简述环氧乙烷罐区在工程设计中应采取的安全措施

第２１期　唐华：简述环氧乙烷罐区在工程设计中应采取的安全措施　・９７・　简述环氧乙烷罐区在工程设计中应采取的安全措施　瞎　华　（江苏智道工程技术有限公司，江苏南京２１０００９）　摘要：环氧乙烷为中度危害物质，为了避免环氧乙烷罐区泄露事件发生，根据相关法规、规范的要求，提出一些在工程设计时应采　取的安全措施。　关键词：环氧乙烷；３２程设计；安全措施　中图分类号：ＴＱ０８６．１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００８—０２１Ｘ（２０１５）２１—００９７—０２　环氧乙烷（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ　Ｏｘｉｄｅ，Ｅ０）为一种较为简单的环醚，　表１（续）　属于杂环类化合物，是重要的石化产品。环氧乙烷在低温下　相邻工厂或设施　防火间距／ｍ　为无色透明液体，在常温下为无色带有醚刺激性气味的气　液化烃管组（罐外壁）　体，气体的蒸汽压高，３０℃时可达１４１ｋＰａ。沸点（１０１．３ｋＰａ）：　厂外公路高速　边’　３５　１０．４ｏＣ，闪点：一１７．８￣Ｃ，熔点：一１１２．２＇１２，爆炸下限（Ｖ／Ｖ）：　２５　３％，爆炸上限（Ｖ／Ｖ）：８０％。环氧乙烷蒸气能与空气形成范　变配电站（围墙）　８０　围广阔的爆炸性混合物；遇到热源和明火均有燃烧爆炸的危　险，若遇高热即可发生剧烈分解，引起容器破裂或爆炸事故。　架空电力线路（中心线）　１．５倍塔杆高度　接触碱金属、氢氧化物或高活性催化剂如铁、锡和铝的无水　Ｉ、Ⅱ级国家架空通信线路（中心线）　５Ｏ　氯化物及铁和铝的氧化物可大量放热，并可能引起爆炸。环　通航江、河、海岸边　２５　氧乙烷蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇　地区埋地　原油及成品油（管道中心）　３０　明火会引着回燃。　输油管道　液化烃（管道中心）　６Ｏ　根据《危险化学品重大危险源辨识》ＧＢ１８２１８—２０ｏ９　３０　上规定，环氧乙烷储存量大于等于１０ｔ即构成重大危险源，因　地区埋地输气管道（管道中心）　此，为了保证储存、生产的安全，环氧乙烷罐区在工程设计中　装卸油品码头（码头前沿）　７０　应充分考虑其安全设施和措施。　罐区周边布置绿化用地，以种植草皮为主，配置小灌木。　ｌ　总图、布局方面的对策措施　绿化植物选择为多水分、低油脂的常绿植物或花卉。　环氧乙烷罐区在设计中应充分考虑自然灾害的影响并　２工艺方面安全对策措施　采取相应的防范手段，将自然条件对项目的影响降到最低程　（１）环氧乙烷属于危害程度为Ⅲ级（中度危害）的职业　度，包括所在地的地质、地形、水文、地震、台风、洪水、雷击、　性接触毒物，为防止环氧乙烷气体污染环境，对环氧乙烷的　气象等自然条件。在厂区内的布置应根据生产性质、工艺要　生产必须做到设备和管道的密封。工作场所做好个人防护，　求及火灾危险性的大小、地形与风向等因素，并做到与本厂　并设置环氧乙烷气体检测报警仪，检测空气中环氧乙烷浓　内各个单元以及相邻厂区的建筑物间距要求。各主要设施　度，使之不得超过规定范围。　的安全距离严格按照《石油化工企业设计防火规范》　（２）根据生产消耗量，环氧乙烷罐区内设计三台储罐，两　ＧＢ５０１６０—２００８【２　等规定设置，预留相应的防火安全间距，采　台储存环氧乙烷，一台空罐，一旦事故出现时，将其中一台内　用道路分隔，防止一旦发生火灾造成火势扩大、蔓延，满足防　的物料导人另一台储罐内，减少事故危险和物料损失。　火防爆等安全要求。　涉及环氧乙烷的露天装置、贮罐及其设备按《建筑物防雷设　根据《石油化工企业设计防火规范》ＧＢ５０１６０—２００８中　计规范））ＧＢ５００５７—２０１０　设置防雷设施，防雷接地线与防静电　规定，环氧乙烷属于甲Ａ类物质，其储罐区（液化烃罐组）与　接地线分别设置，单独接地。防雷的接地电阻值小于１Ｏｎ。　