楊勇(上海利柏特工程技術(shù)有限公司，上海 201101)

0 引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，精細(xì)化工作為石油化工行業(yè)發(fā)展的一個(gè)分支在我國的石化產(chǎn)業(yè)發(fā)展中占有重要地位，而罐區(qū)作為化工企業(yè)的重要組成部分，在最近三年發(fā)生屢次發(fā)生嚴(yán)重的安全事故，造成重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，如2017年山東臨沂金譽(yù)石化“6.5”罐車泄漏導(dǎo)致液化氣球罐區(qū)，異辛烷罐區(qū)起火燃燒，至10人死亡，9人受傷等重大事故。2019年寧波北海燃料化工有限公司發(fā)生的油罐爆燃事故，造成2人死亡。因此，對罐區(qū)設(shè)備布置做深入探討是非常必要的，以確保其安全性及合理性。

儲罐是用于儲存液體或氣體的設(shè)備，幾乎在每個(gè)精細(xì)化工生產(chǎn)企業(yè)中，起著重要的作用。罐區(qū)主要包含儲罐、防火堤、隔堤以及配套的裝卸泵。本文將以某項(xiàng)目(以下簡稱N項(xiàng)目)為例，介紹和分析精細(xì)化工企業(yè)可燃液體及化學(xué)品罐區(qū)的設(shè)備布置要點(diǎn)。

N 項(xiàng)目主要生產(chǎn)有機(jī)過氧化物產(chǎn)品，涉及到多種不同原料，火災(zāi)類別及理化性質(zhì)各異，因此在罐區(qū)布置中需要考慮的因素較多。本文將按下圖的順序?qū) 項(xiàng)目儲罐布置進(jìn)行介紹及分析。

1 罐區(qū)物料理化性質(zhì)分析

1.1 物料物性數(shù)據(jù)收集.

在罐區(qū)的布置設(shè)計(jì)過程中應(yīng)明確儲存介質(zhì)的密度、閃點(diǎn)、火災(zāi)危險(xiǎn)性等關(guān)鍵參數(shù)，以便進(jìn)行安全，可靠的平面布置分析。N 項(xiàng)目罐區(qū)存儲物料的火災(zāi)類別及部分理化性質(zhì)如表1所示。

1.2 存儲物料分析

表1 N項(xiàng)目罐區(qū)存儲物料性質(zhì)

根據(jù)表1 中物料的閃點(diǎn)和爆炸下限，可確定其“火災(zāi)危險(xiǎn)性分類”,對于部分不在《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》GB 0160—2018(后稱《石化規(guī)》)中的存儲介質(zhì)，可以參照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016—2014(后稱《建規(guī)》)確定火災(zāi)危險(xiǎn)類別。物料的滅火方式根據(jù)“水溶性”確定，存儲水溶性和非水溶性介質(zhì)的儲罐之間應(yīng)布置隔堤。儲罐區(qū)地面的防腐防滲措施根據(jù)物料的“酸堿性”確定，酸性物料和堿性物料盡量分開，如果鄰近布置應(yīng)布置隔堤。

1.3 儲罐選型，容積及數(shù)量.

對于N 項(xiàng)目的儲罐而言，所儲存的化學(xué)物質(zhì)主要為可燃液體，酸，堿。根據(jù)N 項(xiàng)目的原料消耗量及相關(guān)儲存周期規(guī)定，可以確定儲罐的容量。同時(shí)，儲罐尺寸及數(shù)量也需要考慮占地面積、儲罐運(yùn)輸及制造、維護(hù)等多方面的因素。最后N 項(xiàng)目確定的物料儲罐類型及容積如表2所示。

根據(jù)表1，可以看出存儲物料的火災(zāi)危險(xiǎn)性有甲類，乙類等(按《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50016—2014)分為五類)，根據(jù)表2，可以知曉儲罐的形式及容積，根據(jù)《石化規(guī)》6.2.5條要求，火災(zāi)危險(xiǎn)類別不同的儲罐(≤1000m3)也可同組布置。N 項(xiàng)目對于叔丁基過氧化氫(TBHP)這種物料有工藝的特殊要求中，這種物料的防火堤包含的容積為儲罐儲存容積的1.5倍，根據(jù)以上對存儲物料的分析及儲罐數(shù)量，將儲罐作如下布置：9種物料儲罐分為2個(gè)罐組，異構(gòu)烷烴，甲基乙基酮，甲醇為罐組1，其余物料為罐組2，罐組1用隔堤分隔存儲，并預(yù)留一儲罐位置；根據(jù)工藝要求，罐組2中TBHP 需要盡量大的防火堤容積，故靠近一側(cè)布置，H2O2布置在另一側(cè)；中間依次布置KOH，NaOH，DMP，HCl，用隔堤分割儲存。圖l 為N 項(xiàng)目罐區(qū)平面布置圖。圖中下部為罐組，上部為裝卸泵區(qū)，儲罐的編號與表1中物料的順序號相對應(yīng)。

