毕业论文——防火防爆设计.doc

摘 要本设计是针对某公司高性能颜料项目而进行的防火防爆安全设计。通过对颜料红254的生产工艺过程的了解，根据生产原料及产品的性质，进行生产设计，再根据生产工艺过程，设置工厂内所需的厂房。根据石油化工企业设计防火规范分析确定各生产环节和存储场所的火灾危险类别来设计。按照工厂的生产生活需要，对厂区进行合理分区布置，大致可分为：存储区、生产区、生活区及附属设施区四个部分。然后又依据石油化工企业设计防火规范和建筑设计防火规范GB50016-2006来确定工厂内的主要建筑物以及它们之间的防火间距，然后对工厂进行区域规划和总平面布置。再选择一个有爆炸危险性的厂房，根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范进行爆炸危险区域划分，分析厂房的主要爆炸危险方式并对厂房内的主要防爆电气设备进行分析并且选型；选择一有爆炸危险的厂房通过计算厂房的泄爆面积，来确定泄爆方式。了解生产工艺过程，分析确定工艺过程中所存在的主要危险及各个生产环节和存储场所的火灾危险类别设定工厂内的生产场所、附属设施、存储区的建构筑物的功能，确定建构筑的耐火等级，进行工厂区域规划和总平面布置。分析选择某一厂房进行爆炸危险区域划分对该厂房的主要防爆电气设备进行分析、选型。对某一有爆炸危险的厂房计算其泄爆面积，并选择确定泄爆方式。绘制厂区总平面布置图和厂房爆炸危险区域划分图关键词：火灾危险性；耐火等级；防火间距；防爆电气设备；灭火器目 录摘 要11 前言12 工程项目分析22.1 项目范围22.2 生产工艺简介22.2.1 颜料红254工艺流程22.2.2 中间体C生产工艺32.3 原料、产品的理化性质简介52.3.1 DPP生产车间52.3.2 AMBI车间72.3.3溶剂回收车间92.3.4 产品92.4 区域选择92.5 生产区间划分102.5.1 生产区102.5.2 仓储设施112.5.3 生活区和附属设施区113 生产区火灾危险分类133.1 生产区火灾危险分类133.2 储存区火灾危险分类143 .3 安全防火重点部位153.4 安全工作重点及措施164 总平面布置194.1 分区布置194.2 耐火等级的确定204.2.1 生产区204.2.2 存储区214.2.3 生活区224.2.4 附属设施区224.3 防火间距244.3.1 防火间距设计原则244.3.2 防火间距的确定245 防爆电气的设计305.1 划分爆炸危险区域305.2 防爆电气选择315.2.1 爆炸性混合物分级、分组315.2.2 防爆电气设备类型、选用原则325.2.3 防爆电气选择356 泄爆方式确定及泄爆面积计算386.1 泄爆方式386.2 泄爆面积的计算387 灭火器的配置407.1 灭火器配置场所的火灾种类407.2 危险等级407.3 灭火器的选择417.4 灭火器设置417.4.1灭火器的最大保护距离417.5 灭火器的配置427.5.1 一般规定427.5.2 灭火器的最低配置标准427.6 灭火器配置设计计算437.6.1 计算单元437.6.2 配置设计计算438总结45参考文献47471 前言在现代生产和社会生活中，火灾与爆炸灾害是最主要的灾害之一。火灾具有发生频率高、损失大的特点，而爆炸灾害则具有损害最为惨重的特点。为了有效预防和控制火灾与爆炸灾害，必须认真掌握火灾与爆炸灾害的发生、发展和蔓延规律，以及灾害的控制技术与方法。针对某颜料红254生产厂可能发生火灾、爆炸的潜在危险，结合学习建筑设计防火规GB50016-2006、石油化工企业设计防火规范GB50160-92、建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005和爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB5005892，并通过技术研讨，生产总结等方式，对某颜料红254生产厂各个工艺的生产装置的防火防爆和安全使用提出了行之有效的配套技术改造方案，对安全管理方面制定了必要的措施。以通过技术和管理的创新来颜料红254生产厂装置安全生产的可靠性。2 工程项目分析2.1 项目范围 项目范围包括：500吨年颜料红254（1，4-二酮吡咯并吡咯类），200吨/年中间体C型（5-氨基-6-甲基-2-苯并咪唑酮）生产装置、溶剂回收装置和为生产装置配套设置的原料产品罐区、200Nm3/h空压站、600m3/h循环水系统、冷冻站、污水处理场、变配电室、办公楼、化验室、食堂医务室等在内的辅助生产设施以及消防系统等消防安全设施。