相邻工厂或设施的防火间距见表１。　（３）环氧乙烷设备、管道系统按《化工企业静电接地设　表１　储罐区与相邻工厂或设施的防火间距　计规程》ＨＧ／Ｔ２０６７５—１９９０【４　要求设置防静电措施，防静电　接地电阻值小于１００ｎ，符合ＧＢ５０１６０—２００８中９．３的规定。　相邻工厂或设施　防火间距／ｍ　（４）环氧乙烷储罐设置齐全的安全附件。对液位的控制　液化烃管组（罐外壁）　设置液位就地显示、液位变送器、高低液位显示报警等，对压　居民区、公共福利设施、村庄　１５Ｏ　力的控制设置压力就地显示、压力变送器、压力显示超限报　相邻工厂（围墙或用地边界线）　１２０　警等，对温度的控制设置温度就地显示、温度变送器、温度显　５５　示超限报警等，液位、温度、压力的变送信号远传至主控制　铁路　，　４５　室。环氧乙烷储罐设置安全阀、放空管和阻火器等泄压及防　国家或工业区铁路编组站　５５　火防爆措施，安全阀的出口排至系统。　（铁路中心线或建筑物）　（５）环氧乙烷储罐附近设置环氧乙烷气体泄漏检测报警　收稿日期：２０１５—０８—２７　作者简介：唐华（１９７８一），男，工程师，主要从事化工、节能环保类工程设计。　山・东化工　９８・　ＳＨＡＮＤ０ＮＧ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　２０１５年第４４卷　仪；环氧乙烷储罐设置固定式水喷雾冷却系统。罐区四周的　道路路边设置手动火灾报警按钮，其问距不大于１００　ｎｌ。　（６）进入环氧乙烷储罐的环氧乙烷管线设置远程控制的　紧急切断阀，并与储罐的液位、压力、温度、环氧乙烷的气体　浓度形成联锁，一旦发生液位、压力、温度和环氧乙烷的气体　浓度超限报警，则关闭切断阀，切断环氧乙烷的输入。定期　检查，确保正常动作。　（７）环氧乙烷管道选用３０４　Ｌ不锈钢材料，储罐开口接　管的阀门及管件的管道压力等级不低于２．０ＭＰａ，其垫片采　阀位等由ＤＣＳ、ＳＩＳ来实现显示和报警。当生产过程故障和　其它因素，导致工艺参数偏离正常值时，ＤＣＳ、ＳＩＳ报警提醒　操作人员及时检查故障或调整运行参数，使生产重新恢复正　常；当故障影响到工艺安全时，ＤＣＳ、ＳＩＳ通过系统逻辑关系，　使阀门处于安全位置，或局部停运，或全厂紧急停车，实现生　产安全连锁。　在系统故障或电源故障情况下，系统将使关键设备或生　产装置处于安全位置或状态，避免发生生产事故。　为确保人身和生产设备安全，在爆炸危险区域有可能泄　用缠绕式垫片。阀门压盖的密封填料采用难燃烧材料。　（８）进出环氧乙烷储罐、循环泵、供料泵的环氧乙烷管线　均设置绝热保冷层。　（９）环氧乙烷储罐周围设置０．６　ｍ高的防火堤，防火堤内周　设置｝｛冰沟。排水沟底设置０．３％的坡度，利用重力流排水。　（１０）环氧乙烷储罐制作时选择有资质的施工单位，并且　基础制作进行沉降实验。　（１１）环氧乙烷系统运行时，不使用铁制工具撞击，未采　取安全措施时不带压修理和紧固，不穿带钉鞋和易产生静电　的服装等进入生产现场。　（１２）环氧乙烷管道采用架空敷设，环氧乙烷管道做压力试　验和泄露试验。管道设备投入使用前系统进行清洗吹扫，做耐　压试验及气密性试验，并用氮气置换，合格后方可投人使用。　（１３）与环氧乙烷接触的设备、管道、阀门、仪表选用钢材　或铸钢材料，严禁用铜、银、汞材质。　（１４）注意防火，加强设备维修保养，须在高浓度环境中　工作时，合理使用呼吸器式防毒面具。环氧乙烷急性中毒　时，立即将其移离现场，吸入新鲜空气，必要时施以人工呼吸　或吸氧。皮肤或眼受污染时尽快用大量清水冲洗。　（１５）在设计过程中环氧乙烷物料输送用氮气压料输送，　部分环氧乙烷物料用泵输送时，为防止环氧乙烷泵的温度升　高，设计上采用了防止泵憋压的联锁控制和轴承温升联锁控　制，并设有水喷淋保护。　（１６）管路连接除阀门及其它管件和设备等需要法兰连接　处外，其余则选用焊接结构并尽量减少焊接点，以减少泄漏。　（１７）管路布置遵循尽可能使环氧乙烷在停车时能自行　靠重力从管路中排净的原则，避免出现“ｕ”形和气袋。