2 罐區(qū)設(shè)備布置

2.1 儲罐的布置

2.1.1 儲罐防火間距要求

罐區(qū)內(nèi)儲罐防火距離的確定，主要考慮物料的火災(zāi)危險(xiǎn)性、儲罐形式、儲罐容量和火災(zāi)情況下消防滅火的操作要求。具體的參數(shù)選取，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的性質(zhì)，遵守《建規(guī)》，《石化規(guī)》等相關(guān)規(guī)范。除此之外，《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)危險(xiǎn)化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)計(jì)管理的通知》(2013)76號文(后稱安監(jiān)總管三(2013) 76號文)及《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)化學(xué)品罐區(qū)安全管理的通知》(2014)68號文(后稱安監(jiān)總管三(2014) 68號文)也有相關(guān)規(guī)定。

N 項(xiàng)目罐區(qū)的儲罐間距應(yīng)符合《石化規(guī)》表6.2.8.相鄰儲罐間的間距取相鄰較大罐直徑的0.75D。在這點(diǎn)上，《石化規(guī)》與《建規(guī)》的要求是一致的。

表2 N項(xiàng)目罐區(qū)存儲容積及數(shù)量

圖1 N項(xiàng)目罐區(qū)平面布置圖

2.1.2 儲罐距防火堤及隔堤的要求

儲罐距防火堤及隔堤除了應(yīng)符合《石化規(guī)》的相關(guān)要求，還應(yīng)根據(jù)(2013)76號文的規(guī)定，應(yīng)執(zhí)行相關(guān)規(guī)范最嚴(yán)格條款，同時(shí)可燃液體儲罐均應(yīng)單獨(dú)設(shè)置防火堤或防火隔堤：

(1)儲罐到防火堤的距離應(yīng)符合6.2.13條規(guī)定，不應(yīng)小于罐壁高度的一半。

此規(guī)定不僅適用于可燃液體，也適用于鹽酸、氫氧化鉀、氫氧化鈉有腐蝕性、毒性的液體。但同時(shí)應(yīng)注意這里的罐壁高度指的是罐本體的高度，不應(yīng)再加上罐基礎(chǔ)的高度(但從安全的角度，建議考慮儲罐基礎(chǔ)的高度)。

(2)防火堤的有效容積應(yīng)符合6.2.12條規(guī)定不應(yīng)小于罐組內(nèi)1個(gè)最大儲罐的容積。

此規(guī)定是考慮罐區(qū)內(nèi)的防火堤容積可以覆蓋最大儲罐的泄漏。根據(jù)此條可以計(jì)算罐區(qū)尺寸，在確定罐區(qū)尺寸后，應(yīng)再次復(fù)核防火堤有效容積是否能滿足規(guī)范要求，對于無法滿足有效容積的可以調(diào)整罐區(qū)尺寸或者防火堤高度。同時(shí)應(yīng)注意這里的有效容積的計(jì)算應(yīng)將儲罐基礎(chǔ)所占的容積扣除。N 項(xiàng)目的TBHP 罐的防火堤容積有特殊要求，超出規(guī)范，應(yīng)特別注意。上述2處《石化規(guī)》與《建規(guī)》的要求是一致的。

(3)罐組防火堤及隔堤的高度應(yīng)符合6.2.17條規(guī)定。立式儲罐防火堤的高度應(yīng)在1～2.2m 之間。隔堤高度不應(yīng)低于0.5m，本處《建規(guī)》也做出了相應(yīng)規(guī)定，防火堤高度在1～2m 之間。

(4)相鄰罐組防火堤的間距應(yīng)符合6.2.14條規(guī)定凈距不小于7m。

(5)隔堤內(nèi)的有效容積應(yīng)符合6.2.12條規(guī)定不應(yīng)小于隔堤內(nèi)1個(gè)最大儲罐容積的10%。這里應(yīng)注意盡管規(guī)范只有覆蓋最大儲罐容積的10%的容積要求，但是如果工藝需要或者安全考慮，隔堤容積在有條件的情況下還是可以按照覆蓋隔堤內(nèi)最大儲罐容積考慮，例如N 項(xiàng)目中罐組2中，酸儲罐，堿的儲罐隔堤容積都可以覆蓋各自的儲罐容積，這是由于酸和堿起化學(xué)反應(yīng)。

