可燃液体罐区的设备布置浅析

杨勇(上海利柏特工程技术有限公司，上海 201101)

0 引言

近年来，随着我国经济的不断发展，精细化工作为石油化工行业发展的一个分支在我国的石化产业发展中占有重要地位，而罐区作为化工企业的重要组成部分，在最近三年发生屡次发生严重的安全事故，造成重大的人员伤亡和经济损失，如2017年山东临沂金誉石化“6.5”罐车泄漏导致液化气球罐区，异辛烷罐区起火燃烧，至10人死亡，9人受伤等重大事故。2019年宁波北海燃料化工有限公司发生的油罐爆燃事故，造成2人死亡。因此，对罐区设备布置做深入探讨是非常必要的，以确保其安全性及合理性。

储罐是用于储存液体或气体的设备，几乎在每个精细化工生产企业中，起着重要的作用。罐区主要包含储罐、防火堤、隔堤以及配套的装卸泵。本文将以某项目(以下简称N项目)为例，介绍和分析精细化工企业可燃液体及化学品罐区的设备布置要点。

N 项目主要生产有机过氧化物产品，涉及到多种不同原料，火灾类别及理化性质各异，因此在罐区布置中需要考虑的因素较多。本文将按下图的顺序对N 项目储罐布置进行介绍及分析。

1 罐区物料理化性质分析

1.1 物料物性数据收集.

在罐区的布置设计过程中应明确储存介质的密度、闪点、火灾危险性等关键参数，以便进行安全，可靠的平面布置分析。N 项目罐区存储物料的火灾类别及部分理化性质如表1所示。

1.2 存储物料分析

表1 N项目罐区存储物料性质

根据表1 中物料的闪点和爆炸下限，可确定其“火灾危险性分类”,对于部分不在《石油化工企业设计防火标准》GB 0160—2018(后称《石化规》)中的存储介质，可以参照《建筑设计防火规范》GB 50016—2014(后称《建规》)确定火灾危险类别。物料的灭火方式根据“水溶性”确定，存储水溶性和非水溶性介质的储罐之间应布置隔堤。储罐区地面的防腐防渗措施根据物料的“酸碱性”确定，酸性物料和碱性物料尽量分开，如果邻近布置应布置隔堤。

1.3 储罐选型，容积及数量.

对于N 项目的储罐而言，所储存的化学物质主要为可燃液体，酸，碱。根据N 项目的原料消耗量及相关储存周期规定，可以确定储罐的容量。同时，储罐尺寸及数量也需要考虑占地面积、储罐运输及制造、维护等多方面的因素。最后N 项目确定的物料储罐类型及容积如表2所示。

根据表1，可以看出存储物料的火灾危险性有甲类，乙类等(按《建筑设计防火规范》(GB 50016—2014)分为五类)，根据表2，可以知晓储罐的形式及容积，根据《石化规》6.2.5条要求，火灾危险类别不同的储罐(≤1000m3)也可同组布置。N 项目对于叔丁基过氧化氢(TBHP)这种物料有工艺的特殊要求中，这种物料的防火堤包含的容积为储罐储存容积的1.5倍，根据以上对存储物料的分析及储罐数量，将储罐作如下布置：9种物料储罐分为2个罐组，异构烷烃，甲基乙基酮，甲醇为罐组1，其余物料为罐组2，罐组1用隔堤分隔存储，并预留一储罐位置；根据工艺要求，罐组2中TBHP 需要尽量大的防火堤容积，故靠近一侧布置，H2O2布置在另一侧；中间依次布置KOH，NaOH，DMP，HCl，用隔堤分割储存。图l 为N 项目罐区平面布置图。图中下部为罐组，上部为装卸泵区，储罐的编号与表1中物料的顺序号相对应。

2 罐区设备布置

2.1 储罐的布置

2.1.1 储罐防火间距要求

罐区内储罐防火距离的确定，主要考虑物料的火灾危险性、储罐形式、储罐容量和火灾情况下消防灭火的操作要求。具体的参数选取，应根据项目的性质，遵守《建规》，《石化规》等相关规范。除此之外，《关于进一步加强危险化学品建设项目安全设计管理的通知》(2013)76号文(后称安监总管三(2013) 76号文)及《关于进一步加强化学品罐区安全管理的通知》(2014)68号文(后称安监总管三(2014) 68号文)也有相关规定。

N 项目罐区的储罐间距应符合《石化规》表6.2.8.相邻储罐间的间距取相邻较大罐直径的0.75D。在这点上，《石化规》与《建规》的要求是一致的。

表2 N项目罐区存储容积及数量

图1 N项目罐区平面布置图

2.1.2 储罐距防火堤及隔堤的要求

储罐距防火堤及隔堤除了应符合《石化规》的相关要求，还应根据(2013)76号文的规定，应执行相关规范最严格条款，同时可燃液体储罐均应单独设置防火堤或防火隔堤：

(1)储罐到防火堤的距离应符合6.2.13条规定，不应小于罐壁高度的一半。

此规定不仅适用于可燃液体，也适用于盐酸、氢氧化钾、氢氧化钠有腐蚀性、毒性的液体。但同时应注意这里的罐壁高度指的是罐本体的高度，不应再加上罐基础的高度(但从安全的角度，建议考虑储罐基础的高度)。

