝，冷凝的液态苯乙烯从voc冷凝器11下端的液体苯乙烯回收口进行回收，剩余的苯乙烯气体在放空端排出。
如图2所示，装船操作：
苯乙烯装船时，在船舶靠岸之前，第一阀门24关闭，第二阀门25关闭，第十阀门33关闭、第十一阀门34关闭，第三阀门26开启，第四阀门27关闭，第五阀门28关闭，第八阀门31开启，第九阀门32关闭，第七阀门30关闭，第六阀门29开启，第十二阀门36开启；
船舶靠岸后，管道连接船舶，然后第二阀门25开启，第十一阀门34开启，第四阀门27开启，装船泵2启动将储罐1内的苯乙烯输送至集管站换热器3后通过第四管道15和第五管道16进行装船；
液氮从液氮罐8内经过第十管道21进入voc冷凝器11，液氮从voc冷凝器11出来后经过第九管道20进入冷冻液换热器7中将冷能储存在冷冻液中，液氮在冷冻液换热器7中气化成氮气，氮气通过第六管道17、第七管道18和储罐喷射混合器6进入储罐1内，多余的氮气从第十一管道35排入氮气系统中；
苯乙烯船9内的苯乙烯气体从船voc管道23进入voc冷凝器11进行冷凝，冷凝的液态苯乙烯从voc冷凝器11下端的液体苯乙烯回收口进行回收，剩余的苯乙烯气体在放空端排出。
本实施例中的卸船操作和装船操作过程只是叙述顺序，各操作过程之间不存在时间上的先后顺序。
本发明克服了现有的苯乙烯储罐存储系统存在的缺陷，提供了一种具有氮封冷却通气系统的苯乙烯储罐存储系统，并在苯乙烯装卸船的过程中循环回收苯乙烯尾气的系统，从而更加安全，环保，适于实用。为了避免苯乙烯发生自聚，通过利用罐区将液体氮气汽化产生的冷能，冷却乙二醇冷冻液，并在船舶卸载苯乙烯时，通过在交换站的设置的换热器，将苯乙烯充分冷却，苯乙烯的温度优选控制在始终不高于20°c，优选控制在5-20°c。
储罐的拱顶部分设置有氮封和无动力驱动,机械式氮气/压缩空气混合装置在装船操作过程中，通过类似文丘里管的机械式比例混合器，向装船过程中的储罐气相中，补充混合气，保证氧气维持6-8%的安全区间，既保证足够的氧气溶解在存储的苯乙烯的阻聚剂可以发挥阻聚效果，又避免了苯乙烯的气相处在爆炸区间。在装船的过程中，苯乙烯船舶产生的voc尾气，通过液氮汽化冷凝成液体，减少苯乙烯排入大气中，液氮气化多余的冷能则用于进一步降低冷冻液温度，存储冷能备用。
船舶也设置有氮封和无动力驱动,同样在卸船过程中，储罐产生的voc尾气，通过液氮汽化冷凝成液体，减少苯乙烯排入大气中，多余的冷能则用于进一步降低冷冻液温度，进而用于降低苯乙烯入罐的温度，或将冷能存储在乙二醇冷冻液。向卸船过程中的苯乙烯船舶气相中，补充混合气，保证氧气维持6-8%的安全区间，既保证足够的氧气溶解在存储的苯乙烯的阻聚剂可以发挥阻聚效果，又避免了苯乙烯的气相处在爆炸区间。在卸船的过程中，苯乙烯储罐产生的voc尾气，通过液氮汽化冷凝成液体，多余的冷能则用于进一步降低冷冻液温度，进而用于将卸船入罐的苯乙烯温度进一步降低。液氮经过冷凝储罐排出的voc及冷冻液换热后，成为气态氮气补充到苯乙烯船上，避免船仓补充空气造成的爆炸危险环境。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
1.一种环保的苯乙烯船舶装卸存储系统，其特征在于：包含储罐、装船泵、集管站换热器、冷冻液输送泵、码头喷射混合器、储罐喷射混合器、冷冻液换热器、液氮罐、苯乙烯船、苯乙烯船泵和voc冷凝器，储罐出口通过第一管道连接装船泵的一端，储罐的进口通过第二管道连接集管站换热器一路的一端，装船泵的另一端通过第三管道连接第二管道，集管站换热器一路的另一端通过第四管道连接苯乙烯船泵，苯乙烯船泵设置在苯乙烯船内，第五管道的一端连接第四管道，第五管道的另一端连接苯乙烯船，集管站换热器另一路的一端连接冷冻液输送泵的一端，冷冻液输送泵的另一端连接冷冻液换热器一路的一端，冷冻液换热器一路的另一端连接集管站换热器另一路的另一端，冷冻液换热器的另一路的一端通过第六管道连接码头喷射混合器一端，第七管道一端连接第六管道，第七管道另一端连接储罐喷射混合器一端，储罐喷射混合器另一端连接储罐，码头喷射混合器另一端连接苯乙烯船，冷冻液换热器的另一路的另一端通过第八管道连接液氮罐，第九管道的一端连接voc冷凝器一路的一端，第九管道的另一端连接第八管道，第十管道的一端连接voc冷凝器一路的另一端，第十管道的另一端连接第八管道，储罐上端通过码头voc管道连接voc冷凝器另一路的一端，苯乙烯船通过船voc管道连接码头voc管道。