在不　可避免出现上述情况时，设立排净或排空装置。　（１８）为防止环氧乙烷聚合物阻塞管路，已在管路的适当　部位设置氮气吹扫系统，并在相应管道安全阀前设置防爆　膜，以保护安全阀可以正常启动。　（１９）天然橡胶和石棉垫片会被环氧乙烷溶解促进环氧　乙烷聚合，选择聚四氟乙烯和不锈钢缠绕式垫片。系统内的　保冷隔热材料，选择聚氨酯阻燃泡沫塑料，外裹泡沫玻璃，防　护层采用铝皮包裹，外刷防火涂料。　（２ｏ）为防止与反应器相连的第一道阀门、法兰或垫片因　质量或其他原因发生泄漏，在设计时提高一个压力等级。　（２１）由于环氧乙烷属于有毒有害物质，应增强防护措　施，尽量避免工作人员长时间在此类单元作业。　（２２）为预防储罐因泄漏而发生的燃烧、爆炸事故，在其底部　增设—个浓度自动报警器，加强对环氧乙烷泄漏的监控报警。　３　自动控制系统安全对策措施　按照相应的法律法规，甲类装置需要设置ＳＩＳ系统，即　安全联锁系统。工艺运行参数、运转设备的状态、开关阀的　漏乙Ａ以上的可燃气体和有毒气体的地方，按《石油化工可　燃气体和有毒气体检测报警设计规范》ＧＢ５０４９３—２００９【６　规　范设置可燃气体和有毒气体传感变送器，（带现场一体化声　光报警），以确保生产系统和人身安全。重于空气的可燃、毒　性气体或蒸汽等气体检测点设于距地面或平台０．５ｍ处。其　信号直接进入控制室内相对独立的ＤＣＳ报警监控单元。　４　电气系统安全对策措施　根据国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规　范》ＧＢ５００５８—２０１４　的规定，按释放源级别、通风条件、易　燃物质比重等，划分爆炸和火灾危险区域的等级和范围。防　爆电气设备将根据爆炸性气体混合物的分级、分组选型，所　有电气装置防爆等级按不低于ＩＩＢＴ４选型。　电气设备选型遵循安全、可靠、经济、节能、操作灵活的　原则。防爆照明箱、防爆检修电源箱、防爆照明灯具选用Ｅｘ—　ｄｌＩＢＴ４　ＩＰ６５　Ｆ２型。　照明灯具选用节能型光源、灯具以及电子镇流器、节能　电感型镇流器。　５给排水设施设计采取的主要安全措施　环氧乙烷极易溶解于水，因此，用水稀释是最方便经济　和有效的安全保护和消防方案。在储罐上端设置了水喷淋　装置，并保证水呈喷射状，喷射水量在１Ｏ～１５　Ｌ／（ｍｉｎ・　Ｉｎ’），采用手动控制。消防冷却用水的延续时间按６　ｈ计，罐　区消防冷却水量按１只着火罐、２只邻近罐计算。　６结束语　环氧乙烷罐区属于重大危险源，在工程设计过程中各个　专业都要重视。其性质决定无论是作为原料还是产品，在储　存、使用过程中都要倍加小心，所以从设计阶段就要采取一　系列的措施来保障安全。　参考文献　［１］国家质量监督检验检疫总局．ＧＢ　１８２１８—２００９危险化学　品重大危险源辨识［ｓ］．北京：中国标准出版社，２００９．　［２］住房和城乡建设部．ＧＢ　５０１６０—２００８石油化工企业设计　防火规范［ｓ］．北京：中国计划出版社，２００９．　［３］住房和城乡建设部．ＧＢ　５００５７—２０１０建筑物防雷设计规　范［Ｓ］．北京：中国计划出版社，２０１１．　［４］化学工业部．ＨＧ／Ｔ　２０６７５—１９９０化工企业静电接地设计　规程［Ｓ］．北京：化学工业出版社，１９９０．　［５］国家质量监督检验检疫总局．ＴＳＧ　Ｄ０００１—２００９压力管　道安全技术监察规程一工业管道［Ｓ］．北京：新华出版　社，２００９．　［６］住房和城乡建设部．ＧＢ　５０４９３—２００９石油化工可燃气体　和有毒气体检测报警设计规范［ｓ］．北京：中国计划出版　社，２００９．　（下转第１０４页）　山东化工　・１Ｏ４・　ＳＨＡＮＤＯＮＧ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　２０１５年第４４卷　４　５　转轴安装在衣架盖４上，当挂衣架不使用时，衣架盖４处于　闭合状态，使用时，可通过转轴转动衣架盖４上的挂钩６，此　时，挂钩６可用于挂衣物，当需要使用挂衣架时，再通过转轴　将挂钩６收起，打开衣架盖４，展开横杆２即可使用。　