安全生产苯乙烯储罐区的安全设计.docx

1、安全生产苯乙烯储罐区的安全设计第一章概述1.1苯乙烯基本性质苯乙烯，又称乙烯基苯，分子式为C8H8，分子量为104.14。苯乙烯为无色至黄色的易燃油状液体，具有高折射性和特殊芳香气味，溶于乙醇、乙醚、甲醇、丙酮、二硫化碳，不溶于水。储存时缓慢聚合，在有光、加热或有过氧化物时聚合加快。苯乙烯有毒，其毒性中等，在空气中最大允许含量为100ppm。苯乙烯是重要的有机合成单体，主要用于合成丁苯橡胶及聚苯乙烯树脂、聚酯玻璃钢和涂料等。1.2苯乙烯的危险性分析121苯乙烯的危险特性1物理危险性根据常用危险化学品的分类及标志 (GB 13690-92)将苯乙烯划为第3.3 类高闪点易燃液体。苯乙烯为可疑致癌

2、物，具有刺激性，对人的眼和上呼吸道粘膜有刺激和麻醉作用。常见神经衰弱综合征，有头痛、乏力、恶心、食欲减退、腹胀、忧郁、健忘、指颤等。对呼吸道有刺激作用，长期接触有时引起阻塞性肺部病变。皮肤粗糙、皲裂和增厚。当苯乙烯浓度较高时，立即引起眼及上呼吸道粘膜的刺激，出现眼痛、流泪、流涕、喷嚏、咽痛、咳嗽等，继之头痛、头晕、恶心、呕吐、全身乏力等；严重者可有眩晕、步态蹒跚。眼部受苯乙烯液体污染时，可致灼伤。同时，苯乙烯对环境有严重危害，对水体、土壤和大气可造成污染2化学危险性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。遇酸性催化剂如路易斯催化剂、齐格勒催化剂、硫酸、

3、氯化铁、氯化铝等都能产生猛烈聚合，放出大量热量。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。其有害燃烧产物为一氧化碳和二氧化碳。3.苯乙烯的急救措施皮肤接触： 脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。 眼睛接触： 立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。 吸入： 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入： 饮足量温水，催吐。就医。4.灭火方法： 尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。灭火剂：泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。用水灭火无效。遇大火，消防人员须在有

4、防护掩蔽处操作。122苯乙烯的操作处置、储存与应急处理操作注意事项： 密闭操作，加强通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具（半面罩），戴化学安全防护眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴橡胶耐油手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类接触。灌装时应控制流速，且有接地装置，防止静电积聚。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。 储存注意事项： 通常商品加有阻聚剂。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30。包装要求密封，不可与空气接触。应与氧化剂、酸类分开存放，切忌混储。不宜大

5、量储存或久存。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。应急处理： 迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用活性炭或其它惰性材料吸收。也可以用不燃性分散剂制成的乳液刷洗，洗液稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置13苯乙烯的包装方法和运输注意事项包装方法： 小开口钢桶；薄钢板桶或镀锡薄钢板桶（罐）

6、外花格箱；安瓿瓶外普通木箱；螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶（罐）外普通木箱；螺纹口玻璃瓶、塑料瓶或镀锡薄钢板桶（罐）外满底板花格箱、纤维板箱或胶合板箱。运输注意事项： 铁路运输时应严格按照铁道部危险货物运输规则中的危险货物配装表进行配装。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。夏季最好早晚运输。运输时所用的槽（罐）车应有接地链，槽内可设孔隔板以减少震荡产生静电。严禁与氧化剂、酸类、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。中途停留时应远离火种、热源、高温区。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置，禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。公路运输

7、时要按规定路线行驶，勿在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。严禁用木船、水泥船散装运输。第二章 3000m3苯乙烯拱顶罐的设计注:大型常压储罐的材料一般用Q235-A Q235-B.2002年国家有关部门取消了Q235-A,现在已不提倡再使用,一般使用Q235-B,其性能更好,国家已大量生产,资源丰富,价格也经济.2.1设计条件:内径D=18.90m 罐高H=11.76m, 拱顶曲率半径 Rn=D=18.9m设计压力,正压=2000Pa,负压=500Pa设计温度19 150 度材质腐蚀裕度1mm 焊缝系数1储罐材料Q235-A储罐圈板数62.2试设计该罐2.2.1罐壁厚度罐壁厚度的计

8、算公式为式中 t-罐壁厚度,m p -设计点压力,Pa, -液体密度kg/m3 g-重力加速度,m/s2 H-设计点的液头高度,m D-储罐直径,m -焊缝系数取, 取=1 -罐壁材料的许用应力=113MPa按照上式计算的厚度如下为 表21罐壁圈数罐壁高度m壁板厚度mm名义厚度mm111.769.841029.768.36937.767.83845.765.73653.763.84561.762.375第一圈的壁厚=1000+905.90.105Mpat1=mm下面几圈方法类似,得到表格中的数据.为了保证连接强度,底圈壁板立缝应与底边缘板的搭接焊缝相互错开200mm.为了减少焊接应力罐壁板上开

