朱升干
(浙江省天正設(shè)計(jì)工程有限公司,浙江 杭州 310000)
化工產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)體系快速發(fā)展具有非常重要的意義。目前國(guó)內(nèi)化工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能增長(zhǎng)方式相對(duì)落后,產(chǎn)業(yè)鏈短、附加值低、產(chǎn)品科技含量較低,要實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和質(zhì)量升級(jí),必須依靠自主科技創(chuàng)新,而科技創(chuàng)新落到實(shí)處就必須加快科技成果高效轉(zhuǎn)化。中試在科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化鏈條中起著十分重要的作用,是科技成果產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié),為創(chuàng)新技術(shù)和創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及壯大提供極為重要的平臺(tái)。國(guó)務(wù)院“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃明確要求:完善創(chuàng)新科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化機(jī)制,大力推動(dòng)科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化;加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的中試基地和共性技術(shù)研發(fā)平臺(tái)建設(shè)。因此,重視科技成果轉(zhuǎn)化中試環(huán)節(jié),建設(shè)化工園區(qū)中試基地,搭建科技成果轉(zhuǎn)化中試公共平臺(tái),是促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的戰(zhàn)略選擇和科學(xué)使然[1-4]。
化工產(chǎn)業(yè)的科技創(chuàng)新是以重大技術(shù)突破和重大發(fā)展需求為基礎(chǔ),對(duì)地方經(jīng)濟(jì)全局和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有重大引領(lǐng)帶動(dòng)作用。一直以來(lái),與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,國(guó)內(nèi)以技術(shù)類(lèi)產(chǎn)業(yè)化的化工企業(yè),尤其是中小型科技企業(yè)發(fā)展舉步維艱,且化工中試項(xiàng)目審批過(guò)程繁瑣,導(dǎo)致技術(shù)成果難以得到中試驗(yàn)證,阻礙了眾多中小型科技企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和科研院所化工新技術(shù)、新產(chǎn)品和新工藝的工業(yè)化。
中試基地是以高校、科研院所、企業(yè)、園區(qū)等為依托,為企業(yè)工業(yè)化生產(chǎn)而開(kāi)展的中間試驗(yàn)開(kāi)放共享平臺(tái),推動(dòng)科研與產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合,加快科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,是打通實(shí)驗(yàn)室和產(chǎn)業(yè)化之間的重要通道以及化工園區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與規(guī)劃建設(shè)的重要組成部分。
國(guó)內(nèi)化工園區(qū)中試基地起步較晚,安徽、江蘇等地區(qū)相繼發(fā)布《安徽省化工中試基地和中試項(xiàng)目管理辦法》《江蘇省化工中試基地和中試項(xiàng)目管理辦法》等,從政策層面支持地方化工產(chǎn)業(yè)的科技創(chuàng)新,推動(dòng)化工中試基地的建設(shè),有利于通過(guò)科技創(chuàng)新夯實(shí)地方化工產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。目前國(guó)內(nèi)主要的化工園區(qū)中試基地見(jiàn)表1。
表1 國(guó)內(nèi)主要的化工園區(qū)中試基地分布
目前國(guó)內(nèi)多個(gè)位列百?gòu)?qiáng)的化工園區(qū)已開(kāi)始布局化工園區(qū)中試基地,旨在通過(guò)中試基地的建設(shè),實(shí)現(xiàn)園區(qū)產(chǎn)業(yè)的高速轉(zhuǎn)型和技術(shù)創(chuàng)新,推動(dòng)高精尖技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
國(guó)內(nèi)尚未有公開(kāi)的化工園區(qū)中試基地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范,中試基地的建設(shè)處于摸索階段,尤其是作為中試項(xiàng)目物料的倉(cāng)儲(chǔ)場(chǎng)所,大多未對(duì)中試項(xiàng)目物料進(jìn)行合理的需求分析及統(tǒng)籌規(guī)劃、管理,且由于中試項(xiàng)目涉及的原料介質(zhì)很多,理化性質(zhì)差異較大,大大增加了中試基地的安全風(fēng)險(xiǎn)。如何科學(xué)合理地規(guī)劃與建設(shè)化工園區(qū)中試基地,從源頭做好中試項(xiàng)目物料的分類(lèi)倉(cāng)儲(chǔ)、使用、回收與監(jiān)管,降低中試基地儲(chǔ)存的安全風(fēng)險(xiǎn),具有重要的研究?jī)r(jià)值。
