环氧乙烷生产

1、摘要本文主要针对利用直接氧化法生产环氧乙烷的厂房进行防火防爆设计，根据其原材料，生产工艺，生产设备，环境条件等设计工厂，根据国家相关规定，分析生产环节和储存场所的火灾危险类别，根据工厂的实际情况，合理布置分区，大致分为生产区，储存区，生活区和附属设施区四个部分，根据石油化工企业设计防火规范GB50160-92（1999年版）1和建筑设计防火规范GB50016-20062确定场内主要建筑及防火距离，对工厂区域进行区域划分和总平面布置，根据爆炸和火灾危险电力危险装置设计规范GB50058-923分析，选择生产中的电气设备防爆等级，计算泄爆面积，确定泄爆方式。关键词：环氧乙烷；直接氧化法；防火防爆设

2、计；危险等级 目录1 前言12 工程概况23 工程项目分析33.1 工艺流程介绍33.1.1 生产工艺简述33.1.2 安全防火重点部位43.1.3 安全工作重点43.2 工艺环节的划分53.2.1 生产区53.2.2 仓储设施63.2.3 其他设施74 区域划分95 总平面的布置105.1 分区布置105.2 火灾危险类别的确定105.2.1 环氧乙烷及生产原料的理化性质简介105.2.2 生产工艺火灾危险分类115.2.3 存储区火灾危险分类115.3 耐火等级的确定125.3.1 生产区125.3.2 储存区125.3.3 生活区125.3.4 办公及附属设施区125.4 防火间距135

3、.4.1 防火间距设计原则135.4.2 防火间距的确定146 防爆电气的设计156.1 划分爆炸危险区域156.2 防爆电气选择156.2.1 爆炸性混合物分级、分组156.2.2 防爆电气选择157 泄爆方式确定及泄爆面积计算167.1 泄爆方式167.2 泄爆面积的计算168 环氧乙烷合成车间的灭火器配置178.1 灭火器的选择178.2 灭火器设置179 总结20参考文献21附录火灾危险类别划分22附录 防爆电气选型25附录 爆炸危险区域划分27附录灭火器的配置28附录防火间距311 前言 火灾和爆炸成为现代化工生产企业中的重大危害，火灾具有发生频率高，损失大的特点，爆炸具引起有重大损

4、失特点，为了预防控制火灾抱在的危害，安全工程师必须认真掌握火灾与爆炸危害发生，发展和蔓延的规律，掌握灾害预防与控制技术。 环氧乙烷是重要的有机合成原料之一。用于制造乙二醇、合成洗涤剂、乳化剂、非离子型表面活性剂、抗冻剂、增塑剂、润滑剂、杀虫剂以及用作仓库熏蒸剂。此外，环氧乙烷是广谱、高效的气体杀菌消毒剂。对消毒物品的穿透力强，可达到物品深部，可以杀灭数病原微生物，包括细菌繁殖体、芽孢、病毒和真菌。气体和液体均有较强杀微生物作用，以气体作用强，故多用其气体。在医学消毒和工业灭菌上用途广泛。常用于食料、纺织物及其他方法不能消毒的对热不稳定的药品和外科器材等进行气体熏蒸消毒，如皮革、棉制品、化纤织物

5、、精密仪器、生物制品、纸张、书籍、文件、某些药物、橡皮制品等。利用直接氧化法生产环氧乙烷的过程中涉及到高压高温过程，且原材料中的乙烯是易燃气体，在某种浓度下接触火源或能量还能引起爆炸，氧气属于高纯度氧化剂，能促进火势或爆炸，因此，对其生产厂房从设计阶段，根据其生产工艺，厂区所处环境进行符合国家相关规定的安全设计是减少事故发生的有效措施，本人结合所学的防火防爆工程，根据建筑设计防火规范GB50016-2006、石油化工企业设计防火规范GB50160-92（1999年版）、总图制图标准GB/T50103-2001、房屋建筑制图统一标准GB/T5001-2001、爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范G