根据场地现状及生产要求，充分利用现场条件，节约投资，将办公楼、化验楼、变电所、原料及产品仓库布置在厂区的北侧；食堂、维修车间及钠库布置在厂区的东侧；循环水泵房、消防水池、冷却塔及罐区布置在厂区的南侧；生产车间布置在厂区的中部；污水处理场及固体废弃物堆放布置在厂区的西面侧。2.2 生产工艺简介2.2.1 颜料红254工艺流程金属钠与叔戊醇反应生成醇钠和副产物氢气，氢气经放空系统排放。醇钠加入到丁二酸二异丙酯、对氯苯腈、叔戊醇的混合物中，反应生成颜料红254钠盐。然后通过与甲醇和水的混合物反应得到颜料红254，过滤反应物料并回收再生叔戊醇，最后通过干燥和研磨得到成品颜料。工艺路线如下图：回收叔戊醇、甲醇蒸馏废水叔戊醇金属钠醇钠制备研磨包装干燥水洗H2缩合反应水 解压 滤废水丁二酸二异丙酯对氯苯腈叔戊醇水甲醇压 滤图2-1 颜料红254生产工艺流程图2.2.2 中间体C生产工艺在密闭反应釜中加入水、尿素、二氨基甲苯，升温至100120度，反应生成甲苯并咪唑酮，冷却降温至6070，抽掉混有氮气的氨，压滤、水洗，滤饼打浆，悬浮液通过管道研磨机传送至硝化反应釜，加入硫酸(45%)调酸度，将悬浮液加入到硝酸和硫酸的混合物中，保温 4550，直至硝化反应结束，虹吸掉酸，最后以水置换，压滤和水洗，得到硝基甲苯并咪唑酮。硝基甲苯并咪唑酮在加热的氢氧化钠溶液里溶解后传送到氢化反应釜，加入催化剂，在20bar左右加入氢气反应数小时，过滤以去除掉催化剂，产品在整理釜中与硫酸作用沉淀，过滤、水洗得到中间体C（5 氨基6甲基2苯并咪唑酮）。工艺路线见下图：二氨基甲苯尿素水回收催化剂过 滤加氢分 离水水产 品压 滤硫 酸沉 淀NaOH溶 解压 滤水 洗压 滤废酸冷 却废水反 应压 滤水 洗水吸 收回收氨水压 滤打 浆废水废水催化剂废酸图2-2 中间体C生产工艺流程图冷 凝废水研 磨硫酸（45%）调pH硝化反应硫酸（45%）硝酸混 合2.2.3 蒸馏回收车间生产工艺蒸馏回收装置设置在溶剂回收车间内，该装置分为两级蒸馏，生产过程中回收的废溶剂全部收集在粗溶剂储罐内，蒸馏时，废溶剂从粗溶剂储罐T031中通过泵吸入至R25 或R26 预蒸馏釜将水分全部蒸发分离出去，溶剂储存在T041罐中，然后通过蒸馏柱C01 从柱下部回收绝大部分甲醇。溶剂继续通过蒸馏柱C02 蒸馏，下部馏分为叔戊醇，全部回收到叔戊醇储罐中。上部馏分主要为异丙醇和少量水分，收集后作为副产品销售给其他单位。本项目溶剂回收车间设有排气筒，蒸馏回收装置在蒸馏过程中不可避免的有部分溶剂挥发出，属无组织排放。依据企业提供的溶剂回收蒸馏工艺及相关资料可知，其无组织废气排放量中甲醇的排放量最大，约为溶剂回收量的1，其它溶剂无组织排放量均小于1，挥发出有机废气其主要成分为所蒸馏的溶剂和少部分水蒸汽。蒸馏废水进污水处理系统处理，定期排放的蒸馏残渣收集后作为危废委托处理。2.3 原料、产品的理化性质简介2.3.1 DPP生产车间 叔戊醇 无色澄清挥发液体。有特殊的气味及焦灼味。能与乙醇、乙醚、苯、氯仿、甘油及油类混溶，溶于8份水中。相对密度(d20)0.8084。熔点-9。沸点102.5(101.98kPA)。折光率(n20D)1.4052。闪点(闭杯)19.4。易燃。低毒，半数致死量(大鼠，经口)1000mG/kG。对粘膜有刺激性。高浓度时有麻醉作用。一般情况下密封阴凉避光保存。 叔戊醇常温下为无色液体，有类似樟脑气味。微溶于水，与乙醇、乙醚、苯、氯仿、甘油互溶。易燃，易发生消除反应。在工业上由丙酮与乙炔加成得乙炔基异丙醇，然后镍催化加氢制得。也可用2-甲基-2-丁烯在硫酸中水化制取。用作溶剂和有机原料，生产药物、香料、增塑剂、浮选剂等。高纯度的可用作气相色谱分析中定性、定量的标准物质。 甲醇外观与性状：无色澄清液体，有刺激性气味。微有乙醇样气味，易挥发，易流动，燃烧时无烟有蓝色火焰，能与水、醇、醚等有机溶剂互溶，能与多种化合物形成共沸混合物，能与多种化合物形成溶剂混溶，溶解性能优于乙醇，能溶解多种无机盐类，如碘化钠、氯化钙、硝酸铵、硫酸铜、硝酸银、氯化铵和氯化钠等。易燃，蒸气能与空气形成爆炸极限6.0%-36.5%（体积）。有毒，一般误饮15ml可致眼睛失明。熔点()：-97.8，相对密度（水=1）：0.79，沸点()：64.8，相对蒸气密度（空气=1）：1.11，饱和蒸气压(kPa)：13.33(21.2)，燃烧热(kJ/mol)：727.0，临界温度()：240，临界压力(MPa)：7.95，辛醇/水分配系数的对数值：-0.82/-0.66，闪点()：11，爆炸上限%(V/V)：44.0，引燃温度()：385，爆炸下限%(V/V)：5.5，溶解性：溶于水，可混溶于醇、醚等多数有机溶剂。甲醇对金属特别是黄铜有轻微的腐蚀性。