化工園區(qū)中試基地引進(jìn)的產(chǎn)業(yè)方向一般與當(dāng)?shù)氐幕ぎa(chǎn)業(yè)方向相匹配,中試項(xiàng)目由于生產(chǎn)工藝的差異,其涉及的原料種類(lèi)繁多,物料的性質(zhì)不一,對(duì)儲(chǔ)存的需求不盡相同。我司前后參與杭州灣上虞經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)化工產(chǎn)業(yè)中試基地、中國(guó)科學(xué)院寧波材料所岱山新材料研究和試驗(yàn)基地、浙江大學(xué)衢州研究院中試實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)基地等多個(gè)化工園區(qū)中試基地的總承包及工程設(shè)計(jì),通過(guò)前期中試項(xiàng)目調(diào)研及后期中試基地運(yùn)維交流,中試基地物料倉(cāng)儲(chǔ)需求如下:
(1)介質(zhì)因理化性質(zhì)的不同,其儲(chǔ)存要求不同,可能存在化學(xué)反應(yīng)禁忌的介質(zhì)不得儲(chǔ)存在一個(gè)倉(cāng)庫(kù)內(nèi),比如氧化性介質(zhì)與還原性介質(zhì)需要設(shè)置在不同的倉(cāng)庫(kù)內(nèi),酸性介質(zhì)與堿性介質(zhì)應(yīng)分區(qū)儲(chǔ)存。
(2)存在高溫易分解禁忌的物料(比如過(guò)氧化物)需放置在低溫庫(kù)內(nèi),并具備長(zhǎng)期維持低溫的安全措施。涉及甲乙類(lèi)易燃易爆介質(zhì),倉(cāng)庫(kù)須考慮泄爆設(shè)施,不同的甲類(lèi)介質(zhì)應(yīng)根據(jù)介質(zhì)特性?xún)?chǔ)存在相應(yīng)的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)。
(3)倉(cāng)庫(kù)之間應(yīng)合理分隔,涉及易制毒、易制爆、劇毒品、氣瓶庫(kù)等介質(zhì)儲(chǔ)存,需設(shè)置隔墻,按照“雙人收發(fā)、雙人記賬、雙人雙鎖、雙人運(yùn)輸、雙人使用”的要求執(zhí)行。
(4)中試項(xiàng)目雖然介質(zhì)使用量不大,但大多數(shù)工藝涉及一些通用性的溶劑或酸堿介質(zhì),比如甲醇、乙醇、鹽酸、液堿等,對(duì)原料儲(chǔ)存進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配,采用儲(chǔ)罐的方式,提高通用性介質(zhì)的儲(chǔ)存量,以滿(mǎn)足多個(gè)中試項(xiàng)目的使用要求及減少倉(cāng)庫(kù)的面積,提升土地的利用率。
(5)中試基地應(yīng)統(tǒng)一考慮危險(xiǎn)廢物、一般固廢的儲(chǔ)存收集區(qū)域。
基于中試項(xiàng)目的儲(chǔ)存需求,中試基地應(yīng)結(jié)合中試項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)方向與廠區(qū)面積,設(shè)置適合物料儲(chǔ)存要求的倉(cāng)庫(kù)與罐區(qū),統(tǒng)籌規(guī)劃倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施的布局。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下設(shè)計(jì)要點(diǎn):
(1)危險(xiǎn)化學(xué)品的儲(chǔ)存區(qū)域應(yīng)符合《危險(xiǎn)化學(xué)品倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存通則》(GB 15603—2022)、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50016—2014)(2018 年版)等要求,危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)的面積及倉(cāng)庫(kù)數(shù)量須與中試車(chē)間介質(zhì)儲(chǔ)存需求相匹配。
(2)為盡可能滿(mǎn)足不同介質(zhì)的儲(chǔ)存要求,廠區(qū)應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)存介質(zhì)的特性,設(shè)置與之相匹配的倉(cāng)庫(kù),耐火等級(jí)為一級(jí)。局部分區(qū)應(yīng)考慮設(shè)置冷庫(kù)(溫度控制在-10 ℃)和陰涼庫(kù)(溫度控制在<25 ℃),采用空調(diào)等方式維持倉(cāng)庫(kù)的溫度,用于儲(chǔ)存高溫易分解禁忌的物料??照{(diào)等用電設(shè)備配備二級(jí)用電負(fù)荷,并采用防爆電機(jī)。
(3)甲類(lèi)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)設(shè)置多個(gè)防火分區(qū),對(duì)不同介質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)、分堆、分組隔離儲(chǔ)存,房間通風(fēng)次數(shù)按12 次/h 考慮,荷載上考慮2 t 叉車(chē)的行走,地面為不發(fā)火地坪,防滲處理。倉(cāng)庫(kù)設(shè)置視頻監(jiān)控系統(tǒng)、醒目的防火標(biāo)志、溫濕度表等。儲(chǔ)存區(qū)域安裝避雷設(shè)備,倉(cāng)庫(kù)陰涼通風(fēng),遠(yuǎn)離熱源、火種,防止日光曝曬。庫(kù)內(nèi)照明采用防爆照明燈,開(kāi)關(guān)設(shè)在庫(kù)房外面。建筑物、區(qū)域內(nèi)嚴(yán)禁吸煙和使用明火。
(4)甲類(lèi)倉(cāng)庫(kù)在設(shè)置過(guò)程中,采用防火隔墻的方式劃分多個(gè)區(qū)域,用于儲(chǔ)存易制毒、易制爆、劇毒品等管控介質(zhì),按照“雙人收發(fā)、雙人記賬、雙人雙鎖、雙人運(yùn)輸、雙人使用”管理的要求落實(shí)相關(guān)管控措施,視頻信號(hào)及可燃、有毒氣體報(bào)警信號(hào)接入廠區(qū)的控制中心。