9、孔与壁板立缝错开300,环缝错开200以上,相邻二层壁板立缝相互错开500,以上.壁板开孔开孔必须设补强圈,允许两块拼接,但拼接焊缝应与壁板环焊缝平行.为了保证焊接质量和提供报警信息,补强圈必须开M10信号孔.罐身焊缝分立缝,环相向焊缝,先焊立缝,后焊环向焊缝.罐身环向焊缝搭接,外侧连续焊接,内侧为连续焊接.罐身底圈板与底板连接为丁字型焊接,由于地板比底板厚,因此壁板需要坡口,采用细焊条小电流多层施焊,先焊外边,厚焊里边,几个焊工同时对称施焊22.2拱顶的设计 拱顶板由中心顶板,环向肋条,径向肋条,包边角钢组成.顶罐厚度计算t=0.42Rnt顶板计算厚度mmRn拱顶曲率半径m环向肋条,不得与包

10、边角钢和罐壁相焊罐顶板与包边角钢的焊接应采取若顶结构(内侧不焊)。为了减少焊接变形拱顶板采取分段逆向，对成位置同时焊接，内侧顶板与肋条采取断续接焊。23.3罐底的设计储罐底板如果渗漏,不但易流出油品，导致火灾，并且修换储罐底板进行焊割施工也十分不便，是非常危险的作业。由于底板下表面接触罐基容易受潮而上表面又经常受到所储油品中沉积水分和杂质的影响，容易腐蚀。所以罐底钢板的厚度应不小于4-6mm；对容积超过50000 m3的油罐底板厚度至少要在8mm以上。同时罐底四周与身板连接处的应力较为复杂要求采用较厚的钢板做底板外缘的边板。一般容积小于3000 m3的储罐边板厚度应为4-6mm；5000 m3

11、-50000 m3的储罐边板厚度应为8-12mm。按和JB/T 4735-97的规定1000m3V管子的冷缩率时管子与保冷材料之间可能产生缝隙并发生对流传热，为避免发生，在保冷材料的接缝处填充像石棉和玻璃棉那样的具有缓冲性能的材料。(2)保冷材料收缩率不太大时在收缩率比较小或温度不太低，收缩的绝对值小时，即使产生一定的间隙也没有太大的问题。另外，当用收缩率比较小的保冷材料进行二层以上的施工时，内层会因温度低而产生间隙。此时，保冷材料之间不但无间隙，反倒会使外层贴的更紧密。(3)保冷材料收缩率比管子小时在保冷材料中变压缩率影响的无机纤维材料和泡沫玻璃。无机纤维材料因具有弹性，所以能够吸收应力。因

12、泡沫玻璃是刚体的，受压后会导致损坏。为防止压缩应力的破坏，在接缝出加入缓冲材料。2.弯曲、异形处的保冷不规则部分：弯头、三通、阀门、转动机械的保冷，可用成型的预制块，也可用现场发泡的聚氨脂泡沫塑料进行施工。3.需要维修的部位保冷：对于法兰、人孔等要使用容易拆除保冷层的预制块。并用密封材料将连接处黏接，里层用石棉、玻璃棉等天才使之成为易于维修的结构。第四章泵的选择4.1化工用泵的要求： 化工用泵应满足一般工艺要求，并考虑结构简单，操作方便；运转可靠，使用寿命长；性能良好，效率高，并符合装置的运转特性；零部件互换性高，容易更换，维修方便；价格低廉等因素。因化工用泵所抽送的液体性质和一般泵不同，另外

13、，化工装置的特点要求长期运行，故还必需提出如下要求：（1）耐液体腐蚀、磨损、使用寿命长（耐腐蚀泵或泥浆泵）。（2）密封性能可靠（屏蔽泵或磁力泵）。（3）操作性能稳定、低噪音、小振动、运转周期8000小时。（4）要求高吸入性能，即必需净吸入头NPSHr小的泵（液态烃泵、双吸式离心泵）。（5）符合流程计量精度要求（计量泵）。（6）适应低流量、高压力、高扬程的要求（简式泵、高速部分流泵、多级泵）2泵型号的确定：（1）泵型号的选择：因离心泵结构简单，输送液无脉动、流量调节简单，因此除离心泵难以胜任的场合外，应尽可能的选用离心泵。（2）泵系列和材料的选择：根据工艺装置参数和介质特性选择泵的系列和材料。（