易燃，燃烧时有无光的淡蓝色火焰。蒸气能与空气形成爆炸混合物爆炸极限6.0%-36.5%(vol)。纯品略带乙醇味，粗品刺鼻难闻。有毒可直接侵害人的肢体细胞组织特别是侵害视觉神经网膜，致使失明。正常人一次饮用4-10g纯甲醇可产生严重中毒。饮用7-8g可导致失明，饮用30-100g就会死亡。用于制造甲醛和农药等，并用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。健康危害：对中枢神经系统有麻醉作用；对视神经和视网膜有特殊选择作用，引起病变；可致代射性酸中毒。 急性中毒：短时大量吸入出现轻度眼上呼吸道刺激症状（口服有胃肠道刺激症状）；经一段时间潜伏期后出现头痛、头晕、乏力、眩晕、酒醉感、意识朦胧、谵妄，甚至昏迷。视神经及视网膜病变，可有视物模糊、复视等，重者失明。代谢性酸中毒时出现二氧化碳结合力下降、呼吸加速等。 慢性影响：神经衰弱综合征，植物神经功能失调，粘膜刺激，视力减退等。皮肤出现脱脂、皮炎等。 燃爆危险：该品易燃，具刺激性。 钠银白色有光泽的极活泼轻金属。无臭。在低温（-20）时性质脆硬，常温时质软如蜡，容易用刀切开。呈棒状、丸粒、颗粒或块状。暴露在空气中即生成灰白色氧化膜、覆盖在金属表面。相对密度0.968。熔点97.8。沸点881.4。蒸汽压133.3Pa（400）。100时开始蒸发、蒸汽可侵蚀玻璃。易与氧反应、产生黄色的火焰而燃烧。溶于金属汞而形成钠汞齐。遇水剧烈反应、生成氢氧化钠并放出氢气。不溶于苯类和煤油。 钠是高度反应性的易燃，易爆物品。自燃点115（干空气中）。遇水或潮气猛烈反应生成氢氧化钠并放出氢气，大量放热，引起着火或爆炸。金属钠暴露在空气中或氧气中能自行着火并爆炸使熔融物飞溅。与卤素、磷、许多氧化物、氧化剂和酸类剧烈反应。金属钠的毒性是基于它有溶解蛋白质的作用，而对局部有刺激和腐蚀作用。吸入钠的蒸汽或烟雾和钠发火时产生的氧化钠烟雾等对上呼吸道粘膜有强烈的刺激和腐蚀作用，而引起化学性上呼吸道炎。潮湿的皮肤和粘膜接触则可引起严重的腐蚀性灼伤。 对氯苯腈又名对氯苯甲腈,分子式为C7H4ClN,熔点为90-93C,沸点为223C, 对氯苯甲腈是 一种重要的有机中间体，广泛应用于医药、染料；用于合成的吡咯并吡咯酮(DPP)。危险代码为Xn，有害且不可以与其他物质混合存储。2.3.2 AMBI车间 尿素化学式：CO(NH2)2，分子质量60.06 ，CO(NH2)2无色或白色针状或棒状结晶体，工业或农业品为白色略带微红色固体颗粒，无臭无味。含氮量约为46.67%。密度1.335g/cm3。熔点132.7。溶于水、醇，不溶于乙醚、氯仿。呈弱碱性。 分子式：CH4N2O 分子量：60.05 熔点：131-135 沸点：196.6Cat760mmHg 折射率：n20/D 1.40 闪光点：72.7C Inchi：InChI=1/CH4N2O/c2-1(3)4/h(H4,2,3,4) 密度：1.335 水溶性：1080 g/L (20 二氨基甲苯无色针状或菱形结晶 分子量 122.17 蒸汽压 0.13kPa(106.5) 熔 点 99 沸点：280 溶解性 溶于水、乙醇、乙醚 稳定性 稳定 危险标记 15(毒害品) 主要用途 是有机合成原料之一，可制取甲苯二异氰酸酯。也用作染料中间体、毛发染黑。 硫酸硫酸是一种无色无味油状液体，是一种高沸点难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比与水混溶。火灾类型为乙类。相对密度：1.84。沸点：338 ，溶解性：与水和乙醇混溶 ，凝固点：无水酸在10，98%硫酸在3时凝固。危规号：81007 。主要是其对装置的腐蚀性和它的强氧化性。 烧碱组分含量 wtNaOH501%NaCL62.5ppmNaCLO315ppmNa2SO40.1%Fe2O310 ppmNa2CO3625ppm不可与皮肤接触，若皮肤（眼睛）接触，用流动清水冲洗，涂抹硼酸溶液。2.3.3溶剂回收车间 环己烷具有强有机碱性质， 0.01%水溶液的pH值为10.5。极易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂接触发生强烈反应，甚至引起燃烧。在火场中，受热的容器有爆炸危险。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。熔点()： 6.5 ，沸点()： 80.7 ，相对密度(水=1)： 0.78 ，相对蒸气密度(空气=1)： 2.90 ，饱和蒸气压(kPa)13.33(60.8) ，闪点()： -16.5 ，爆炸上限%(V/V)： 8.4 爆炸下限%(V/V)： 1.2。