2.2 泵區(qū)的設(shè)備布置

泵區(qū)的應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目所在地的氣候環(huán)境等因素選擇，根據(jù)《石化規(guī)》5.3.2條及5.3.5條要求，N 項(xiàng)目罐組的專用泵布置在罐組防火堤上側(cè)，采用露天布置，并考慮泵組的安裝、操作及維修通道。并設(shè)計(jì)圍堰及排水措施，以防止可燃液體或者有毒，有腐蝕液體溢出。泵組布置設(shè)計(jì)時(shí)還需注意相關(guān)的距離要求，N 項(xiàng)目中泵組距離可燃液體儲罐為大于10m，距離汽車裝卸鶴位大于8m。

綜上所述，N 項(xiàng)目的罐區(qū)平面布置如圖1，此布置綜合考慮儲罐設(shè)備的安全與經(jīng)濟(jì)型原則，并充分考慮工藝的要求，在遵循以上原則的基礎(chǔ)上，較少的占地空間及緊湊的布置為項(xiàng)目的整體預(yù)留空間做了充分的考慮。

3 罐區(qū)輔助設(shè)施布置

在確定了儲罐，泵，防火堤及隔堤的布置后，罐區(qū)需要一些輔助設(shè)施也應(yīng)予注意，如人行臺階，洗眼器，公用工程站，圍堰，集水坑，地溝等。人行臺階布置應(yīng)符合《石化規(guī)》6.2.17條要求，一般布置在防火堤的不同方位上，一般一個(gè)隔堤內(nèi)應(yīng)至少有2個(gè)不同方位上的踏步。罐區(qū)的洗眼器應(yīng)按照15m 的覆蓋半徑設(shè)置，有工藝需求的洗眼器應(yīng)單獨(dú)設(shè)置。公用工程站宜按15m 覆蓋半徑設(shè)置，并充分考慮檢維修的操作空間及頻次。圍堰應(yīng)將泵和相關(guān)閥門都覆蓋在內(nèi)，并根據(jù)工藝需要確定圍堰內(nèi)泵的個(gè)數(shù)。地溝與集水坑的布置需要與給排水專業(yè)共同協(xié)商確定。同時(shí)根據(jù)以下要求完善罐區(qū)設(shè)備布置：

(1)罐區(qū)應(yīng)根據(jù)罐組內(nèi)儲存物料的性質(zhì)及火災(zāi)危險(xiǎn)性，設(shè)置固定滅火或者活動滅火裝置，包括消防水系統(tǒng)以及泡沫滅火系統(tǒng)。

(2)罐區(qū)在滿足相關(guān)規(guī)范間距要求后，應(yīng)適當(dāng)布置梯子，平臺等輔助設(shè)施，充分考慮生產(chǎn)及檢修過程中的安裝，操作及維修空間。

(3)充分考慮與廠內(nèi)道路的間距要求，根據(jù)安監(jiān)總管三(2013)76號文，從嚴(yán)執(zhí)行相關(guān)的防火規(guī)范。如可燃液體儲罐到廠內(nèi)主路的距離應(yīng)遵守建規(guī)，應(yīng)按15m 執(zhí)行。

綜上所述，罐區(qū)的平面布置的關(guān)鍵點(diǎn)為間距及容積要求，如儲罐之間、儲罐距離泵、儲罐距離防火堤、儲罐距離廠內(nèi)道路、泵距離廠內(nèi)道路等的間距都有相關(guān)的規(guī)范要求。防火堤及隔堤也有相應(yīng)的容積及高度要求。

4 結(jié)語

精細(xì)化工罐區(qū)的設(shè)備平面布置首先應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范(如《建規(guī)》，《石化規(guī)》等)，并執(zhí)行安監(jiān)總局的相關(guān)文件(安監(jiān)總管三(2013) 76號文，安監(jiān)總管三(2014) 68號文，同時(shí)滿足業(yè)主特殊的防火要求(如TBHP 罐的防火堤容積)，其次力求做到經(jīng)濟(jì)，合理，整齊。最后需要在配管深入階段逐步優(yōu)化解決設(shè)備布置的要點(diǎn)，比如操作檢修點(diǎn)(閥門，儀表等)的可操作性，設(shè)備梯子附近的管道是否會妨礙人員通行等。本文雖然列出罐區(qū)布置的要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，但由于不同的精細(xì)化工項(xiàng)目涉及的物料不同，在實(shí)際的項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中仍需根據(jù)具體的項(xiàng)目情況具體分析。