فهرست مطالب

• مقدمه
• تعریف منبع ذخیره مواد شیمیایی
• دسته‌بندی منبع ذخیره مواد شیمیایی
• نکات نگهداری مواد شیمیایی در مخزن پلی اتیلن
• استاندارد ساخت مخزن ذخیره سازی مواد شیمیایی
• استانداردهای طراحی و ساخت مخزن ذخیره مواد شیمیایی
• اجزا و ساختار منبع ذخیره مواد شیمیایی
• عملکرد منبع ذخیره مواد شیمیایی
• عوامل موثر بر قیمت مخزن مواد شیمیایی
• مزایا و معایب منبع ذخیره مواد شیمیایی
• کاربردهای منبع ذخیره مواد شیمیایی
• جدول مقایسه مزایا، معایب و کاربردها
• نتیجه‌گیری

منبع ذخیره مواد شیمیایی

نتیجه گیری نهایی 

منبع ذخیره مواد شیمیایی (Chemical Storage Tanks) تجهیزاتی هستند که برای نگهداری، ذخیره‌سازی و در برخی موارد انتقال مواد شیمیایی مایع، گاز یا جامد به‌صورت ایمن مورد بهره برداری قرار می‌گیرند. این منبع نقش مهمی در صنایع شیمیایی، پتروشیمی، داروسازی، آب و فاضلاب، کشاورزی، صنایع غذایی و بسیاری از حوزه‌های صنعتی ایفا می‌کنند. هدف اصلی این منبع، جلوگیری از نشت، واکنش ناخواسته و آلودگی محیط زیست و هم‌چنین تأمین امنیت نیروی انسانی است.

مواد شیمیایی بخش جدایی‌ناپذیری از صنایع هستند. از تولید دارو و مواد غذایی گرفته تا فرآیندهای صنعتی سنگین، همواره نیاز به ذخیره‌سازی ایمن و کارآمد این مواد وجود دارد. این مخزن با توجه به نوع ماده شیمیایی، حجم و شرایط نگهداری از جنس‌های مختلفی مانند فلز، پلاستیک یا کامپوزیت ساخته می‌شوند و در صنایع مختلفی از جمله، داروسازی، کشاورزی، نساجی و … کاربرد دارند. علاوه بر این، از این مخزن برای نگهداری مواد شیمیایی و محلول‌های مورد استفاده در تحقیقات و آزمایشات علمی نیز استفاده می‌شود.

با توجه به ماهیت خطرناک بسیاری از مواد شیمیایی (مانند اسیدها، بازها، حلال‌ها، سوخت‌ها و گازهای سمی)، طراحی و ساخت این منبع باید مطابق با استانداردهای بین‌المللی مانند ASTM، API، ISO و OSHA انجام شود. جنس و نوع این منبع نیز باید بر اساس ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی ماده ذخیره‌شده انتخاب شود تا مقاومت لازم در برابر خوردگی، فشار، دما و واکنش‌های شیمیایی را داشته باشد.

تعریف منبع ذخیره مواد شیمیایی 

منبع ذخیره مواد شیمیایی (Chemical Storage Tanks) مخزنی هستند که برای نگهداری انواع مواد شیمیایی خورنده، سمی، قابل اشتعال یا واکنش‌پذیر طراحی می‌شوند و مورد استفاده قرار می‌گیرند. هدف اصلی این منبع، جلوگیری از نشت، تبخیر و آلودگی محیط‌زیست و نیز اطمینان از دسترسی پایدار به مواد مورد نیاز فرآیندهای صنعتی است. مخزن مواد شیمیایی، ظرفی است که برای نگهداری امن و اصولی مواد شیمیایی (خطرناک یا غیر خطرناک) طراحی شده است. این مخزن با توجه به نوع ماده شیمیایی از جنس‌های مختلفی ساخته می‌شوند. از ویژگی‌های مخزن مواد شیمیایی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

• مقاومت در برابر خوردگی: مخزن باید در برابر خوردگی ناشی از مواد شیمیایی مختلف مقاوم باشد. هم‌چنین جنس مخزن متناسب با نوع ماده شیمیایی که قرار است در آن ذخیره شود، تعیین می‌شود.

• مقاومت در برابر ضربه و فشار: مخزن باید در برابر ضربه و فشارهای احتمالی، سقوط یا لرزش، مقاوم باشد. این امر به ویژه برای مخزنی که در محیط‌های صنعتی یا پر رفت و آمد استفاده می‌شوند؛ اهمیت دارد.