2.3.4 产品 颜料红254 颜料红254即新型红色杂环颜料1,4二酮吡咯并吡咯，该类颜料具有高的着色力，高的摩尔消光系数，色光鲜艳，耐光、耐热、耐迁移，色谱广泛等各项性能。中间体C中间体C即5-氨基-6-甲基-2-苯并咪唑酮。2.4 区域选择作为一个化工生产企业，厂址选择尤为重要。化工企业选址的基本原则包括：1 原料与市场是否丰富；2 气候是否无恶劣天气，如台风、暴雨； 3 能源是否充足 ；4 运输条件是否便利 5 供水是否充足； 6 对环境是否有较大不利影响； 7 劳动力来源是否充足； 8 是否有良好的工程基础 ；9 是否有良好的写作条件 ；10 是否能预防附近其他场所带来的灾害及其它。考虑安全因素则应注意以下几点：1 工厂要与其它工厂隔开一定距离； 2 工厂所在位置的主导风向的下风向，应无居民区、商业区等； 3 建筑物的高度应有一定的限制 ；4 工厂内不应存在与生产原料、产品不相容的物质和建筑； 5 工厂的进出口设计应注意工厂的交通和疏散等问题； 6 工厂内必须有足够生产、生活和灭火的水源 7 工厂的地形应便于工厂建筑合理的设置； 8 社区应和谐安全共同发展。根据以上工厂选址的原则，综合分析得出以下结论。本次防火防爆设计针对的是颜料红254生产厂，其厂址位于南京化工园。南京化工园位于南京市北部，长江北岸，大厂、六合交界处，属北温带大陆性气候，年平均气温 15.4 ，最热月平均气温 28.2 ，最冷月的平均温度1.9 ，年平均降雨量1094.98 mm，无地震洪涝等自然灾害。园区西面是扬子石化、扬子巴斯夫有限责任公司及南化集团公司，园区南面是金陵石化公司，园区北面约20Km是仪征化纤公司。规划中的天然气西气东输干线在园区北面通过，其中天然气门站位于园区西北面。区内鲁宁输油管线每年输送能力为2000万吨。中国石化亦计划铺设从宁波到此的进口原油输送管线。由于长江二桥的开通，缩短了由化工园至市中心的距离，距南京市中心30公里，至南京港集装箱码头25公里。宁通高速公路，长江二桥连接线，规划中的宁盐高速公路和南京市公路二环，构成了化工园长芦片区的外环路。用中央大道连通化工园区的长芦片和西坝片，然后有中央大道和外环路相连。园区周边还有即将开工建设的江苏省区域性铁路宁启铁路，现有的扬子石化铁路专用线、南钢专用线和规划中的化工园铁路专用线均将和宁启铁路相接。此外，化工园区还规划建设扬子港区和西坝港区，构筑水上运输通道。加上津浦、沪宁、宁皖赣三条铁路干线，312、104、205、328四条国道以及沪宁、宁连、宁通等高等级公路网为南京化学工业园构造了一个辽阔、四通八达的幅射区域；已开通的南京禄口国际机场使南京成为华东地区重要的国际航空港；加上鲁宁输油管道及天然气管道，五种运输方式使南京化学工业园具有得天独厚的物资集散疏运条件和十分广阔的经济腹地。2.5 生产区间划分2.5.1 生产区因为所有的生产环节基本上都是基本独立操作的，所以每个环节单独设置一个车间，相互独立，减小发生事故时的连锁反应的概率。各生产车间编号分别为1、2、3、4、5，且各个生产车间的功能与规模见（表2-1）。表2-1 生产区各个生产车间的功能与规模项目类别编号建筑物名称生产车间功能长宽生产区1DPP合成车间合成颜料红25456252DPP后处理车间对合成颜料处理56253DPP再生装置车间再生合成颜料56254标准车间中间体C生产56255AMBI车间5625 2.5.2 仓储设施库房主要存储的物质主要为金属钠、甲醇、H2、叔戊醇、醇钠、硫酸、液碱、颜料红254和中间体C等。根据这些物质本身的性质和状态，储存仓库可分为：溶剂罐区、酸碱罐区、成品仓库、原料仓库和钠库，编号分别为6、7、8、9、10。具体功能和规模见(表2-2)。表2-2 各个仓储设施的功能与规模项目类别编号建筑物名称生产车间功能长宽存储区6成品仓库储存生产的成品半成品42307原料仓库储存除溶剂类和酸碱类的其它原料42308溶剂灌区储存并提供所需溶剂原料33259酸碱灌区储存并提供酸碱类原料11810钠库储存并提供生产颜料的钠552.5.3 生活区和附属设施区根据化工厂生产和生活需要，工厂内还包括以下生活区和附属设施：食堂、办公楼、浴室、医疗室、配电站、消防水池、泵房、维修车间。编号分别为11、12、13、14、15、16、17、18。具体功能和规模见（表2-3）。表2-3 生活区和附属设施的功能与规模项目类别编号建筑物名称生产车间功能长宽生活区11食堂供职工进餐201712浴室为在职员工提供洗浴场所12513办公楼供厂区主要负责人办公进行决策501314医疗室为在职员工提供医疗服务129附属设施区15配电站负责企业的生产与生活供电20316消防水池负责企业消防用水2413 17泵房抽水时提供动力401918维修车间设施设备的维修36233 生产区火灾危险分类3.1 生产区火灾危险分类生产区涉及到的有火灾爆炸危险性的工艺或物质有：叔戊醇叔戊醇的闪点(闭杯)19.4，常温下为液体。