6、B50058-92以及石油化工防火防爆手册对环氧乙烷厂进行防火防爆设计。2 工程概况环氧乙烷厂房位于广东茂名电白县，占地面积10万平方米,总建筑面积15,826平方米，包括行政及附属设施区，生产区，储藏区，员工生活区。全县年均日照时数2161小时，日照率4049%。7月、10月是一年中日照时间最长的月份、2月、3月最短。全县多年平均气温是23，年际变动一般在22.423.7之间，平常年最热的是7月，月均气温28.5,最冷的是1月,月均气温15.68。日最高气温37.2。全县年平均降水量1990.9毫米，年际变化较大，降水最多的 1985年，达毫米；降水最少的1961年，仅有1438.78毫米。

7、年内每月的降水量分配不均，49月为雨季，占全年降水量的85%；最少的是11月至第二年1月，仅占5%。因而常常出现春冬多旱灾、夏秋多涝灾。电白县境内盛吹东风和东南偏东风。一年中风向多变，一般随季节转换。4月至8月以东、东南风为主；9月至第二年3月以北风和东北风为多。县内历年平均风速为3.15米秒，1月和3、4月风速最大，平均是3米秒，其余月份在2.12.8米秒之间。3 工程项目分析3.1 工艺流程介绍3.1.1 生产工艺简述直接氧化法生产环氧乙烷是采用乙烯与氧气作为原材料，加入二氯乙烷抑制剂和甲烷致稳剂，氧气和乙烯通入到反应器中，经反应后生成环氧乙烷、乙烯、氧气、水、二氧化碳、醛类等通入洗涤塔，

8、利用环氧乙烷易溶于水的特性，氧气、乙烯、二氧化碳均由洗涤塔顶部排出，从洗涤塔底部出来的环氧乙烷水溶液进入环氧乙烷解吸塔，解吸出来的气体除了含环氧乙烷外，溶解于水中的少量其它气体如:CO2、CH4、O2、C2H4、Ar 也随之解吸出来。解吸塔塔出来的贫循环水返回至洗涤塔。从解吸塔顶出来的气体中的环氧乙烷到再吸收塔， 在塔内与工艺水接触而被再吸收。未被吸收的顶部气体经CO2 脱除系统后返回循环气系统，吸收液送至乙二醇进料解吸塔脱除CO2，不含CO2的环氧乙烷溶液分成两部分，一部分送到乙二醇反应工段，另一部分送到环氧乙烷精制塔，顶部侧线采出环氧乙烷作为产品。图3-1为直接氧化法生产环氧乙烷工艺流程框

9、图。 到混合器 循环水 工艺水 再吸收解吸洗涤氧化乙烯 混合氧气 环氧乙烷成品乙二醇解吸环氧乙烷精制 不含CO2 去EG储存 图3.1 直接氧化法生产环氧乙烷工艺流程 该生产工艺中，原料乙烯为易燃易爆有毒气体，常温下为无色，带有微甜气味难溶于水的易燃气体，能溶于醇、醚、丙酮和苯中，其蒸气与空气混合后能形成爆炸性混合物，爆炸极限为3%-29%，化学性质活泼。氧气无色无味，常温常压下为气体，属于助燃剂，氧化性强。产品环氧乙烷是一种无色易燃气体，有毒，化学性质活泼，具有一定危险性。3.1.2 安全防火重点部位1.反应器 乙烯与氧气的反应在氧化反应器中进行，反应温度为255到275之间，反应压力在1.

10、722.17MPa之间，反应过程为急剧放热过程，乙烯与纯氧的氧化反应在氧化反应器中进行，反应产物是环氧乙烷。由于乙烯、环氧乙烷都是易燃易爆物质，且又有氧存在，因此如果控制不好，就可能发生爆炸事故。 2.乙烯储存罐 乙烯气体储存于球形罐中，采用常压低温方式储存，但乙烯本身是一种易燃有毒气体，一旦泄露与空气混合在一定浓度内遇到明火还能发生爆炸。3.环氧乙烷泵 环氧乙烷的分解爆炸温度571，如果达到此温度无需进空气就会发生爆炸。由于环氧乙烷易气化，如果对环氧乙烷泵操作不当，会产生气蚀造成空转，使泵内温度升高，容易达到环氧乙烷的分解爆炸温度；如环氧乙烷泵的叶轮安装不正，会发生擦壁，也能使温度升高达到分