• مقاومت در برابر نشت: مخزن باید کاملا عایق و بدون هرگونه درز یا شکاف باشد تا از نشت مواد شیمیایی به محیط زیست و ایجاد خطرات سلامتی جلوگیری شود.

• سازگاری با مواد شیمیایی: جنس مخزن باید با نوع ماده شیمیایی که قرار است در آن ذخیره شود، سازگار باشد. به عنوان مثال، برای مواد شیمیایی خورنده، از مخزن فلزی ضد زنگ و برای مواد شیمیایی غیر خورنده، از مخزن پلاستیکی استفاده ‌شود.

• طراحی: مخزن باید دارای درب‌های محکم، دریچه‌های تخلیه و تهویه مناسب باشند و برای حمل و نقل آسان، دارای دستگیره یا پایه باشند.

• علامت‌گذاری: مخزن باید به وضوح با نوع ماده شیمیایی، تاریخ انقضا و علائم هشدار دهنده خطر، برچسب‌گذاری شوند.

دسته‌بندی منبع ذخیره مواد شیمیایی 

انتخاب مخزن مناسب برای ذخیره مواد شیمیایی، امری حیاتی برای حفظ ایمنی و سلامت افراد و محیط زیست است. با توجه به تنوع مواد شیمیایی و شرایط نگهداری، مخزن مختلفی با جنس، حجم و ویژگی‌های متفاوت طراحی و تولید شده‌اند و آن ‌ها را می‌توان بر اساس معیارهای مختلف دسته‌بندی کرد.

الف) بر اساس جنس مخزن

     •  فلزی

         مزایا:

• استحکام بالا در برابر ضربه و فشار
• مقاومت در برابر خوردگی ناشی از مواد شیمیایی خورنده
• عمر طولانی

         معایب:

• وزن سنگین

• قیمت بالا

• مستعد زنگ زدگی در صورت عدم مراقبت

     •  پلاستیکی

         مزایا:

• وزن سبک
• قیمت مناسب
• انعطاف پذیری و سهولت در جابجایی
• مقاومت در برابر اسید و باز های ضعیف

         معایب:

• مقاومت کمتر در برابر ضربه و فشار

• مقاومت محدود در برابر برخی مواد شیمیایی خورنده

• عمر کوتاه تر نسبت به مخزن فلزی

     •  کامپوزیتی

         مزایا:

• استحکام بالا در برابر ضربه و فشار
• مقاومت در برابر خوردگی
• وزن سبک تر از مخزن فلزی
• عمر طولانی

     • IBC : مخزن IBC، با طراحی منحصر بفرد و استفاده از مواد باکیفیت در ساخت، گزینه ای ایده آل برای ذخیره سازی مواد شیمیایی و محصولات نفتی و گازی محسوب می‌شوند

         مزایا:

• حمل و نقل آسان : به دلیل وجود پالت، به راحتی با لیفتراک یا جرثقیل قابل جابجایی هستند.
• ذخیره سازی بهینه : فضای مورد نیاز برای نگهداری مواد شیمیایی را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهند.
• قیمت مناسب : به نسبت حجم بالایی که دارند، از قیمت مقرون به صرفه ای برخوردارند.
• تنوع : در جنس‌ (پلی اتیلن، استیل ضد زنگ، فایبرگلاس و گالوانیزه)، حجم و مدل‌های مختلف با کاربردهای متنوع موجود هستند..

برای ذخیره مواد شیمیایی کدام جنس مخزن مناسب است؟

به طور کلی برای مواد خورنده : مخزن فلزی ضد زنگ یا کامپوزیت با روکش داخلی ضد زنگ مناسب هستند.

برای حجم کم : مخزن پلاستیکی به دلیل وزن و قیمت مناسب گزینه بهتری هستند.

برای حجم زیاد : مخزن فلزی به دلیل استحکام و مقاومت بالا انتخاب مناسب‌تری هستند. در نهایت، با در نظر گرفتن نوع ماده، شرایط، حجم و بودجه، می توانید جنس مناسب مخزن را انتخاب کنید.

ب) بر اساس شکل و ساختار

• استوانه‌ای عمودی

• استوانه‌ای افقی

• کروی

• مکعبی

ج) بر اساس محل نصب

• مخزن هوایی (Overhead Tanks)

• مخزن زمینی (Underground Tanks)

د) بر اساس فشار کاری

• مخزن تحت فشار

• مخزن غیر فشاری

نکات نگهداری مواد شیمیایی در مخزن پلی اتیلن 

• مخزن را در مکانی خنک، خشک و دور از نور مستقیم خورشید و تابش گرما نگهداری کنید.

