8000m3化工品贮罐区安全设计2964.docx

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1、8000m3化工品贮罐区安全设计摘 要本文首先详细查阅了相关标准规范等确定了设计压力，设计温度，设计寿命等基本设计参数。然后对贮罐的选材、型号、安装方式及安全附件进行了设计；紧接着进行了主要结构件的结构设计及其强度校验。通过对贮罐区整体的化工安全考虑，确定了贮罐的设计方案和贮区总体的布局。最后本文对苯乙烯、冰醋酸事故案例进行了分析并制定了事故应急预案等。关键词：冰醋酸酸 苯乙烯 贮罐区展开开总平面布置置 消防水池池 应急预案案 目 录摘要I 第一章、确定设设计参数 81.1 苯乙烯烯8 1.1.1 设计压力8 1.1.2 设计温度81.1.3设计计寿命91.1.4 腐腐蚀速率91.1.5 风风

2、载荷.101.1.6 雪雪载荷.101.2 冰醋酸酸10 1.2.1 设计压力10 1.2.2 设计温度101.2.3设计计寿命111.2.4 腐腐蚀速率111.2.5 风风载荷121.2.6 雪雪载荷12 第二章、化学品品的物化及危危险性分析 132.1 苯乙烯烯13 2.1.1 物化性质13 2.1.2 危险特性分分析13 2.1.22.1火灾危险特性性14 2.1.22.2 毒害性142.2 冰醋酸酸14 2.1.1 物化性质14 2.1.2 危险特性分分析15 2.1.22.1火灾危险特性性16 2.1.22.2 毒害性16 2.1.22.3 酸性腐蚀性性17 第三章、储罐的的选材、型

3、号号、安装方式式及安全附件件 183.1 苯乙烯烯18 3.1.1 贮罐的选材材18 3.1.2 型号及安装方式193.1.3安全全附件203.2 冰醋酸酸22 3.2.1 储罐选材22 3.2.2 型号243.2.3安装装方式253.2.4 安安全附件26.第四章 主要结结构件的结构构设计及其强强度校验.331 4.11冰醋酸篇.314.1.1 罐罐壁设计.324.1.2 罐罐顶设计.3344.1.3 罐罐底设计.354.1.4 常常用配件设计计.364.2苯乙烯篇篇.394.2.1 罐罐壁设计.394.2.2 罐罐顶设计.3394.2.3 罐罐底设计.4444.2.4 常常用配件设计计.4

4、55第五章 安全装装置的选择和和设计 5.11 压力表.48 5.22 防雷设施施.495.3火灾报警警系统.5005.4 温度计计.515.5 液位计计.52第六章 对化工工品贮罐区展展开总平面布布置 6.11 罐组布置置.5536.2 管组间间的防火间距距536.3 防火堤堤设计546.3.1 防防火堤有效容容积546.3.2 防防火堤长和宽宽546.3.3 防防火堤高度5563.4 防火火堤台阶设计计566.4 储罐与与道路的防火火间距566.5 储罐泡泡沫消防站566.6 变电配配所576.7 罐区泵泵房576.8 汽车装装卸站57 第七章 消防设设施7.1水消防系系统.587.2泡沫

5、消防防系统.587.3消防设施施的确定过程程.597.3.1冷却却系统形式的的确定.597.3.2系统统组成.597.3.3适适用范围.597.3.8 泡沫灭火设设备简介6617.3.11消防用水量量计算.627.4消防管管网及器材设设置.66第八章 贮罐区区物质危险性性分析及火灾灾危险等级的的划分 8.1 苯苯乙烯物质危危险性分析.669 8.1.11 物质危险险性分析.700 8.1.22 火灾危危险等级划分分.71 8.2 冰醋酸物质质危险性分析析.72 8.2.11冰醋酸储罐罐物质危险性性分析.722 8.2.22冰醋酸储罐罐火灾危险等等级划分.75第九章 典型事事故案例分析析 9.1

6、 苯乙烯事故故案例分析.766 9.1.11 20001年“大勇”轮与 “大望”轮碰撞泄露露事故.76 9.1.22 19883年兰州化化学工业公司司苯乙烯车间间爆炸事故.77 9.1.33 20007年北京大大兴区某化工工厂因苯乙烯烯泄漏伤害事事故.777 9.2 冰醋酸事故故案例分析.777 99.2.1 19833年某工厂生生产对硝基苯苯甲酸过程中中冰醋酸泄露露爆炸事故.77第十章 安全对对策措施及职职业危害控制制措施的设计计 10.1 苯乙乙烯安全对策策措施及职业业危害控制措措施的设计.79 10.1.1 苯乙烯烯安全对策措措施.799 10.1.2 苯乙烯烯职业危害控控制措施.88