11、解爆炸温度。为防止环氧乙烷泵的温度升高，设有防止泵憋压的联锁控制和轴承温升联锁控制。该泵设有水喷淋保护4.氧气储存 工业用纯氧一般装与钢瓶中，且氧气是一种强氧化剂、助燃，与可燃蒸气混合可形成燃烧或爆炸性混合物。容器遇明火、高热热源有爆炸危险。5.环氧乙烷储存罐环氧乙烷在有酸、碱、醛的环境下易发生聚合反应，能放出大量的热；与水反应也能放出大量的热。由于这些反应放出的大量热 ，会导致环氧乙烷的分解操作，因此环氧乙烷的贮罐中绝不能有酸、碱、醛、水等物质。为保证环氧乙烷贮罐的安全，用冷冻盐水保持5左右的低温，而且用0.2MPa的氮气进行氮封，以使气相组成过离爆炸极限。环氧乙烷贮罐设有水喷淋保护。 3.

12、1.3 安全工作重点 1.反应器 严格控制好乙烯、纯氧、致稳甲烷的混合比例；严格控制反应温度不超过290，反应压力不超过2.0MPa；联锁控制系统要处于完好状态；定期用高温测厚仪对反应器壁厚及其管道进行检测，并做好记录；装银催化剂时，必须保护好，银脱落催化剂球会萎缩。生产进水会使银催化剂中毒。 2.乙烯储存罐操作人员进行排水作业时，必须有两人在现场监护、操作。严禁排出丙烯，排水后关严排水阀门。定时检查各密封点，严防跑、冒、滴、漏。定期对乙烯检测报警仪进行校验检查。定时对其冷却设备进行检测。3环氧乙烷泵该泵不能有泄漏，如有泄漏要立即检修；防泵憋压和轴承温升的联锁控制要处于完好状态；定期检查水喷淋

13、保护系统，要保持畅通好用。4.混合器 为了避免混合器内氧气的局部浓度过高，在混合过程中氧气的加气压力必须高速喷出，并在混合器内多位置安装温度检测设备。混合器应装水林冷却系统。 5.氧气储存 避免与可燃气、可燃物及还原性物质共存。仓储地点距可燃物道路、建筑、电器设备应保持安全距离符合。库房应通风良好，有避雷设施。严禁烟火，配备相应品种和数量的消防器材。大于10立方米的低温液体容器不能放在室内。6.环氧乙烷储存与装载 储存或操作温度必须控制在-10到20之间，罐内重装系数不得超过0.79kg每升；储存罐应设置水林冷却系统，并保证充足水源供应；盛装环氧乙烷的汽车罐车应配置高纯氮气瓶，并应设有与罐体连

14、接的接口；置换用氮气纯度应不低于99.9，氮封中的氧含量不得大于0.5；密封垫片应采用聚四氟乙烯材料；灌装线必须配备必要的消防措施。3.2 工艺环节的划分3.2.1 生产区环氧乙烷生产流程是一条完整生产线，共分为七部分，原料预热混合、氧化合成环氧乙烷、环氧乙烷的洗涤、环氧乙烷的解吸、环氧乙烷的再吸收、乙二醇解吸、环氧乙烷精制。其中原料的预热混合与氧化合成环氧乙烷可以在同一车间生产，其余的都处在室外设备中，表3.1为各车间功能与室外设备功能表3.1 各个生产车间或设备的功能与规模编号名称生产车间功能长（m）宽（m）高（m）面积（） 1车间混合预热与氧化反应 100 30 83000 2塔1环氧乙