(5)廠區(qū)可設(shè)置多層丙類(lèi)倉(cāng)庫(kù),用于儲(chǔ)存火災(zāi)類(lèi)別為丙類(lèi)及以下的介質(zhì),如設(shè)置高架庫(kù),可用于儲(chǔ)存固體介質(zhì)。根據(jù)理化性質(zhì)對(duì)儲(chǔ)存的介質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)、分堆、分組存放,房間通風(fēng)次數(shù)按6 次/h 考慮,荷載上考慮2 t 叉車(chē)的行走,地面采用防滲防腐處理,設(shè)置視頻監(jiān)控系統(tǒng)。設(shè)置醒目的防火標(biāo)志、溫濕度表等。儲(chǔ)存區(qū)域安裝避雷設(shè)備,建筑物、區(qū)域內(nèi)嚴(yán)禁吸煙和使用明火。
(6)中試基地宜設(shè)置通用性介質(zhì)的儲(chǔ)罐,儲(chǔ)罐容積控制在30~60 m3左右,用于儲(chǔ)存有機(jī)溶劑及酸堿介質(zhì)。儲(chǔ)罐之間的防火間距按照《精細(xì)化工企業(yè)工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》(GB 51283—2020)、《儲(chǔ)罐區(qū)防火堤設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50351—2014)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì),采用單罐單堤的方式進(jìn)行隔離。用于儲(chǔ)存有機(jī)溶劑的儲(chǔ)罐,應(yīng)設(shè)置氮封系統(tǒng)、呼吸閥和緊急泄放人孔。用于儲(chǔ)存酸性堿性介質(zhì)的儲(chǔ)罐,應(yīng)考慮設(shè)備防腐和地坪的防腐處理要求。儲(chǔ)罐均設(shè)置完善的液位、壓力等儀表及報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能。
(7)中試基地應(yīng)按照《危險(xiǎn)廢物貯存污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18597—2023)、《化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50483—2019)的要求,設(shè)置符合安全儲(chǔ)存要求的危廢倉(cāng)庫(kù),對(duì)危廢進(jìn)行統(tǒng)一收集,配備有視頻監(jiān)控系統(tǒng)、尾氣吸收系統(tǒng)、可燃有毒氣體報(bào)警裝置等安全設(shè)施,確保危廢物貯存、運(yùn)輸、處置安全。
(1)中試基地設(shè)置專(zhuān)業(yè)的運(yùn)維管理團(tuán)隊(duì)進(jìn)行整體運(yùn)行和管理,統(tǒng)一考慮中試基地物料的運(yùn)輸、儲(chǔ)存與配送。運(yùn)維管理團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)中試基地物料儲(chǔ)存的調(diào)配與過(guò)程監(jiān)管,中試項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)物料申報(bào)、運(yùn)輸、使用及回收等過(guò)程,并接受運(yùn)維管理團(tuán)隊(duì)的安全監(jiān)管。
(2)中試基地內(nèi)部設(shè)置倉(cāng)儲(chǔ)管控系統(tǒng),由中試項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在系統(tǒng)內(nèi)對(duì)物料理化特性、儲(chǔ)存與使用等進(jìn)行申報(bào),經(jīng)中試基地運(yùn)維管理團(tuán)隊(duì)同意后,再進(jìn)行物料的調(diào)配使用。倉(cāng)儲(chǔ)管控系統(tǒng)可在線(xiàn)對(duì)物料存量及使用量等進(jìn)行記錄,進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估,以降低安全風(fēng)險(xiǎn)。
(3)中試基地設(shè)施實(shí)行多級(jí)管控,倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)設(shè)置圍欄與生產(chǎn)區(qū)進(jìn)行隔離,并通過(guò)視頻監(jiān)控、分級(jí)刷卡、人員智能定位等智慧管理手段,對(duì)倉(cāng)庫(kù)、罐區(qū)等進(jìn)行權(quán)限的分級(jí)管理,精準(zhǔn)調(diào)配,實(shí)現(xiàn)物料儲(chǔ)存、使用、回收全過(guò)程監(jiān)管,管控?cái)?shù)據(jù)接入中試基地智慧管理平臺(tái)。
倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施的建設(shè)是化工園區(qū)中試基地非常重要的輔助設(shè)施,是關(guān)系到中試項(xiàng)目運(yùn)行與中試基地安全管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文根據(jù)化工園區(qū)中試項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)方向及物料的理化性質(zhì),對(duì)中試基地倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施進(jìn)行整體規(guī)劃。通過(guò)對(duì)中試基地倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施的需求分析與研究,科學(xué)合理進(jìn)行中試項(xiàng)目物料儲(chǔ)存設(shè)施的設(shè)計(jì),配備視頻監(jiān)控、控制系統(tǒng)、通風(fēng)設(shè)施等安全管控措施,并采用分級(jí)權(quán)限管理的方式,實(shí)現(xiàn)物料儲(chǔ)存、使用、回收的全過(guò)程監(jiān)管,為化工園區(qū)中試基地的物料儲(chǔ)存、安全管理與風(fēng)險(xiǎn)可控提供解決方案。