7、10.22 冰醋酸安全全对策措施及及职业危害控控制措施的设设计.922 110.2.11 冰醋酸酸安全对策措措施.922 110.2.22 冰醋酸酸职业危害控控制措施.97第十一章 安全全管理制度及及应急救援预预案的制定 11.11 安全管理理制度.1000 11.11.1 安全全管理的目的的.100 11.11.2 安全全管理的依据据.100 11.11.3 安全全管理制度的的内容.100 11.22 应急预案案.1011 11.2.1 编制目的的.1011 11.2.2 编制依据.1011 11.2.3 适用用范围.101 11.2.4 应急急预案体系.1101 11.33本单位的危危险性

8、分析.1011 11.3.1 本本单位概况.1001 11.3.2 危危险源与风险险分析.101 11.44 组织机构构及职责.102 11.55 预警与防防护.1033 11.66 应急响应应.1004 11.77 保障措施施.107 11.88 培训演练练.107参考文献.108第一章 确定设计参数1.1苯乙烯1.1.1、设设计压力根据GB 15502011 压力容器器中设计压压力的定义：设定的容器器顶部的最高高压力，与相相应的设计温温度一起作为为设计载荷条条件，其值不不低于工作压压力。而计算算压力的定义义是：在相应应设计温度下下，用以确定定元件厚度的的压力，其中中包括液柱静静压力；当元元

9、件所受的液液柱静压力小小于5%的设设计压力时，可可以忽略不计计。如此看来。设计计压力是整个个储罐的载荷荷条件，而计计算压力是具具体受压元件件的计算参数数设计压力是是反映储罐受受压状况的重重要指标，但但不能全部、准准确的反映容容器各部位的的实际受力情情况，因此，设设计压力和计计算压力可能能不一致。根据HG 221502.1-92钢钢制立式圆筒筒固定顶储罐罐系列中的的规定，苯乙乙烯储罐的设设计正压为22kPa，负负压为 0.5kPa。1.1.2 设设计温度根据GB15002011压压力容器及及HG-2005801998钢钢制化工容器器设计基础规规定 等 关于设计温温度的规定如如下。设计温度指容器器

10、在正常工作作情况下，设设定的受压元元件的金属温温度（沿元件件金属截面的的温度平均值值。它与设设计压力一起起作为设计载载荷条件。不不过，有别于于设计压力是是整台容器的的载荷条件；设计温度是是指具体受压压元件的载荷荷条件。同时时，设计温度度也是具体受受压元件的温温度计算参数数，就像计算算压力是具体体受压元件的的压力计算参参数。对于苯苯乙烯储罐，可可以根据各个个工作元件的的工作温度的的不同，分别别设定每个元元件的设计温温度。比如说说罐体和安全全附件可以设设置不同的设设计温度。但但是从经济效效益，选材的的方便程度等等方面考虑，我我们可以考虑虑设计温度为为一个最值。对于储罐的设计计温度，由于于储罐壁与外

11、外界环境间的的直接接触，此此时应该记及及环境温度对对容器壁温的的影响，并且且考虑储罐的的正常储存状状态。其中，苯乙烯低闪点易聚合，根据SHT 3007-2007 石油化工储运系统罐区设计规范中第3.2条，苯乙烯储罐内部，需要保证介质温度 在520范围内，因此储罐中介质的储存温度设计在520，假设上下偏差5，则工作温度在030。再考虑环境温度对容器外壁的影响，在南京地区气温在-1040，考虑一下剩余，我们设计储罐的设计温度可以选为50。1.1.3 设设计寿命压力容器安全全技术监察规规程（简称称容规）第332条规定：“为防止压力力容器超寿命命运行引发安安全问题，设设计单位一般般应在设计图图样上注明

12、压压力容器设计计使用寿命”。同样，GGB 15001998钢钢制压力容器器第 3.3.5.22条规定：“应根据预期期的容器寿命命和介质对材材料的腐蚀速速率，确定腐腐蚀余量”可以看出，两两者都要求设设计单位对压压力容器的设设计使用寿命命有一个明确确的预期和表表示，二者就就目前大多数数设计者来说说，都不愿意意在图样上注注明压力容器器的设计使用用寿命，因为为压力容器设设计使用寿命命的确定是一一个较为复杂杂的问题，它它涉及到材料料的选用、腐腐蚀量的确 定、容器结结构设计、使使用环境等多多种因素：而而准确地预计计设计使用寿寿命，一方面面反映了设计计者的设计经经验和水平，另另一方面亦是是对容器使用用单位的