15、烷洗涤 20 25 15500 3塔2环氧乙烷解吸 25 25 25625 4塔3环氧乙烷再吸收 20 10 20200 5塔4乙二醇吸收 25 20 15500 6塔5环氧乙烷精制 30 35 3510503.2.2 仓储设施为了便于工厂的生产与成品管理，在生产区的附近设置原料、中间产物以及成品的仓储设施，并根据不同的需要，将仓储设施划分为三个区域。储罐1（建筑物8）是储存生产原料乙烯的中间储罐；储区2（建筑物9）是材料纯氧的储存区；储罐3（建筑物10）是储存中间产物乙二醇的中间储罐；储罐4（建筑物11）是成品环氧乙烷储存罐；下面对各物质的化学性质及存储注意事项进行简单介绍。1. 乙烯常温下

16、为无色、无臭、稍带有甜味的气体。分子量28.05,密度0.5674g/cm3(20/4),冰点-169.2,沸点103.7。易燃,爆炸极限为2.7%36%。几乎不溶于水,溶于乙醇、乙醚等有机溶剂.属低毒类。麻醉作用较强,但对呼吸影响较小。因此，储存乙烯的灌区应通风良好，罐的液位要低于80%；贮罐中绝不能混入酸、碱、醛、水等；氮封系统要维持正常；水喷淋系统要保证畅通好用。2. 氧气常压下氧气是无色无味的气体，在空气中的体积百分比为21%，是氧化剂、助燃剂、是维持生命的基本元素。氧气的化学分子式O2，难溶于水，大气压下沸点为-297F (-183C)，氧气冷却到沸点温度后变为透明、蓝色液体，比重约

17、大于水。避免与可燃气、可燃物及还原性物质共存。仓储地点距可燃物道路、建筑、电器设备应保持安全距离符合。库房应通风良好，有避雷设施。严禁烟火，配备相应品种和数量的消防器材。大于10立方米的低温液体容器不能放在室内。3. 乙二醇 乙二醇又名甘醇，熔点 -13.2 沸点是197.5 ，常温下为无色、无臭、有甜味、粘稠液体，有毒，贮存时应密封，长期贮存要氮封、防潮、防火、防冻。按易燃化学品规定贮运。4. 环氧乙烷环氧乙烷是一种有机化合物，有乙醚气味，高浓度有刺激臭味，具有温和麻醉性，化学式是C2H4O，常温常压下为无色易燃气化低温时是无色易流动液体，是一种有毒的致癌物质。环氧乙烷易燃易爆，储存于阴凉、

18、通风的库房。远离火种、热源。避免光照。库温不宜超过30。应与酸类、碱类、醇类、食用化学品分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。应严格执行极毒物品“五双”管理制度。各个建筑物功能与规格如表3.2所示。表3.2 储存建筑的功能和规格编号名称储存及成品车间的功能长（m）宽（m）高（m）面积（）7储罐1乙烯30 30 15 9008储罐2氧气 30 25 8 7009储罐3乙二醇 30 25 12 70010储罐4环氧乙烷 30 30 15 9003.2.3 其他设施为了使化工厂更加完整，更加规范。现设置食堂（建筑物11）、员工会

19、议厅（建筑物12）、员工社区（建筑13）、行政楼（建筑物14）、技术安全科（建筑物15）、员工宿舍一（建筑物16）、员工宿舍二（建筑物17）、污水处理站（建筑物18）、消防水池（建筑物19）、配电站（建筑物20）、水泵站（建筑21）。各个建筑物的规格如表3.3所示。表3.3 其他设施的名称和规格编号名称长（m）宽（m）层数面积（）11食堂60203120012员工会议厅60202120013员工社区5018390014行政楼3015345015技术安全科2015230016员工宿舍一60187104817员工宿舍水处理站2015130019消防水池3015145020

20、配电站2015130021水泵站151011504 区域划分 在对环氧乙烷的生产工艺及各项原料和产物进行了一定的分析后，根据生产流程及各组成部分的特点及火灾危险性，及可能散发可燃气体的工艺装置、罐组、装卸区或全厂性污水处理场，汽车装卸站、液化烃灌装站、甲类物品仓库等机动车辆频繁进出的设施等的特点，并根据本次设计的安全防火工作要点，结合地形、风向等条件，按功能分区集中布置对厂区进行划分。将厂区划分为生产区、仓储区、生活区及办公及其他设施区。由于化工厂主要污染源来自于生产区，根据石油化工企业设计防火规范中的规定，在进行区域规划时，石油化工企业的生产区宜位于邻近城镇或居住区全年最大频率风向的下风侧，