根据建筑设计防火规范的规定：闪点小于28的液体的火灾危险性类别属于甲1类。甲醇 甲醇的闪点为12.22，是易燃液体，同样其火灾危险性类别属于甲1类。环己烷环己烷的爆炸下限为1.2，根据建筑设计防火规范的规定：爆炸下限小于10的气体的火灾危险类别属于甲2类。钠钠在常温下受到水的作用能够产生可燃气体氢气，并可能引起爆炸，依据建筑设计防火规范的规定：常温下受到水或空气中水蒸气大的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质，其火灾危险性类别属于甲4类。氢气这里的氢气是作为副产品生成的，其与醇钠的比例为1:2，产生的量是比较大的。氢气的爆炸下限为4.1，同样属于甲2类。结合生产工艺中化学物质的理化性质，DPP生产车间主要危险物质是叔戊醇、甲醇、钠， AMBI车间主要危险物质是二氨基甲苯、硫酸、烧碱， 溶剂回收车间主要危险物质是环己烷，根据建筑设计防火规范中3.1.2内容：同一座厂房或厂房的任一防火分区内有不同火灾危险性生产时，该厂房或防火分区的生产火灾危险性分类应按火灾危险性较大的部分确定。综上生产区的火灾危险性类别见下表3-1表3-1 生产区火灾危险性划分生产车间名称层数火灾危险性等级标准车间3甲类DPP后处理车间3甲类DPP合成车间3甲类DPP再生装置车间3甲类AMBI车间3甲类3.2 储存区火灾危险分类储存区涉及到的有火灾爆炸危险性的物质有：甲醇甲醇的闪点为12.22，是易燃液体，同样其火灾危险性类别属于甲1类。叔戊醇叔戊醇的闪点(闭杯)19.4，常温下为液体。根据建筑设计防火规范的规定：闪点小于28的液体的火灾危险性类别属于甲1类。氢气这里的氢气单个储量相对其他物质而言较少，但数目较多，因此同样需要考虑，氢气的爆炸下限为4.1，属于甲2类。酸类这里的酸是指硫酸和硝酸，它们具有氧化性，属于乙3类。颜料红254和中间体C这两种有机物质都属于难燃物质，属于丁类。二氨基甲苯、尿素、对氯苯腈 这类物质属于难燃烧体，属于丁类。根据库房的火灾危险分类，依据建筑设计防火规范存储物品火灾危险性分类，依据标准可以得出各个罐区的火灾危险性分类综上储存区的火灾危险性划分见下表3.4。表3-2 储存区的火灾危险性类别仓库名称所存物质层数火灾危险性类别成品仓库颜料红254、中间体C1丁类原料仓库二氨基甲苯、尿素、对氯苯腈等1丁类溶剂灌区甲醇、叔戊醇等1甲类酸碱灌区硝酸、硫酸、烧碱1乙类钠库金属钠1甲类3 .3 安全防火重点部位1 容易形成爆炸性气体混合物蒸馏过程中，由于处于沸腾状态，体系内始终呈现气液共存状态，若因设备破裂或操作失误，使物料外泄或吸入空气，或由于冷凝、冷却不足，使大量蒸汽经贮槽等部位逸出，均可形成爆炸性气体混合物，遇点火源就会发生容器内或外的爆炸燃烧。2 生产工艺过程易发生火灾爆炸颜料红254工艺流程中金属钠与叔戊醇反应生成醇钠和副产物氢气，氢气经放空系统排放。其中氢气的爆炸下限较低，很容易遇点火源爆炸。在生产中间体时涉及到硝化反应，硝化过程的火灾危险性主要是：(1)硝化是一个放热反应，引入一个硝基要放热1522153 kJmol，所以硝化需要降温条件下进行。在硝化反应中，倘若稍有疏忽，如中途搅拌停止、冷却水供应不良、加料速度过快等，都会使温度猛增、混酸氧化能力加强，并有多硝基物生成，容易引起着火和爆炸事故。(2)硝化剂具有氧化性，常用硝化剂浓硝酸、硝酸、浓硫酸、发烟硫酸、混合酸等都具有较强的氧化性、吸水性和腐蚀性。它们与油脂、有机物，特别是不饱和的有机化合物接触即能引起燃烧；在制备硝化剂时，若温度过高或落入少量水，会促使硝酸的大量分解和蒸发，不仅会导致设备的强烈腐蚀，还可造成爆炸事故。(3)被硝化的物质大多易燃，如苯、甲苯、甘油(丙三醇)、脱酯棉等，不仅易燃，有的还兼有毒性，如使用或储存管理不当，很易造成火灾。 (4)硝化产品大都有着火爆炸的危险性，特别是多硝基化合物和硝酸酯，受热、摩擦、撞击或接触着火源，极易发生爆炸或着火。3 设备管线易遭受破坏设备、管线等在长时间的反复加压与物料高速流动、摩擦过程中，金属壳体材料易出现金属疲劳。高温条件下操作引起温差应力破坏，高温蠕变破裂。高大的塔器和管道易遭受外力如振动、风力、地基下沉和外加载荷等附加应力的作用而发生变形裂缝。4 工艺过程中存在的引火源装置中多采用管式加热炉，用油和燃气进行明火加热，为了满足油料的蒸馏要求，加热炉炉膛温度需要很高，加热炉易成为可燃物料的引火源。