• مخزن را از مواد شیمیایی ناسازگار دور نگه دارید.

• قبل از پر کردن مخزن، حتما آن را از نظر هرگونه ترک خوردگی یا آسیب بررسی کنید.

• مخزن را بیش از حد پر نکنید و فضای خالی برای انبساط بخار مواد شیمیایی در نظر بگیرید.

• درب مخزن را به طور کامل و محکم ببندید.

• از برچسب‌های مناسب برای مشخص کردن نوع ماده شیمیایی، تاریخ انقضا و سایر اطلاعات مهم استفاده کنید.

• مخزن را به طور مرتب تمیز و بازرسی کنید.

• در صورت مشاهده هرگونه نشتی یا آسیب، مخزن را از سرویس خارج کرده و با یک مخزن جدید جایگزین کنید.

• از دستورالعمل های ایمنی ارائه شده توسط سازنده مواد شیمیایی و مخزن پیروی کنید.

استاندارد ساخت مخزن ذخیره سازی مواد شیمیایی 

با توجه به این که مخزن از مواد گوناگونی ساخته می شوند به همین دلیل بررسی مواردی که در زیر ذکر شده است اهمیت دارد.

• استحکام مکانیکی

• انعطاف پذیری

• میزان تغییر فرمپلاستیک

• سختی

• مقاومت خستگی

استانداردهای طراحی و ساخت مخزن ذخیره مواد شیمیایی 

استانداردهای طراحی و ساخت مخزن ذخیره مواد شیمیایی به نوع مواد ، ابعاد مخزن، شرایط محیطی و … بستگی دارد. این استانداردها به منظور ایمنی، حفاظت از محیط زیست و جلوگیری از حوادث ناشی از تماس نامناسب با مواد شیمیایی ارائه شده‌اند. برخی از استانداردها و کدهایی که معمولاً در این زمینه استفاده می‌شوند عبارتند از:

 • API 650 : این استاندارد توسط موسسه پترولیوم آمریکا (American Petroleum Institute) تهیه شده و برای مخزن دایروی ذخیره سیالات نفتی و سیالاتی با مشخصات مشابه استفاده می‌شود.

 •  API 620 : این استاندارد نیز توسط موسسه پترولیوم آمریکا تهیه شده و برای مخزن سه ‌بعدی (با شکل‌ها و ابعاد مختلف) مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 •  ASME Boiler and Pressure Vessel Code : این کد توسط انجمن مهندسین مکانیک آمریکا (American Society of Mechanical Engineers) تهیه شده و برای مخزنی که تحت فشار کار می‌کنند، استفاده می‌شود.

• NFPA 30 : این استاندارد توسط انجمن ملی حمایت از حریق آمریکا ارائه شده و برای مخزن ذخیره مواد شیمیایی خطرناک و مایعات قابل اشتعال مورد استفاده قرار می‌گیرد. (National Fire Protection Association)

  • ACI 376 : این کد توسط انجمن بتن آمریکا (American Concrete Institute) برای طراحی و ساخت مخزن بتنی استفاده می‌شود.

  •  ISO 12991 : این استاندارد برای مخزن ذخیره گاز (CNG) گاز طبیعی فشرده استفاده می‌شود.

در هر کشور ممکن است استانداردهای ملی و مقررات محلی برای طراحی و ساخت مخزن ذخیره مواد شیمیایی وجود داشته باشد که باید به آن‌ها نیز توجه شود. برای هر پروژه خاص، باید با مقامات محلی و متخصصان مرتبط مشورت کرده و استانداردها و کدهای مناسب را برای طراحی و ساخت مخزن مورد استفاده قرار داد.

اجزا و ساختار منبع ذخیره مواد شیمیایی 

هر منبع ذخیره مواد شیمیایی بسته به نوع و کاربرد خود ممکن است اجزای متفاوتی داشته باشد؛ اما به‌طور کلی شامل بخش‌های زیر است.