21、以便于生产过程中废气的及时排除和扩散，减少对企业自身和邻近企业及居民的影响。本文中环氧乙烷厂厂址设于广东茂名电白县。电白县境内盛吹东风和东南偏东风。一年中风向多变，一般随季节转换。4月至8月以东、东南风为主；9月至第二年3月以北风和东北风为多。因此，根据厂区地形、风向特点，及生产工艺、物料危险性，将本厂的生产区放置在厂区的西南部；生活区位于厂区的东北部；仓储区位于厂区的西北部；办公及其他设施区位于厂区的东南部。如此，则会加快生产区工业生产中废气的排放，并减少其对生活区的影响。如发生有毒有害气体泄漏，也可避免或减缓对办公生活区的影响。由于仓储区储存着生产原料以及成品产物，所以为了便于储存、运输，

22、防止有毒物质的泄露对生活区产生影响，则将仓储区放置在生产区的北部。5 总平面的布置5.1 分区布置出于对本企业及相邻企业、居民的生命健康及财产安全和火灾爆炸危险等因素的考虑，下面将环氧乙烷厂划分为四个区域。即生产区，仓储区，办公生活区和其他设施区。（1） 生产区位于厂区的西南。包括共分一个车间和五个室外生产设备，分别是原料预热与氧化（车间1）、环氧乙烷洗涤（塔1）、环氧乙烷解吸收（塔2）、环氧乙烷再吸收（塔3）、乙二醇吸收（塔4）、环氧乙烷精制（塔5）和消防水池。（2） 生活区位于厂区的东北。包括食堂、员工会议厅、员工社区、员工宿舍一和员工宿舍二。是人们办公休息娱乐的场所。（3）仓储区位于厂区

23、的西北。包括原料乙烯储罐、原料氧气储存罐、乙二醇储存罐和产品环氧乙烷储存罐。（4）办公及其他设施区位于厂区的东南。包括行政楼、技术安全科、员工会议厅、水泵站、配电站以及污水处理站。5.2 火灾危险类别的确定5.2.1 环氧乙烷及生产原料的理化性质简介1. 环氧乙烷环氧乙烷是一种有机化合物，有乙醚气味，高浓度有刺激臭味，具有温和麻醉性，化学式是C2H4O，常温常压下为无色易燃气化低温时是无色易流动液体，是一种有毒的致癌物质。环氧乙烷易燃易爆，爆炸极限为3%-100%，火灾危险性属于甲类。2. 氧气常压下氧气是无色无味的气体，在空气中的体积百分比为21%，是氧化剂、助燃剂、是维持生命的基本元素。氧

24、气的化学分子式O2，难溶于水，大气压下沸点为-297F (-183C)，氧气冷却到沸点温度后变为透明、蓝色液体，比重约大于水。火灾危险性属于甲类。3. 乙二醇乙二醇又名甘醇，熔点 -13.2 沸点是197.5 ，闪点为110，常温下为无色、无臭、有甜味、粘稠液体，有毒，易燃，火灾危险性属于丙类。4. 乙烯常温下为无色、无臭、稍带有甜味的气体。分子量28.05,密度0.5674g/cm3(20/4),冰点-169.2,沸点103.7。易燃,爆炸极限为2.7%36%。几乎不溶于水,溶于乙醇、乙醚等有机溶剂.属低毒类。火灾危险性属于甲类。5.2.2 生产工艺火灾危险分类根据建筑设计防火规范表3.1.