３结语　该挂衣架结构简单，易于制造，且在不使用时，可将横杆　图３　隐藏式挂衣架结构示意图　收起，将衣架盖合上，有效地节约了室内空间，且美观大方。　另外，衣架盖采用聚丙烯材料，安全卫生、环保、易于上色，颜　色还可根据客户喜好进行调整，将本实用新型衣架安装在室　内，对室内起到了很好的装饰效果。　参考文献　图４挂钩结构示意图　［１］周玉丰．机械设计基础［Ｍ］．北京：机械工业出版社，　如图３所示的一种隐藏式挂衣架包括底座１、横杆２和　２００８．　衣架盖４。横杆２一端通过百叶５安装在底座１上，横杆２　［２］张春林．机械创新设计［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２０１０．　上设有若干凸起３，衣架盖４一侧通过百叶５安装在底座１　［３］史新逸．机械设计基础（项目化教程）［Ｍ］．北京：化学　一侧。将衣架盖４下侧通过百叶５安装在底座１上侧，这样　工业出版社，２０１２．　衣架盖４翻开时，占用空间少。当然也可以选择安装在底座　１其他侧，但是比较占用空间。　（本文文献格式ｉ杜存金。李培培，张达志，等．一种隐藏式挂　如图４所示，衣架盖４上嵌设有挂钩６，挂钩６一端通过　衣架的设计［Ｊ］．山东化工。２０１５。４４（２１）：１０３—１０４．）　（上接第９８页）　［９］住房和城乡建设部．ＧＢ５００５８—２０１４爆炸和火灾危险环　［７］国家质量监督检验检疫总局．ＧＢ／Ｔ　８１７５—２００８设备及　境电力装置设计规范［Ｓ］．北京：中国计划出版社，２０１４．　管道绝热设计导则［Ｓ］．北京：中国标准出版社，２００８．　［８］国家石油和化学工业局．ＳＨ３０９７—２０００石油化工静电接　（本文文献格式：唐华．简述环氧乙烷罐区在工程设计中应　地设计规范［ｓ］．北京：中国标准出版社，２０ｏ０．　采取的安全措施［Ｊ］．山东化工。２０１５，４（２１）：９７—９８。１０４．）　（上接第１００页）　依据上述原则，确定出该区长２　、长２：　各井点控制范　围的油层含油饱和度为４２．２％和４２．７％。同压汞法、取心　＾　分析法计算结果趋于一致。　５地面原油密度、原油体积系数与原始气油比　根据该区油藏地面原油密度分析结果，长２油层地面原　＼　营　油密度（ｐ０）平均值０．８２８　ｇ／ｅｒａ　。根据该区油藏泉８５井高　压物性分析结果，长２油层原油体积系数（Ｂ。．）平均值１．０９３，　扭　原始气油比３６．５　ｍ　／ｔ。　６结语　下寺湾油田的储量研究利用了该区分析化验、取芯等资　图５长２储层孔隙度与声波时差关系图　料，对三叠系延长组长２油层的含油面积、有效厚度、有效孔　４含油饱和度　隙度、原始含油饱和度等储量计算参数进行了综合研究。参　依据在多次储量计算中所取得的成功经验，利用阿尔奇　数的取值依据充分，取值合理，利用其计算石油地质储量方　公式可直接计算得出地层原始含油饱和度，并以密闭取心法　法可行，能够充分满足国家储量计算的标准要求。　计算得出的值和压汞法计算值进行检验。利用该区经验统　参考文献　计得到的值作为其计算参数。　［１］杨通佑，范尚炯，陈元千，等．石油天然气储量计算方法　阿尔奇公式为：　［Ｍ］．北京：石油工业出版社，１９９８．　．Ｓ　［２］尚明忠，苏映红，侯春华，等．新增探明储量经济可采储量　计算方法［Ｊ］．油气地质与采收率，２００２，９（５）：４２—４３．　式中：ｓ　Ｓ。　一含水饱和度、原始含油饱和度，ｆ；Ｒ。一地层　电阻率，２１・ｍ；Ｒ　一地层水电阻率，Ｑ・ｍ，选用０．０２６１２・　（本文文献格式：任俏龙。邓高军，王钟远．鄂尔多斯盆地下寺　ｍ；ａ一岩性系数；ｂ一饱和度参数；ｍ一孔隙度指数；ｎ一饱和　湾油田储量计算参数优选［Ｊ］．山东化工。２０１５。４（２１）：９９—　度系数。ａ、ｂ、ｍ、ｎ系数由该区岩电实验结果拟和确定，具体　１００，１０４．）　取值为：ａ＝１．０，ｂ＝０．９７，ｍ＝１．６７，１３．＝１．９９。