附属设施区的配电室，生产车间的电机、电线、开关、灯具，有些设备上还有变压器，其中有不防爆或达不到防爆要求的，产生了电火花或发生短路就可能形成引火源。液体物料在管道内高速流动时就会产生静电且易积聚，最高静电电压可达万伏以上，若静电得不到及时的导除，就可能放电产生电火花。装置内的管道、设备都是金属的，抢修时都离不开电气焊等明火作业，如违章动火引起事故。3.4 安全工作重点及措施1 防止形成爆炸性混合物蒸馏系统应严格进行气密性和耐压性试验检查，保证其密闭。减压蒸馏正常生产时，与塔相连的法兰、放空阀应严密，防止空气吸入塔内形成爆炸性气体。蒸馏完毕后应注意正确消除真空。2 严格按照规程安全操作硝化反应过程的安全措施(1)、制备混酸时，应严格控制温度和酸的配比，并保证充分的搅拌和冷却条件，严防因温度猛升而造成的冲料或爆炸。不能把未经稀释的浓硫酸与硝酸混合。稀释浓硫酸时，不可将水注入酸中。(2)、必须严格防止混酸与纸、棉、布、稻草等有机物接触，避免因强烈氧化而发生燃烧爆炸。(3)、应仔细配制反应混合物并除去其中易氧化的组分，不得有油类、酐类、甘油、醇类等有机物杂质，含水也不能过高；否则，此类杂质与酸作用易引发爆炸事故。(4)、硝化过程应严格控制加料速度，控制硝化反应温度。硝化反应器应有良好的搅拌和冷却装置，不得中途停水断电及搅拌系统发生故障。硝化器应安装严格的温度自动调节、报警及自动连锁装置，当超温或搅拌故障时，能自动报警并停止加料。硝化器应设有泄爆管和紧急排放系统，一旦温度失控，紧急排放到安全地点。(5)、处理硝化产物时，应格外小心，避免摩擦、撞击、高温、日晒，不能接触明火、酸、碱等。管道堵塞时，应用蒸气加温疏通，不得用金属棒敲打或明火加热。(6)、要注意设备和管道的防腐，确保严密不漏。蒸馏操作中，不但要注意第一温度、压力、进料量、回流量等参数严格控制，而且要注意它们之间的相互影响，应尽量使用自动操作与控制系统，以减少人为操作的失误。3 加热炉安全加热炉是采用明火对管内的原料进行加热的，生产中应使各路进料均匀，避免局部过热，加热炉炉口温度必须严格控制。每次点火前、必须用氮气或蒸汽置换燃料管线内的空气，至含氧量降至0.2%1%为止，防止点火时发生回火，并向炉膛内吹扫1015分钟，驱净可燃气体。点炉时必须先点火，后开燃油燃气阀。在炉膛内应设置可燃气体浓度检测报警装置和自动安全点火控制装置。4 采取防腐措施蒸馏设备和管道在材质和设计上应符合安全生产要求，可采取合理的流速和必要的腐蚀裕度，选择合适的耐腐蚀材料、涂料和耐磨衬里；采取阳极保护和阴极保护；采取工艺防腐措施，如含硫物料在进入蒸馏设备之前进行脱硫处理，使用中和剂和缓蚀剂等。5 加强装置的检查维护发现设备损坏，应及时修复。定期更换仪器、仪表、设备容器、管线等，坚决杜绝设备带病运转，超期服役和超负荷运行。6 设置安全装置和灭火设施反应装置应有完备的温度、压力、流量仪表装置。加热蒸馏设备应设置安全泄放装置。加热炉应设防爆门，以便发生爆炸时能及时泄压。系统应设紧急放空管等安全装置，在出现事故时能保证迅速排放掉反应器内的物料，防止发生爆炸事故。系统的排气管应通至厂房外，管上应安装阻火器。7 强化防火安全管理制定健全的防火安全生产规章制度、责任制度，用电、用火制度，以及有效而完善的应急事故处理规程。建立于制定强有力的防火安全监督、巡检制度，及时查出事故隐患，控制不安全因素。4 总平面布置4.1 分区布置根据场地现状及生产要求，充分利用现场条件，节约投资，将办公楼、化验楼、变电所、原料及产品仓库布置在厂区的北侧；食堂、维修车间及钠库布置在厂区的东侧；循环水泵房、消防水池、冷却塔及罐区布置在厂区的南侧；生产车间布置在厂区的中部；污水处理场及固体废弃物堆放布置在厂区的西面侧。详见总平面布置图41。 图41 总平面布置4.2 耐火等级的确定4.2.1 生产区1 建筑物的重要性 生产区是整个项目中进行生产的场所，是整个项目的核心所在，其他的诸如储存区、附属设备区和生活区都是为了生产的方便、有效的进行，没有生产区其他设施，也就没有存在的必要，因此生产区的建筑物是很重要的。2 建筑物的火灾危险性 在上一小节的分析中，我们得出了生产区的火灾危险性是属于甲类，是火灾危险性等级中级别最高的。其火灾危险性是比较大的。 3 建筑物的高度根据场地现状及生产要求，充分利用现场条件，节约投资，生产区的标准生产车间、DPP合成车间、中间体合成车间、DPP再生装置车间、DPP后处理车间均为三层结构，高度在1214m。4 建筑物的火灾载荷生产区内涉及到多种甲类火灾危险性的物质，但由于生产是一种动态的过程，在同一时间内出现在生产区的火灾危险性物质的量是不会过大的，因此结合建筑设计防火规范对生产区内的建筑的火灾载荷的要求应达到一级耐火等级以上。