25、1（见附录中表A1生产的火灾危险性划分）可知，环氧乙烷的氧化合成、环氧乙烷的洗涤、环氧乙烷的解吸、环氧乙烷的再吸收和环氧乙烷的精制火灾危险性都属于甲类，乙二醇吸收属于丙类，但为了提高安全性，将其定位乙类。乙烯爆炸下限为2.7%，火灾危险性为甲类。氧气属于氧化剂、助燃剂，火灾危险性属于甲类。乙二醇沸点是197.5 ，闪点为110，火灾危险性属于丙类。环氧乙烷爆炸下限为3%，火灾危险性为甲类。5.2.3 存储区火灾危险分类根据石油化工设计规范表2.0.1可燃气体的火灾危险性分类，表2.0.2液化烃、可燃液体的火灾危险性分类，建筑防火设计规范表3.1.3 储存物品的火灾危险性分类（见附录中表A2贮存

26、物品火灾危险性划分），将各原料、成品储罐、储库的火灾危险性为：乙烯，爆炸下限为2.7%，火灾危险性属于甲类，则其储存罐火灾危险性属于甲类。氧气，助燃剂，氧化剂，火灾危险性属于甲类，则氧气储存罐火灾危险性属于甲类。乙二醇，闪点为110摄氏度，为可燃液体，火灾危险性为丙类，所以乙二醇储存罐火灾危险性属于丙类。环氧乙烷，爆炸极限为3%，火灾危险性属于甲类，则其储存罐火灾危险性为甲类。5.3 耐火等级的确定5.3.1 生产区根据生产区厂房的火灾危险类别，依据建筑设计防火规范第3.2.1条表3.2.1（见附录中表A3厂房的耐火等级及厂房面积）确定各厂房的耐火等级及厂房面积。本次设计厂房全为单层厂房，1号

27、厂房火灾危险性为甲类，厂房面积为3000，塔1、塔2、塔3、塔5火灾危险性为甲类，面积分别是500、625、200、1050，塔4火灾危险性为乙类，面积为500，消防水池面积为450，总面积为6325。5.3.2 储存区根据库房的火灾危险类别，依据防火与防爆书中表4-7（见附录一中表A4库房的耐火等级、层数和占地面积）库房的耐火等级、层数和占地面积确定各库房的耐火等级，储罐1耐火火灾危险性为甲类，储罐2火灾危险性为甲类，储罐3火灾危险性为乙类，储罐4火灾危险性为甲类。5.3.3 生活区根据建筑设计防火规范，生活区的建筑可以依据民用建筑确定耐火等级和面积（见附录一中表A5民用建筑确定耐火等级和面

28、积）。食堂、员工社区、员工宿舍一、员工宿舍二，确定耐火等级均为三级，面积分别为食堂1200、员工社区900、员工宿舍一、二均为1048。5.3.4 办公及附属设施区消防水池因为是露天的，不考虑它的耐火等级，面积为450。水泵站主要提供生活区用水，因此其属于丙类设施。行政楼、员工会议厅、技术安全科属于民工建筑，防火等级为三级，不考虑其防火距离。综上所述，化工厂内各个建筑物的火灾危险类别、耐火等级、层数、面积表5.1所示。表5.1 化工厂内各个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面积(m2)生产区1生产车间1甲类一级单层30002塔1甲类一级-1

29、003塔2甲类一级-2504塔3甲类一级-2005塔4乙类一级-5006塔5甲类一级-1050存储区7储罐1甲类一级-体积900m8储罐2甲类一级-体积700m9储罐3乙类一级-体积700m10储罐4甲类一级-体积900m生活区11食堂三级三层120012员工会议厅三级二层120013 员工社区三级三层22514行政楼三级三层45015员工宿舍一三级七层104816员工宿舍二三级七层104817技术安全科三级二层225附属设备区18污水处理站二级单层30019变、配电站二级单层30020消防水池二级单层45021水泵站二级单层1505.4 防火间距5.4.1 防火间距设计原则本次设计中各建、构