13、安全全负责。当然然，设计使用用寿命是设计计者根据容器器的设计参数数和使用条件件给予的一个个预期的数据据，它并不是是容器的真正正使用寿命，其其作用是提醒醒使用者，当当使用时间超超过设计使用用寿命时，应应缩短检验周周期，加强必必要的防范措措施。一般地说，确定定苯乙烯储罐设设计使用寿命命，主要应考考虑以下几点点：材料的选择择；腐蚀余量的的确定；容器结构设设计的合理性性及防腐性；制造工艺的的科学性；非正常因素素(如超工况况运行等)按国际压力容器器设计的惯例例，应在图纸纸上标明压力力容器的设计计使用寿命，这这样做才能真真正体现对用用户和对设备备安全高度负负责的精神，也也能大大地降降低压力容器器的爆炸事故

14、故(违规操作作、长期超过过设计使用寿寿命运行是引引发压力容器器爆炸的主要要因素)。除除了一些特殊殊或重要的设设备，一般我我们可将设计计使用寿命定定为10115年。作为易燃易爆易易挥发的苯乙乙烯，储罐设设计寿命一般般有一定年限限。对于我们们设计苯乙烯烯储罐的规格格：10000m3 ，属于大型型储罐，设备备是被动的，工工艺是主动的的，一般100年工艺技术术会发展一次次较大规模的的改善，设计寿命通通常可以定为为为十到十五年，我们这里里选用设计寿寿命为15年年。1.1.4、腐腐蚀速率对于苯乙烯，本本身基本无腐蚀蚀性，根据腐腐蚀裕量计算公式式（腐蚀裕量量设计寿命命腐蚀速率），从从经济效益等等因素来看，储

15、储存的苯乙烯烯本身基本无无腐蚀性，为为了安全起见见，我们可以以按轻微腐蚀蚀程度计算（0.050.13mm/a），根据腐蚀数据与选材手册，耐蚀速率可以选择0.09mm/a,属于优良状态。则腐蚀裕量计算为1.35mm。但考虑到顶盖与壳体的差异，可以设计顶盖为1.54mm，壳体为1.58mm。1.1.5、风风载荷风载荷是指垂直直于气流方向向的平面所受受到的风的压压力，Wpv2/1600 kkN/m2,v为所处处环境的最大大风速，Wpp指的是标态态下垂直于风风向每平方米米面积所受到到风的压力。查查气象资料可可知，近年南南京近10年年最大风力为为12级，风力大于于32.6m/s，提供风风载裕度后，取取风

16、速为333m/s，有有Wp10089/166000.681kN/m21.1.6雪载载荷雪载荷是根据该该地区最大降降雪量来确定定的，查气象资料料表明，南京京近50年来来积雪最大厚厚度达到377cm，秦岭岭淮河以南地地区雪的密度度区取1500kg/m33,根据Sogh ，可求求出基本雪压压为So0.544kpa，雪载荷根据据公式ShUSo。计算，SSh为雪载荷计计算的标准值值，U为屋面面积雪分布系系数，So为基本雪压压，其中，UU取值在雪分分布均匀时取取1.0，但但现实中不存存在理想状态态，参考相关关数据U取11.4，计算算后有Sh1.40.540.7566kN/m2。1.2 冰醋酸酸1.2.1、

17、设设计压力根据GB 15502011 压力容器器中设计压压力的定义：设定的容器器顶部的最高高压力，与相相应的设计温温度一起作为为设计载荷条条件，其值不不低于工作压压力。而计算算压力的定义义是：在相应应设计温度下下，用以确定定元件厚度的的压力，其中中包括液柱静静压力；当元元件所受的液液柱静压力小小于5%的设设计压力时，可可以忽略不计计。根据HG 221502.1-92钢钢制立式圆筒筒固定顶储罐罐系列第22.4.1条条及HG 205800-19988 钢制化工工容器设计基基础规定第第4章中相关关规定，冰醋醋酸储罐的设设计压力选用用：正压为22kPa，负负压为 0.5kPa。1.2.2 设设计温度根

