储油罐液压安全阀乙二醇水溶液密封液的制作方法

本发明属于密封液领域，主要应用在储油罐液压安全阀中。

背景技术：

根据石油储运安全设计要求，为了减少油气损耗，保障储油罐的运行安全，储罐顶部必须同时安装机械呼吸阀和液压安全阀两套呼吸系统，当储油罐内外压差较小时，两阀处于常闭状态，或者只有机械呼吸阀打开呼吸，尽可能减少油气外逸，同时平衡储油罐内外的压力差，防止储油罐膨胀变形或被大气压瘪。液压式安全阀是机械呼吸阀的安全备用设备，其动作压力设定要高于机械呼吸阀(通常规定高于或者低于机械呼吸阀工作压力的10％)，机械呼吸阀一旦失灵或因压力变化剧烈呼吸不及时时，压力差达到预先设计的启动压力，液压安全阀将立即工作，罐内、外的气体就会穿越液压安全阀的液封，平衡压力，从而保护油罐免遭破坏。同是呼吸阀，因为守卫最后一道防线，故称为液压安全阀。

液压安全阀设计巧妙、结构简单，材质要求低，易于加工制造，但其作用非常重要。现在通常使用变压器油作为密封液，但在多年的实际使用过程中，发现存在着很多的问题。

1、密封液在使用的过程中，实际上并不是密闭的。储油罐顶部的气体经常要穿过密封液进入大气，有时大气也会穿过密封液进入储油罐。特别是原油进罐时经常携带大量伴生气，部分密封液会通过液压安全阀喷出并落在罐顶。在密封液含变压器油的情况下，喷出的变压器油在罐顶及附近设备形成大面积油污、擦拭清除难度大，加之喷液时间没有规律，现场操作工人被迫反复擦拭、劳动强度极大，各种防治措施无效，工业卫生难以得到良好保持；

2、气体在高速穿过密封液时，会把部分密封液吹出液压安全阀。与此同时，罐内气体在穿越密封液时，还把气体中的一部分水留在密封液里，从而破坏了最初添加密封液时设定的密封液高度、组分和密度，实际上也就破坏了液压安全阀的启动压力值。原因在于，气体中的水进入变压器油后不能溶解，油水分层，底层为水，中间油水乳化层，上层变压器油。各层厚度都是动态变化，且中间层的乳化部分界面模糊不清，准确测量层高度、密度，进而计算其密封压力值，是非常困难的、现场难以实际操作。即使能够测出变化后的密封液工作压力值，但因密封液成分发生分层式变化、密度从上到下为非线性增大，将其准确调整到设定的启动压力也难以完成。密封液的高度和密度失控，以致现在对密封液的检查标准只有两个：有液体和没有液体。有液体就算合格，失去了它作为安全阀的意义；

3、在冬季，液压安全阀内的密封液底层因积水而可能会结冰。以申请人所在单位的陕西地区为例，冬季最低气温接近-30℃。密封液底层的积水一旦结冰，就会阻塞储油罐内、外的气体通道，导致液压安全阀失去作用，储油罐的安全运行也就失去了保障，随时有高压爆罐和负压塌罐的风险，成为严重的安全隐患；

4、液压安全阀仅用标尺观察密封液液位，有的液压安全阀甚至装有两套标尺，分别插入内腔和外腔。但在观察时，都需等待密封液液面稳定后，飞溅在标尺上的密封液回落，才能拔出标尺观测，导致液压安全阀呼吸时无法观测，难以及时掌握密封液高度。

技术实现要素：

本发明是提供一种新的密封液，以解决以上存在的问题。

使用质量浓度6-70％的乙二醇(ch2oh)2水溶液作为密封液，加入或者不加入0.5％左右的缓蚀/阻垢剂均可，也可以加0.01％-0.05％的水溶性染色剂，用来辅助观察密封液的品质变化。本密封液可以使冰点降低到-50℃以下。世界上95％以上的防冻液均使用乙二醇，本密封液的防冻效果稳定可靠，我国是乙二醇的生产、使用大国。

本密封液的使用方法：提起罩盖和隔离筒(隔离筒与罩盖是连接为一体的)，将液压安全阀封液腔(内腔和外腔统称为封液腔)清理干净，按照设定的启动压力，将密封液注入腔内，重新插入隔离筒即可。储油罐液压安全阀装有浮子式液位计，配合标尺可更为准确地观察密封液液位和安全阀呼吸状态，及时调整密封液的高度，以保持与设定压力值趋近。对添加密封液没有特殊要求，后期少量添加补充时也可以通过标尺孔直接添加。若需减少密封液、即降低密封液液面时，通过取样阀进行释放。并通过取样阀的取样观察密封液的组分和品质变化。

最好在快入冬时开始使用，水溶液的乙二醇浓度决定密封液的抗凝结性能，其与密封液冰点的对应关系可以查表获得，该冰点比当地最低气温低10℃为宜。当春季气温逐步回升后，只需要加水补充即可。在满足防冻要求的情况下，水溶液中的乙二醇浓度越低，成本越低。如果不是冬天开始使用，可以根据当时的气温配制含水更高的密封液，等到气温降低时再进行调整，可以进一步降低成本.调整时放出来的乙二醇水溶液经过沉淀以后可以重复使用。