2.按照权利要求1所述的一种环保的苯乙烯船舶装卸存储系统，其特征在于：所述第四管道与苯乙烯船连接的一端设置有第一阀门，第五管道上设置有第二阀门。
3.按照权利要求1所述的一种环保的苯乙烯船舶装卸存储系统，其特征在于：所述第十管道上设置有第三阀门，第八管道与液氮罐连接的一端设置有第四阀门，第八管道上在与第九管道和第十管道连接点之间设置有第五阀门。
4.按照权利要求1所述的一种环保的苯乙烯船舶装卸存储系统，其特征在于：所述船voc管道上设置有第六阀门，码头voc管道上设置有第七阀门。
5.按照权利要求1所述的一种环保的苯乙烯船舶装卸存储系统，其特征在于：所述第七管道上设置有第八阀门和第九阀门，其中第八阀门位于第六管道与第七管道连接部位的靠近储罐喷射混合器的一侧，第九阀门位于第六管道与第七管道连接部位的靠近码头喷射混合器的一侧。
6.按照权利要求1所述的一种环保的苯乙烯船舶装卸存储系统，其特征在于：所述第二管道靠近储罐的一端设置有第十阀门，第三管道上设置有第十一阀门。
7.按照权利要求1所述的一种环保的苯乙烯船舶装卸存储系统，其特征在于：所述冷冻液换热器内一路的冷冻液采用乙二醇水溶液。
8.按照权利要求1所述的一种环保的苯乙烯船舶装卸存储系统，其特征在于：所述voc冷凝器另一路的另一端为放空端，voc冷凝器的另一路的下端设置有液体苯乙烯回收口。
9.按照权利要求1所述的一种环保的苯乙烯船舶装卸存储系统，其特征在于：所述第六管道上设置有第十一管道，第十一管道连接氮气系统，第十一管道上设置有第十二阀门。
10.一种权利要求1-9任一项所述的环保的苯乙烯船舶装卸存储系统的装卸存储方法，以下步骤：
卸船操作：
苯乙烯存储时，在船舶靠岸之前，第一阀门关闭，第二阀门关闭，第十阀门关闭、第十一阀门关闭，第三阀门开启，第四阀门关闭，第五阀门关闭，第八阀门关闭，第九阀门开启，第七阀门开启，第六阀门关闭，第十二阀门开启；
船舶靠岸后，管道连接船舶，然后第十阀门开启，第一阀门开启，第四阀门开启，苯乙烯船泵启动将苯乙烯船内的苯乙烯抽出至集管站换热器进行冷却，然后经过第二管道存储到储罐内；
液氮从液氮罐内经过第十管道进入voc冷凝器，液氮从voc冷凝器出来后经过第九管道进入冷冻液换热器中对冷冻液进行冷却，液氮在冷冻液换热器中气化成氮气，氮气通过第六管道和码头喷射混合器进入苯乙烯船内，多余的氮气从第十一管道排入氮气系统中；
冷冻液输送泵开启将被液氮冷却的冷冻液输送至集管站换热器中对卸船入罐的苯乙烯进行冷却降温；
储罐内的苯乙烯气体从码头voc管道进入voc冷凝器进行冷凝，冷凝的液态苯乙烯从voc冷凝器下端的液体苯乙烯回收口进行回收，剩余的苯乙烯气体在放空端排出；
装船操作：
苯乙烯装船时，在船舶靠岸之前，第一阀门关闭，第二阀门关闭，第十阀门关闭、第十一阀门关闭，第三阀门开启，第四阀门关闭，第五阀门关闭，第八阀门开启，第九阀门关闭，第七阀门关闭，第六阀门开启，第十二阀门开启；
船舶靠岸后，管道连接船舶，然后第二阀门开启，第十一阀门开启，第四阀门开启，装船泵启动将储罐内的苯乙烯输送至集管站换热器后通过第四管道和第五管道进行装船；
液氮从液氮罐内经过第十管道进入voc冷凝器，液氮从voc冷凝器出来后经过第九管道进入冷冻液换热器中将冷能储存在冷冻液中，液氮在冷冻液换热器中气化成氮气，氮气通过第六管道、第七管道和储罐喷射混合器进入储罐内，多余的氮气从第十一管道排入氮气系统中；
苯乙烯船内的苯乙烯气体从船voc管道进入voc冷凝器进行冷凝，冷凝的液态苯乙烯从voc冷凝器下端的液体苯乙烯回收口进行回收，剩余的苯乙烯气体在放空端排出。
技术总结