18、据SHT 3007-2007 石油化工储储运系统罐区区设计规范中中第3.2条条及HG 205800-19988 钢制化工工容器设计基基础规定第第5章中相关关规定：最低设计温度盛装液体体积占占容器容积11/4以上的的储罐，最低低设计温度取取环境温度南南京平均月最最低温度-33.5，则最低设设计温度为-3.5。冰醋酸温度低于于16.7时，就会凝固固成冰状，凝固时体积积膨胀, 能能使容器破裂裂。在冰醋酸酸的储存过程程中要保持冰冰醋酸是液体体，温度必须须超过16.7。当T155时，设计温温度为介质工工作温度加115-30，同时考虑南京近近50年最高高气温为400.7和一定的余量量，因此设计计温度设为5

19、50。1.2.3 设设计寿命固定式压力容容器安全技术术监察规程TSG R0004第32条规定：“为防止压力容器超寿命运行引发安全问题，设计单位一般应在设计图样上注明压力容器设计使用寿命”。HG/T205580-20011钢制制化工容器设设计基础规定定 第八章章相关规定：确定储罐设计使使用寿命，主主要应考虑以以下因素：选择合适的的材料及结构构设计；合理的腐蚀裕量；限制蠕变（高高温工况）或或疲劳的可能能性；容器建造的的费用；装量的更换换周期等。推荐的容器设计计使用寿命如如下：一般容器、换换热器：100年；分馏塔、反反应器、高压压换热器：220年；球形容器:225年；重要的反应应容器（如厚厚壁加氢反

20、应应器、氨合成成塔等）：330年。 考虑本冰醋酸酸储罐的具体体条件，我们们设计该储罐罐的使用寿命命为20年。1.2.4 腐腐蚀速率根据腐蚀数据据与选材手册册第十章 醋酸和醋酸酸工业 中可可以查的：，耐耐醋酸腐蚀最最有良的有下下列一些金属属材料，铬镍镍不锈钢、高高合金不锈钢钢、高硅钢、含含钼高硅铁，镍镍钼铁合金、镍镍钼铬铁合金金等，上述材材料在沸点一一下各种浓度度的酸中腐蚀蚀速率低于00.1mm/a。故在选选用上述钢材材时，将冰醋醋酸的腐蚀速速率确定为00.1mm/a是合理的的。1.2.5 风风载荷根据GB 550009-2001（22006版）建建筑结构荷载载规范第77章、条文说说明7.1.2

21、中相关规规定，风载荷荷是指垂直于于气流方向的的平面所受到到的风的压力力，Wpvv2/16000 kN/m22,v为所处处环境的最大大风速，Wpp指的是标态态下垂直于风风向每平方米米面积所受到到风的压力。查查气象资料可可知，今年南南京最大风力力为12级，也就是是32.6m/s，提供风风载裕度后，取取风速为333m/s，有有Wp10089/166000.681 kkN/m21.2.6 雪雪载荷根据GB 550009-2001（22006版）建建筑结构荷载载规范6.1、条文说说明6.1.2、附录DD.1.1、及及查气象资料料表明，南京京近50年来来积雪最大厚厚度达到377cm，秦岭岭淮河以南地地区雪

22、的密度度区取1500kg/m33,根据Soogh ，可求求出基本雪压压为So00.54kppa，雪载荷根据据公式ShrSo。计算，SSh为雪载荷计计算的标准值值，r为屋面积雪雪分布系数，SSo为基本雪压压，其中，r取值在雪分分布均匀时取取1.0，但但现实中不存存在理想状态态，参考相关关数据r取1.4，计计算后有Shh1.40.540.7566kN/m2第二章 化学品的物化及及危险性分析析2.1、苯乙烯烯 2.1.1、物物化性质中文名称：苯乙乙烯。英文名称：Phhenyleethyleene；Sttyrenee。别名：乙烯苯。CAS No.：100-42-5。分子式：C8HH8；C6HH5CHC

23、HH2。分子量：1044.14。危险标记：7(易燃液体)。 主要成分分：含量: 一级99.5;二级99.0。外观与性状：无无色透明油状状液体。熔点()：-30.6。沸点()：1146。相对密度(水=1)：0.91。相对蒸气密度(空气=1)：3.6。蒸气压(kPaa)：1.333(30.8)。闪点：34.44。燃烧热(kJ/mol)：4376.9。辛醇-水分配系系数(KOWW)： 3.2。 稳定性和反应活活性：稳定。禁配物：氧化剂剂、酸类。避免接触的条件件：光照、空空气。2.1.2、危危险特性分析析根据危险化学学品重大危险险源辨识（GGB18211820009）、危险货物物品名表（GGB 122