14、3）泵型号的确定：泵样本给出额定流量Q、额定扬程H、对黏性介质应换算成输送清水时的流量Q和扬程H。4.2流量的计算 流量：选泵时通常可直接采用最大流量，如不给出最大流量值时，取正常流量的1.1倍。苯乙烯1500米8in输送管道的外径do=219mm,壁厚为5mm20时的密度=0.9059 g/cm3，黏度Pa*S 内径di=219-2=0.209m灌装时苯乙烯的流速不应小于3m/s,为了限制产生静电,苯乙烯在管道中流动时的流速与管径应满足以下的公式: u2di u1.75m/s 综上两个条件，为了计算方便取u=1.75m/s管道的流量Q=0.0514m/s4.2扬程的计算扬程：一般取正常需要扬

15、程的1.051.1倍。 管道阻力 434.254000 湍流=0.0122=134.08J为了计算方便，设局部阻力损失大约为hf*20%总阻力损失为160.896 J由伯努利方程得 所以 式中 总阻力损失 WS 输送流体的机械能HL 压头 损失压头设 Z1=0 , Z2=11.76 m , u1=1.5 m/s , u2=0 , P1= P2 =160.84/9.81=16.40m则 =16.40+11.76-(1.75)2/(2*9.81)=28.16mHe=1.05=29.57mNe =g VHe =905.99.810.051429.57 =14.178Kw根据上面所得到数据选择两台相应

16、的离心.第五章 平面布置根据石油化工企业设计防火规范GB50160-92规定（1999年局部修订条文5.1贮罐区的设置 1贮罐总和贮罐个数的限制固定顶罐组总容积不应大于12000m，固定顶贮罐区的总容积为V总 =2*3000=6000m ，小于规定，符合上述条件。2贮罐成排布置时，其罐组内的贮罐不应超过两排，由于该设计只有两个贮罐，故可不考虑这条原则。 3贮罐内相邻罐的防火间距为防止一罐失火殃及邻罐的安全和便于灭火操作，相邻罐之间留有一定的防火间距。 表51V3000m3拱顶罐之间的间距油品类别防火间距甲B ,乙类0.6D,不宜大于20m丙A类0.4D, 不宜大于50m丙B类5m由于苯乙烯属于

17、乙类易燃液体，根据上表可得：拱顶罐之间的间距d=0.6D=0.6*18.90=11.34m为了方便取d=12m. 5.2防火堤的设置地上可燃液体贮罐一旦发生爆裂或爆炸,可燃液体便会流至罐,而造成漫流和火灾蔓延。并使漫流的火焰难以扑灭，因避免造成应设防火堤。1防火堤的有效容积的确定防火堤的有效容积的大小使依据一旦罐组内油罐爆炸，其内部液体流出。国家规范规定：防火堤的有效容积不应小于一个固定顶贮罐的最大容积。由于贮罐区只有两个拱顶罐，而且都是3000m3,因此，根据规范可以确定防火堤的有效容积应小于3000m3 ，为了计算方便取V=3000m3 。2防火间距的确定由实践可知，当储罐壁某处破裂火穿孔

18、时，其最大水平喷洒距离相当于罐高的1/2。因此，立式贮罐拱至防火堤内脚线的距离不应小于罐高的一半。由拱顶罐的高度H=11.76m3, 拱顶罐至防火堤内脚线的距离L=*H=*11.76=5.88m3。为了方便取L=6 m3。3防火堤高度的确定立式贮罐防火堤的高度应为计算高度再加0.2m ,不应低于1m，且不高于2.2m，在这里做粗略的计算.贮罐区的面积S=2000m ,V=3000m,因此，取h=V/S+0.2=3000/2000=1.5+0,2=1.7m4为了节约用地，防火堤宜采用砖，石结构建造，其墙体应承受所容纳液体的静压，并不应有渗漏现象。4管道穿堤处应采用不燃材料严实密封。5在防火堤内雨

19、水沟堤处，应设置防火可燃流出堤外的措施。6在由于h=1.7m,故根据有关规定，在防火堤的不同方位上应设置两个以上的人行台阶或坡道，隔堤应设台阶。见附件中图2苯乙烯罐区内的防火间距及安全距离。5.3消防车道的设置 1防车道的设置要求：（1）工艺装置区，罐区，可燃物料装卸区及其他库区，应设环行消防车道，当受地形条件限制时，可设有回车场的尽头或消防车道。 （2）液化烃，可燃液体的储罐区与消防车道的距离，应使任何储罐中心至不同方向的消防车道的距离均不应大于120m。（3）当装置宽度大于60m时，应在装置内设置可供消防车道得以贯通式通路，其宽度不应小于4m，净空高度不应小于4.5m。净宽（4）罐组与周围消防车道之间，不宜种植绿篱或茂密的灌木丛。（5）油罐之间宜设宽度不小于3.5m的消防道路与环行消防车道相连。（6）油罐区消防车道与防火堤坡脚线之间的距离不应小于3m。（7）消防车道穿过建筑物门洞时,其净宽和净高不应小于4 m,门垛之间的净宽不应小于3m。（8）