根据建筑设计防火规范表A3的仓库耐火等级、层数、面积和平面不知情况，另外考虑生产区各个厂房的火灾危险性等级；本次设计厂房均为单层建筑，DPP生产车间面积为1400，AMBI车间面积为1400，溶剂回收车间面积为1400，可知耐火等级都应为一级。综上生产区的耐火等级划分见下表4-1。表4-1 生产区的耐火等级划分生产车间名称耐火等级火灾危险性等级层数长宽标准车间一级甲类35625DPP后处理车间一级甲类35625DPP合成车间一级甲类35625DPP再生装置车间一级甲类32515AMBI车间一级甲类356254.2.2 存储区 1 建筑物的重要性 储存区的库房的功能是为储存的各种物质提供一个比较适宜的存放环境。这个环境不仅仅是与外界隔开的一个物理上的独立空间，有时对一些特殊的物质还要提供压力、温度、湿度等环境因素的独立。在发生火灾时还要形成一种阻隔，使发生火灾的部分与外界隔开。总的来说储存区库房的重要性在抑制事故的发展扩大上是很重要的。 2 建筑的火灾危险性在上一节的火灾危险性分析中，储存区的火灾危险性主要是根据物质的性质来分析的。 3 建筑物的高度根据场地现状及生产的要求，本项目的成品仓库和原料仓库均是单层建筑。 4 建筑物的火灾载荷与生产区相同，储存区内也涉及到多种具有甲类危险性的物质，所不同的是在储存区这些危险性物质的存在是长期的、大量的。因此结合建筑设计防火规范，表3.2.2的仓库耐火等级、层数、面积要求进行分析，考虑存储区各个厂房的火灾危险性等级，对储存区的耐火等级的要求应达相应提高。储存区的耐火等级见下表4-2表4-2 储存区的耐火等级仓库名称所存物质耐火等级层数长宽成品仓库颜料红254、中间体C三级1F4230原料仓库二氨基甲苯、尿素、对氯苯腈等 三级1F4230溶剂灌区甲醇、叔戊醇等 3325酸碱灌区硝酸、硫酸、烧碱 118钠库金属钠 一级1F554.2.3 生活区依据建筑设计防火规范，生活区的建筑可以依据民用建筑耐火等级，最多允许层数、防火分区最大允许建筑面积，食堂、浴室、办公楼是人员较为密集的地方，应确定耐火等级为二级。医疗室内人员身体受情况影响对火灾爆炸等危险的抵抗能力比正常人群差，设定其耐火等级为二级，综上生活区的耐火等级见下表4-3 。 表4-3 生活区耐火等级编号建筑物名称火灾危险类别耐火等级层数长宽生活区9食堂二级1 F201710浴室二级1 F12511办公楼二级2 F501312医疗室二级1 F1294.2.4 附属设施区依据建筑设计防火规范第3.2.5条，可确定变电站的耐火等级为二级。根据建筑设计防火规范第3.2.6条，燃油油浸电力变压器室、高压配电装置室的耐火等级不应低于二级，可以确定变电站的耐火等级为一级，冷冻站和空压站的耐火等级为一级，污水处理厂和循环水泵房的耐火等级为二级，消防水池做露天处理，不考虑它的耐火等级。 表4-4 附属设施区耐火等级编号建筑物名称火灾危险类别耐火等级层数长宽辅助生产区13配电站一级1 F20314消防水池1 F241315泵房二级1 F401916维修车间二级2 F362317泵房二级1 F4019综上所述化工厂内各个建筑火灾危险类别、耐火等级、层数、面积如表：表4-5 该项目内建筑物的火灾危险类别、耐火等级、层数、面积项目类别编号建筑物名称火灾危险类别耐火等级层数长宽生产区1标准车间甲一级3 F56252DPP后处理车间甲一级3 F56253DPP合成车间甲一级3 F56254DPP再生装置车间甲一级3 F56255AMBI车间甲一级3 F5625存储区6成品仓库丁三级1 F42307原料仓库丁三级1 F42308溶剂灌区甲一级1 F33259酸碱灌区丁二级1 F11810钠库甲一级1 F55生活区11食堂二级1 F201712浴室二级1 F12513办公楼二级2 F501314医疗室二级1 F129附属设施区15配电站一级1 F20316消防水池1 F241317泵房二级1 F401918维修车间二级2 F362319泵房二级1 F40194.3 防火间距4.3.1 防火间距设计原则本次设计各建构筑物之间的防火间距的设计主要根据石油化工企业设计防火规范表3.2.11石油化工企业总平面布置的防火间距的要求作为最低标准进行确定，并且只考虑临近建构筑物的防火间距。4.3.2 防火间距的确定生产区和存储区主要考虑厂房和库房的火灾危险类别，该厂的生产区内的厂房均为甲类厂房。库房中的钠库为甲类库房，成品库与原料库为丁类库房。