(2)防火堤的有效容积应符合6.2.12条规定不应小于罐组内1个最大储罐的容积。

此规定是考虑罐区内的防火堤容积可以覆盖最大储罐的泄漏。根据此条可以计算罐区尺寸，在确定罐区尺寸后，应再次复核防火堤有效容积是否能满足规范要求，对于无法满足有效容积的可以调整罐区尺寸或者防火堤高度。同时应注意这里的有效容积的计算应将储罐基础所占的容积扣除。N 项目的TBHP 罐的防火堤容积有特殊要求，超出规范，应特别注意。上述2处《石化规》与《建规》的要求是一致的。

(3)罐组防火堤及隔堤的高度应符合6.2.17条规定。立式储罐防火堤的高度应在1～2.2m 之间。隔堤高度不应低于0.5m，本处《建规》也做出了相应规定，防火堤高度在1～2m 之间。

(4)相邻罐组防火堤的间距应符合6.2.14条规定净距不小于7m。

(5)隔堤内的有效容积应符合6.2.12条规定不应小于隔堤内1个最大储罐容积的10%。这里应注意尽管规范只有覆盖最大储罐容积的10%的容积要求，但是如果工艺需要或者安全考虑，隔堤容积在有条件的情况下还是可以按照覆盖隔堤内最大储罐容积考虑，例如N 项目中罐组2中，酸储罐，碱的储罐隔堤容积都可以覆盖各自的储罐容积，这是由于酸和碱起化学反应。

2.2 泵区的设备布置

泵区的应根据项目所在地的气候环境等因素选择，根据《石化规》5.3.2条及5.3.5条要求，N 项目罐组的专用泵布置在罐组防火堤上侧，采用露天布置，并考虑泵组的安装、操作及维修通道。并设计围堰及排水措施，以防止可燃液体或者有毒，有腐蚀液体溢出。泵组布置设计时还需注意相关的距离要求，N 项目中泵组距离可燃液体储罐为大于10m，距离汽车装卸鹤位大于8m。

综上所述，N 项目的罐区平面布置如图1，此布置综合考虑储罐设备的安全与经济型原则，并充分考虑工艺的要求，在遵循以上原则的基础上，较少的占地空间及紧凑的布置为项目的整体预留空间做了充分的考虑。

3 罐区辅助设施布置

在确定了储罐，泵，防火堤及隔堤的布置后，罐区需要一些辅助设施也应予注意，如人行台阶，洗眼器，公用工程站，围堰，集水坑，地沟等。人行台阶布置应符合《石化规》6.2.17条要求，一般布置在防火堤的不同方位上，一般一个隔堤内应至少有2个不同方位上的踏步。罐区的洗眼器应按照15m 的覆盖半径设置，有工艺需求的洗眼器应单独设置。公用工程站宜按15m 覆盖半径设置，并充分考虑检维修的操作空间及频次。围堰应将泵和相关阀门都覆盖在内，并根据工艺需要确定围堰内泵的个数。地沟与集水坑的布置需要与给排水专业共同协商确定。同时根据以下要求完善罐区设备布置：

(1)罐区应根据罐组内储存物料的性质及火灾危险性，设置固定灭火或者活动灭火装置，包括消防水系统以及泡沫灭火系统。

(2)罐区在满足相关规范间距要求后，应适当布置梯子，平台等辅助设施，充分考虑生产及检修过程中的安装，操作及维修空间。

(3)充分考虑与厂内道路的间距要求，根据安监总管三(2013)76号文，从严执行相关的防火规范。如可燃液体储罐到厂内主路的距离应遵守建规，应按15m 执行。

综上所述，罐区的平面布置的关键点为间距及容积要求，如储罐之间、储罐距离泵、储罐距离防火堤、储罐距离厂内道路、泵距离厂内道路等的间距都有相关的规范要求。防火堤及隔堤也有相应的容积及高度要求。

4 结语

精细化工罐区的设备平面布置首先应严格遵守相关规范(如《建规》，《石化规》等)，并执行安监总局的相关文件(安监总管三(2013) 76号文，安监总管三(2014) 68号文，同时满足业主特殊的防火要求(如TBHP 罐的防火堤容积)，其次力求做到经济，合理，整齐。最后需要在配管深入阶段逐步优化解决设备布置的要点，比如操作检修点(阀门，仪表等)的可操作性，设备梯子附近的管道是否会妨碍人员通行等。本文虽然列出罐区布置的要点及注意事项，但由于不同的精细化工项目涉及的物料不同，在实际的项目设计过程中仍需根据具体的项目情况具体分析。