スチレン貯蔵タンクの設計について質問があります。専門家の皆様、ご教示いただけますと幸いです。
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会社の第二期計画ではスチレン関連プロジェクトを進めており、40m3の貯蔵タンクを導入する予定です。海友さんにご相談したいのですが、どのタイプの貯蔵タンクを選ぶべきか、荷役パイプラインの注意点、そして夏場の冷却対策について教えてください。
スチレンの火災危険性は乙類で、可燃性・爆発性物質であり、空気中にさらされると徐々に重合および酸化が進行する；40m3のタンクは立式の固定蓋タンクでも横置きタンクでもどちらでも構いませんが、重要なのは必ず窒素封入を行い、重合を防ぐために空気と接触させないことです；配管の取り付け・取り外しおよび輸送には、通常の金属製ホースを使用すればよく、シームレス鋼管での輸送でも問題ありません。ただし、配管の取り付け・取り外し時には常に洗浄しておくことが重要で、これにより配管の閉塞を防ぐことができます；タンク本体には断熱処理が施されており、日差しによる高温の問題を解決できます。
石油化学規則条文解説6.2.2 固定頂部への窒素封入
金属製のホースはもう使えないんだよね、ホースを使おう
とても簡単ですよ。これは固定式のトップで、窒素によるシール方式を採用しており、窒素シールの設計は行程制御が可能です。それに、できれば呼吸弁も追加した方がいいですね。防火装置付きの呼吸弁なら、どれもそれほど高くありません。底部の接続にはホースを使えば大丈夫です
ホースの使用を義務付ける文書や規格はないはずで、液化炭化水素についてはそのような要求があると聞いたことがあります。また、スチレンにホースを使用するのはあまり良くありません。自己重合してしまうからです。
スチレンは－30.6℃～146℃で無色の油状の液体であり、引火点は31℃で、乙A類の可燃性液体に分類される。スチレンには発がん性があるため、漏れを防ぐために密閉して保管する必要がある。また、その化学的性質は非常に活発で、空気中で容易に酸化される。常温でも自己重合して淡黄色のポリスチレンになり、粘度が高いため（配管が詰まりやすい）、配管には窒素を流して洗浄し、できるだけ盲端を作らないようにする。重合反応は発熱反応であるため、貯蔵タンクには過圧を防ぐための安全弁を設置する必要がある。また、温度が上昇すると重合反応が加速するため、スチレンの貯蔵タンクや配管などにはポリウレタンを用いて断熱処理を行い、タンクの上部には窒素を充填して酸化を防ぐ必要がある。スチレンを長期間保管する場合は、重合を防ぐために阻聚剤を添加すべきである
正直言って、私が見たタンクは縦型で容量100立方メートル、固定式の天井で、窒素シールはなく循環水によるスプレー式で、夏場は25度の廃液です
『石油化学製品の貯蔵・輸送システムにおけるタンクエリアの設計基準』（SH/T 3007-2014）の条文解説4.2.5項には、「……スチレンの場合、重合を抑制するために酸素と接触させる必要がある……」とあります。つまり、純度の高いスチレンを貯蔵するタンクでは、添加される阻聚剤がその阻聚効果を発揮するためには酸素が存在している必要があるのです。したがって、一般的には窒素封入は行わず、少量の空気を送り込む。スチレンの保管温度は5～20℃が求められます。
投稿者さん、私たちも最近スチレン貯蔵タンクエリアの設計を行っており、使用しているのは50立方メートルの横型タンクです。窒素封入と内部コイルを使った冷水による冷却を検討しているのですが、この内部コイルによる冷却が本当に効果的かどうかわかりません。私が見た例のほとんどは外部冷却器を使った循環冷却方式でした。おそらくタンクの容量が大きいため、内部コイルの効果が出にくいのでしょう。でも50立方メートルの場合はどうなのでしょうか？最終的にはどのように対処されましたか？