本乙二醇水溶液密封液与已知的其它密封液相比，具有如下优点：

1.本密封液密度1.0-1.08之间，与油田水密度接近，沸点106℃以上，满足密封液沸点高、使用安全、不易挥发、耐低温的要求，而且不溶于油，材料易得，价格便宜，选用市售、满足当地防冻要求浓度的、合格工业乙二醇即可，至少降低成本三分之二以上；

2.本密封液密度大于已知的密封液密度，且不含油，乙二醇易溶于水，发生喷溅后很容易擦拭干净且没有痕迹，解决了实际工作中一个非常棘手的问题，大大有益于工业卫生的保持，明显减轻了工人劳动强度。能够解决这个问题，是发明本密封液的初衷；

3.配制、日常操作、使用都很简单方便。满足工作要求的乙二醇水溶液，浓度范围宽泛，而且针对不同季节，不同地域温度变化，可以随意改变含水比例，非常灵活方便。对兑入水质的要求也不高，纯净水、没有污染的雨水、雪水或低矿化度的生活用水均可。对于缓蚀、阻垢剂等添加剂，通常对当地油、气、水中的腐蚀性物质和结垢物质有一定针对性，可以根据现场生产中的实际规定使用，按照0.5％左右的比例添加。如果现场生产、储运环节中没有规定使用该类添加剂，则无需另行添加，轻微的腐蚀和结垢对液压安全阀影响不大，也易于日常维护和方便使用；

4.密封液上下均质，且在工作过程中始终保持均质相态。由于乙二醇能以任何比例与水混合，使本密封液各部分密度均一。同时，乙二醇水溶液浓度的检测方便快捷，密封液的密度也很容易求得。因此，不论密封液液面高度如何变化，也不管是否有水进入密封液，根据密封液的高度很容易得知此时的密封压力(压力p＝ρɡh。其中ρ是密封液的密度，g是重力加速度,h是密封液高度)，继而，不更换密封液，就很容易调整到设定的液压安全阀启动压力(冬季需要兼顾防冻要求)，使液压安全阀真正发挥作用；

5.水进入密封液是难以避免的，密封液是否结冰，不仅仅与温度相关，还与时间、油气含水率，油气进罐速度等参数密切相关。使用变压器油密封液，无法把握液压安全阀内部的积水情况，很少量的水就可能结冰。最低气温常常发生在深夜，有时候是突然降温造成冻堵，液压安全阀结冰，一直是影响安全生产、困扰岗位工人的一个难题。因为冰点设置留有裕量，即使出现当地最低气温，少量进水，不会使乙二醇水溶液密封液结冰，取样检测，又能及时发现进水情况，通过调整乙二醇浓度予以化解，消除了储油罐生产运行中的安全隐患，清除了这个不定时炸弹；

乙二醇水溶液密封液堪称完美解决了液压安全阀现有密封液存在的各种问题；

6.在提出本密封液配方的基础上，在液压安全阀上还增加了一个浮子式液位计装置，配合标尺观察密封液液位和安全阀呼吸状态，及时添加或者释放密封液，以保持与设定压力值趋近；

7.取样口兼有密封液取样和降低密封液液面的双重作用。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作出说明：

图1为储油罐液压安全阀的结构示意图；

上述图中的标记均为：1、储油罐；2、内筒；3、外腔；4、罩盖；5、标尺；6、乙二醇水溶液密封液；7、取样阀；8、内腔；9、浮子液位计；10、隔离筒；11、外筒。

隔离筒底部开孔，使得内腔和外腔在密封液的底部相通，储油罐压力高时，气体从内腔穿过密封液进入外腔逸入大气，反之，大气从外腔穿过密封液经由内腔进入储油罐内。

具体实施方式：

结合附图，对本发明的使用方法及原理做一说明

如某地冬季最低气温-25℃，密封液冰点应设定在-35℃左右，通过查询乙二醇不同浓度水溶液冰点对照表，-35℃时乙二醇体积浓度为50％。由此，可以非常容易得出密封液的乙二醇和清水的比例为50％:50％。(因实验室条件不同，乙二醇水溶液的浓度与冰点对应关系存在细微差别，但都不影响使用，在使用时可根据当地实际情况，将乙二醇水溶液最低冰点再下浮-1℃)

乙二醇水溶液密度、乙二醇体积含量(％))、乙二醇水溶液冰点(℃)对照表

按照设定的启动压力计算出密封液的高度，打开顶盖，将配制好的密封液加入封液腔，重新安装好顶盖即可投入使用。在使用过程中可以根据当地气温的变化，随时调整密封液的配比，以实现最低的使用成本。

可以集中配制发放，也可以由具体使用方自行配制。

其冰点随着乙二醇在水溶液中的浓度变化而变化，浓度在60％以下时，水溶液中乙二醇浓度升高冰点降低，但浓度超过60％后，随着乙二醇浓度的升高，其冰点呈上升趋势。当浓度达到99.9％时，其冰点上升至-13.2℃。由于乙二醇在密封液中的占比过高时，防冻能力反而降低，但密封液挥发更慢，出于成本的考虑，本发明不主张使用浓度70％以上的乙二醇水溶液作为密封液。如果用户对成本不敏感，在满足防冻要求的前提下，也可以选用高浓度的乙二醇水溶液，特别是用在喷溅不明显的地方，以减少补充密封液的频次。用户根据自己的实际情况，可以在操作简单、使用成本和防冻能力之间进行权衡。因此，浓度超过70％的乙二醇水溶液密封液，亦属于请求保护的范围。