1 根据建筑设计防火规范3.4.1 厂房之间及其与乙、丙、丁、戊类仓库、民用建筑等之间的防火间距（m）表3.4.1 厂房之间及其与乙、丙、丁、戊类仓库、民用建筑等之间的防火间距（m）名称甲类厂房单层、多层乙类厂房（仓库）单层、多层丙、丁、戊类厂房（仓库）高层厂房（仓库）民用建筑耐火等级耐火等级一、二级三级四级一、二级三级四级甲类厂房12.012.012.014.016.013.025.0单层、多层乙类厂房12.010.010.012.014.013.025.0单层、多层丙、丁类厂房耐火等级一、二级12.010.010.012.014.013.010.012.014.0三级14.012.012.014.016.015.012.014.016.0四级16.014.014.016.018.017.014.016.018.0单层、多层戊类厂房一、二级12.010.010.012.014.013.06.07.09.0三级14.012.012.014.016.015.07.08.010.0四级16.014.014.016.018.017.09.010.012.0高层厂房13.013.013.015.017.013.013.015.017.0室外变、配电站变压器总油量（t）5，1025.025.012.015.020.012.015.020.025.010，5015.020.025.015.020.025.030.05020.025.030.020.025.030.035.0注：1 建筑之间的防火间距应按相邻建筑外墙的最近距离计算，如外墙有 凸出的燃烧构件，应从其凸出部分外缘算起；2 乙类厂房与重要公共建筑之间的防火间距不宜小于50.0m。单层、多层戊类厂房之间及其与戊类仓库之间的防火间距，可按本表的规定减少2.0m。为丙、丁、戊类厂房服务而单独设立的生活用房应按民用建筑确定，与所属厂房之间的防火间距不应小于6.0m。必须相邻建造时，应符合本表注3、4的规定；3 两座厂房相邻较高一面的外墙为防火墙时，其防火间距不限，但甲类厂房之间不应小于4.0m。两座丙、丁、戊类厂房相邻两面的外墙均为不燃烧体，当无外露的燃烧体屋檐，每面外墙上的门窗洞口面积之和各小于等于该外墙面积的5%，且门窗洞口不正对开设时，其防火间距可按本表的规定减少25%；4 两座一、二级耐火等级的厂房，当相邻较低一面外墙为防火墙且较低一座厂房的屋顶耐火极限不低于1.00h，或相邻较高一面外墙的门窗等开口部位设置甲级防火门窗或防火分隔水幕或按本规范第7.5.3条的规定设置防火卷帘时，甲、乙类厂房之间的防火间距不应小于6.0m；丙、丁、戊类厂房之间的防火间距不应小于4.0m；5 变压器与建筑之间的防火间距应从距建筑最近的变压器外壁算起。发电厂内的主变压器，其油量可按单台确定；6 耐火等级低于四级的原有厂房，其耐火等级应按四级确定。可以知道：本项目中厂房之间的距离不应低于12m，此处间距取为22m，其中建有宽度为6m的场内道路，路距离厂房8m。厂房与成品库房以及原料库房的距离不应低于14m，此处间距取了23m，其中建有宽度为8m的道路， 路距离厂房10m，距离库房5m。厂房与泵房的距离为21m，中间建有6m宽的厂内道路。 2 根据建筑设计防火规范3.4.3 散发可燃气体、可燃蒸气的甲类厂房与铁路、道路等的防火间距不应小于表3.4.3的规定，但甲类厂房所属厂内铁路装卸线当有安全措施时，其间距可不受表3.4.3规定的限制。表3.4.3 甲类厂房与铁路、道路等的防火间距（m）名 称厂外铁路线中心线厂内铁路线中心线厂外道路路边厂内道路路边主要次要甲类厂房30.020.015.010.05.0 注：厂房与道路路边的防火间距按建筑距道路最近一侧路边的最小距离计算。 可得甲类厂房与厂区主要道路路边距离不低于10m，与次要道路路边距离不低于5m。此处设计与主路路边距离为10m，与次要道路路边距离为5m。3 根据建筑设计防火规范3.5.2 除本规范另有规定者外，乙、丙、丁、戊类仓库之间及其与民用建筑之间的防火间距，不应小于表3.5.2的规定。表3.5.2 乙、丙、丁、戊类仓库之间及其与民用建筑之间的防火间距（m）建筑类型单层、多层乙、丙、丁、戊类仓库高层仓库甲类厂房单层、多层乙、丙、丁类仓库单层、多层戊类仓库单层、多层乙、丙、丁、戊类仓库耐火等级一、二级三级四级一、二级三级四级一、二级一、二级一、二级10.012.014.010.012.014.013.012.0三 级12.014.016.012.014.016.015.014.0四 级14.016.018.014.016.018.017.016.0高层仓库一、二级13.015.017.013.015.017.013.013.0民用建筑一、二级10.012.014.06.07.09.013.025.0三 级12.014.016.07.08.010.015.0四 级14.