► بدنه اصلی مخزن – ساخته ‌شده از جنس مقاوم به خوردگی و فشار

► پوشش داخلی (Lining) – برای جلوگیری از واکنش ماده شیمیایی با بدنه مخزن

► درب یا فلنج دسترسی – برای ورود و خروج مواد و انجام تعمیرات

► اتصالات ورودی و خروجی – شامل شیرها، فلنج‌ها و لوله‌ها

► سیستم تهویه یا ونت (Vent) – برای جلوگیری از افزایش فشار داخلی یا ایجاد خلأ

► سیستم سنجش سطح و فشار – مانند گیج سطح (Level Gauge) یا سنسورهای دیجیتال

► پایه یا فونداسیون – جهت نصب و پایداری مخزن

► عایق حرارتی –در موارد ضروری برای کنترل دما

► پوشش خارجی محافظ (Coating) – برای مقاومت در برابر عوامل محیطی

عملکرد منبع ذخیره مواد شیمیایی 

عملکرد این منبع بر اساس ایمنی، حفظ کیفیت ماده ذخیره ‌شده و جلوگیری از نشت یا واکنش ناخواسته تعریف می‌شود. مراحل کلی عملکرد به شرح زیر است:

► پر کردن مخزن – از طریق خطوط ورودی و تحت کنترل فشار

► ذخیره‌سازی ایمن – با جلوگیری از تماس ماده با محیط بیرونی

► کنترل شرایط داخلی – دما، فشار و سطح مایع به‌صورت مداوم پایش می‌شود.

► تخلیه یا انتقال – از طریق پمپ یا نیروی جاذبه

► نگهداری و بازرسی دوره‌ای – برای پیشگیری از خوردگی، ترک یا نشتی

عوامل موثر بر قیمت مخزن مواد شیمیایی 

قیمت مخزن مواد شیمیایی به عوامل مختلفی بستگی دارد که در زیر به برخی از آن‌ها اشاره شده است.

• مخزن فلزی به طور کلی گران‌تر از مخزن پلاستیکی هستند. این نوع مخزن از جنس فولاد ضد زنگ، آلومینیوم یا فولاد گالوانیزه هستند و در برابر مواد شیمیایی خورنده مقاوم‌اند.

• مخزن پلاستیکی از جنس پلی اتیلن (HDPE) یا پلی پروپیلن (PP) ساخته می‌شوند و به دلیل وزن کم، قیمت مناسب و مقاومت در برابر اسیدها و بازهای ضعیف، محبوب هستند.

• مخزن کامپوزیتی از ترکیب فلز و پلاستیک ساخته می‌شوند و از مزایای هر دو جنس بهره مند هستند. با این حال، به دلیل پیچیدگی ساخت، گران تر از مخزن فلزی و پلاستیکی هستند.

• هرچه حجم مخزن بیشتر باشد، قیمت آن نیز بیشتر خواهد بود.

• مخزنی که ضخامت دیواره بیشتری دارند، به دلیل استحکام بالاتر، قیمت بیشتری دارند.

• مخزنی که درب ها و شیرآلات پیچیده تری دارند، مانند درب های ضد انفجار یا شیرهای کنترل جریان، گران تر هستند.

مزایا و معایب منبع ذخیره مواد شیمیایی 

مزایا:

• افزایش ایمنی ذخیره‌سازی
• کاهش خطرات زیست ‌محیطی
• امکان ذخیره حجم زیاد
• افزایش عمر مفید مواد شیمیایی
• قابلیت طراحی اختصاصی برای هر ماده

معایب:

• هزینه ساخت و نصب بالا

• نیاز به تعمیر و نگهداری مداوم

• خطرات ناشی از خرابی یا نشت

• محدودیت در جابه‌جایی

کاربردهای منبع ذخیره مواد شیمیایی 

• صنایع پتروشیمی و پالایش نفت

• تولید مواد شوینده و بهداشتی

• صنایع غذایی و نوشیدنی

• تولید کود و سموم کشاورزی

• صنایع داروسازی

• نیروگاه‌ها و صنایع انرژی

جدول مقایسه مزایا، معایب و کاربردها 

نتیجه‌گیری 

منبع ذخیره مواد شیمیایی نقش مهمی در ایمنی، بهره ‌وری و پایداری صنایع دارند. انتخاب نوع مناسب مخزن باید با توجه به ماهیت ماده، شرایط عملیاتی، بودجه و استانداردهای ایمنی باشد. استفاده از تکنولوژی‌های نوین در ساخت، نظارت و نگهداری این مخزن می‌تواند خطرات را کاهش داده و عمر مفید سیستم را افزایش دهد.

نگارنده مقاله: مهندس سبا رادنیا