24、268-20005）、危危险化学品名名录 （22002版）、剧毒化学品名录（2002版）、建筑设计防火规范（GB50016-2006）、石油化工企业设计防火规范（GB50160-2008）物质常用危险化学品品的分类及标标志 (GBB 136990-92)UN编号石化规建规剧毒品爆炸极限苯乙烯33541高闪点易燃液体体2055乙A乙爆炸上限%(VV/V)： 6.1爆炸下限%(VV/V)： 1.1 2.1.2.11 火灾危险特性性根据石油化工工企业设计防防火规范，苯苯乙烯火灾危危险类别属于于乙A类，其蒸气与空空气可形成爆爆炸性混合物物，遇明火、高高热或与氧化化剂接触，有有燃烧爆炸的的危险。引起起遇

25、酸性催化化剂如路易斯斯催化剂、齐齐格勒催化剂剂、硫酸、氯氯化铁、氯化化铝等都能产产生猛烈聚合合，放出大量量热量。其蒸蒸气比空气重重，能在较低低处扩散到相相当远的地方方，遇火源会会着火回燃。2.1.2.22毒害性苯乙烯有毒，对对眼和上呼吸吸道粘膜有刺刺激和麻醉作作用。高浓度度时，立即引引起眼及上呼呼吸道粘膜的的刺激，出现现眼痛、流泪泪、流涕、喷喷嚏、咽痛、咳咳嗽等，继之之头痛、头晕晕、恶心、呕呕吐、全身乏乏力等；严重重者可有眩晕晕、步态蹒跚跚。眼部受苯苯乙烯液体污污染时，可致致灼伤。慢性性影响：常见见神经衰弱综综合征，有头头痛、乏力、恶恶心、食欲减减退、腹胀、忧忧郁、健忘、指指颤等。对呼呼吸道有

26、刺激激作用，长期期接触有时引引起阻塞性肺肺部病变。皮皮肤粗糙、皲皲裂和增厚。2.2冰醋酸2.2.1 物物化性质乙酸在常温下是是一种有强烈烈刺激性酸味的的无色液体。乙酸的的熔点为16.6（289.6 K）。沸点117.9 (3911.2 K）。相相对密度1.055，闪点39，爆炸极限4%17%（体体积）。纯的的乙酸在低于于熔点时会冻冻结成冰状晶体，所以无无水乙酸又称称为冰醋酸。乙乙酸易溶于水和乙醇，其水溶溶液呈弱酸性性。乙酸盐也易溶溶于水。中文名称：醋酸酸别名：醋酸、冰冰醋酸英文名称：ACCETIC ACID，EEthanooic accid，Viinegarr acidd，mathhane-c

27、carboxxylic acid英文缩写：A C 联合国编号（UUNNO）：2789CAS号：644-19-77 化学式：CH33COOH 分子量：60.05相对密度（水为为1）：1.050凝固点（）：16.7沸点（）：11183粘度(mPa.s）：122(200）20时蒸气压压（kPa）：11.5外观及气味：无无色液体，有有刺鼻的醋味味。溶解性：能溶于于水、乙醇、乙乙醚、四氯化化碳及甘油等等有机溶剂。相容性：材料：稀释后对金金属有强烈腐腐蚀性，3116#和3118#不锈钢钢及铝可作良良好的结构材材料。国国家产品标准准号：GB/T 6766-200772.2.2冰醋醋酸危险性分分析本次的设计中

28、涉涉及的化学物物质有冰醋酸酸。根据危险化化学品重大危危险源辨识（GGB18211820009）、危险货物物品名表（GGB 122268-20005）、危险化学学品名录 （20022版）、剧毒化学学品名录（22002版）、建筑设计防火规范（GB50016-2006）、石油化工企业设计防火规范（GB50160-2008）物质常用危险化学品品的分类及标标志 (GBB 136990-92)UN编号石化规建规剧毒品爆炸极限冰醋酸81601高闪点易燃液体体2789乙A乙爆炸下限为4.7%, 爆爆炸上限为117.0%2.2.2.11火灾爆炸危危险性根据建筑设计计防火规范中中储存物品的的火灾危险性性，冰醋酸的火火灾危险类别别属于乙类 可燃燃性液体会与与空气形成爆爆炸性混合物物。由于冰醋醋酸具有一定定的挥发性，当当温度较高时时，由于温度度升高，蒸发发加速，一旦旦泄露，就会会与外界周围围的空气形成成爆炸性的混混合气体，如如遇到明火就就会发生混合合气体的爆炸