30、筑物之间防火间距的设计是以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为主要根据，对环氧乙烷厂各建、构筑物之间的防火间距进行确定。将标准所要求的防火间距作为最低标准，并且只考虑邻近建、构筑物只的防火间距。本厂重点防火区域为生产区和储存区，根据生产车间、仓库、储罐等的火灾危险类别，对防火间距进行设定。生产区内生产车间的火灾危险类别为甲类，储库和储罐的火灾危险类别包括甲类和乙类。因此，根据标准可知，甲类车间、仓库之间的防火间距为30m，甲类与乙类之间的防火间距为25m。其中，水泵站主要供应生活用水，所以将水泵站作为丙类设施，因此，则其与配电站之间的防火间距应符合丙类设施与

31、全厂重要性设施之间的防火间距，为25m。5.4.2 防火间距的确定依据以上原则，再考虑工厂整体布局的整齐美观，工厂内各建构筑物之间的防火确定见表D1。所有建构筑物的面积及它们之间的防火间距，再综合考虑总体布置及甲类厂房和库房与厂区围墙和厂内主要、次要道路之间的距离，对工厂总平面布置见详图。6 防爆电气的设计6.1 划分爆炸危险区域根据防爆电器设计规范GB50058-92第2.2.3条规定“第一级释放源：预计正常运行时周期或偶尔释放的释放源。类似下列情况的，可划为第一级释放源： 在正常运行时会释放易燃物质的泵、压缩机和阀门等的密封处”。乙烯的火灾危险性为甲类。这个流程中环氧乙烷的合成工艺是在较高

32、的温度下进行的，反应本身放热，反应后的气体温度较高，在生产过程中有较高的危险。因此，在进行环氧乙烷合成时密封处为第二级释放源，释放物质为乙烯，所以将密封处所在的区域划分为2区。根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92第2.3.5条规定，“存在第二级释放源的区域可划为2区”，故整个生产车间1的危险区域划分为2区。区域划分图见附录。6.2 防爆电气选择6.2.1 爆炸性混合物分级、分组根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范气体或蒸汽爆炸性混合物分级、分组举例，己二气体混合物时，应按危险程度较高的级别和组别选用防爆电气设备。爆炸危险区域内的电气设备，应符合周围环境内化学的、机械的、

33、热的、霉菌以及风沙等不同环境条件对电气设备的要求。电气设备结构应满足电气设备在规定的运行条件下不降低防爆性能的要求。环氧乙烷合成厂房的泄漏物质主要为乙烯，根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92附录中查表可知，爆炸性气体混合物按引燃温度分组为T2,其级别为B级。6.2.2 防爆电气选择根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范第2.5.3条厂区内主要防爆电气根据（附录），对环氧乙烷合成生产车间的防爆电器进行选择。7 泄爆方式确定及泄爆面积计算7.1 泄爆方式根据建筑设计防火规范GB50016-2006中3.6.4规定，“泄压设施宜采用轻质屋面板、轻质墙体和易于泄压的门、窗等，不应

34、采用普通玻璃。泄压设施的设置应避开人员密集场所和主要交通道路，并宜靠近有爆炸危险的部位。作为泄压设施的轻质屋面板和轻质墙体的单位质量不宜超过60kg/。屋顶上的泄压设施应采取防冰雪积聚措施。3.6.5 散发较空气轻的可燃气体、可燃蒸汽的甲类厂房，宜采用轻质屋面板的全部或局部作为泄压面积。顶棚应尽量平整、避免死角，厂房上部空间应通风良好。”因此预热混合与环氧乙烷氧化合成车间顶棚棚顶选用单位质量为40kg/m2的轻质屋面板，泄压设施采取防冰雪积聚措施，顶棚凭证，没有死角，将轻质屋面板全部作为泄压面积，厂房通风良好。采用易于泄压的通风窗，防止气体泄漏时引起爆炸。7.2 泄爆面积的计算根据建筑设计防火

35、规范GB50016-2006中3.6.3规定，“有爆炸危险的甲、乙类厂房，其泄压面积宜按下式计算，但当厂房的长径比大于3时，宜将该建筑划分为长径比小于等于3的多个计算段，各计算段中的公共截面不得作为泄压面积： （7.2）式中 A为泄压面积，m2；V为厂房的体积，m3；C为厂房容积为1000m3时的泄压比，可按表3.6.3选取，m2/m3。”根据厂房的尺寸，预热混合与氧化横成车间长为100m，宽为30m，高为8m，泄压比根据表格选0.16 m2/m3。经计算得该厂房的泄压面积约为1332，小于厂房面积3000。8 环氧乙烷合成车间的灭火器配置8.1 灭火器的选择根据建筑灭火器配置设计规范第3.2

36、.1条（见附录中表C1工业建筑灭火器配置场所的危险等级举例）车间1使用的原料是乙烯和氧气，产品是环氧乙烷，是甲类火灾爆炸危险物质，因此车间1灭火器配置的危险等级为严重危险级。由于生产过程中乙烯、氧气和环氧乙烷都是以气态存在，所以其火灾类别为C类火灾。根据4.1.3条规定：在同一灭火器配置场所，当选用两种或两种以上类型灭火器时，应采用灭火剂相容的灭火器。根据4.2.2条规定： C类火灾场所应选择碳酸氢钠干粉灭火器、磷酸铵盐干粉灭火器、卤代烷灭火器和二氧化碳灭火器。所以车间1可选择干粉灭火器。8.2 灭火器设置根据建筑灭火器配置设计规范第5.1.15.15条的相关规定：1 灭火器应设置在位置明显和

37、便于取用的地点,且不得影响安全疏散。2 对有视线障碍的灭火器设置点，应设置指示其位置的发光标志。3 灭火器的摆放应稳固，其铭牌应朝外。手提式灭火器宜设置在灭火器箱内或挂钩、托架上，其顶部离地面高度不应大于1.50m；底部离地面高度不宜小于0.08m。灭火器箱不得上锁。4 灭火器不宜设置在潮湿或强腐蚀性的地点。当必须设置时，应有相应的保护措施。灭火器设置在室外时，应有相应的保护措施。5 灭火器不得设置在超出其使用温度范围的地点6。根据第6.2.2条规定，B、C类火灾场所灭火器的最低配置基准应符合表8.1的规定。表8.1 B、C类火灾场所灭火器的最低配置基准6危险等级严重危险级中危险级轻危险级单具

38、灭火器最小配置灭火级别 89B 55B 21B单位灭火级别最大保护面积 (m2/B) 0.5 1.0 1.5根据第7.3.2条规定，由于设有室内消火栓系统，所以k=0.9 S 3000 Q = K = 0.9 = 5400 （B） U 0.5在每个设置点处都设置有推车式灭火器，由表8.2可知最大保护距离为18m，根据厂房的面积可以确定厂房的设置点数为3，即N=7。表8.2 B、C类火灾场所的灭火器最大保护距离(m) 灭火器型式 危险等级手提式灭火器推车式灭火器 严重危险级 918 中危险级1224 轻危险级1530Q 5400 Qe = = =772B N 7由于本厂灭火器的最小配置灭火级别为

39、89B，所以由建筑灭火器配置设计规范附录A(见附录表C2手提式灭火器类型、规格和灭火级别和表C3推车式灭火器类型、规格和灭火级别)在每个设置点选择两个个MFT125型推车式灭火器，和一个MFT20型推车式灭火器。在车间1共设置7个设置点，每个设置点放置两个MFT125型推车式灭火器，和一个MFT20型推车式灭火器。设置点如图8.1所示。 图8.1 灭火器设置点9 总结本次设计主要是从防火防爆的角度对环氧乙烷厂来考虑，对涉及到的各项原材料、反应容器、厂房、仓库、工艺流程等等进行分析研究，并进行防火防爆设计。通过此次对环氧乙烷厂的设计，我学到了很多。首先，对于平时在课本上学到的知识，印在脑海中的印

40、象并不是十分清晰。通过这次设计，让我对防火防爆这门课程的理解加深了许多，思路也更加清晰。其次，我在日常学习生活中对各项防火规范的了解并不是很多。通过此次设计，使我对本次课设用到的相关规范如：建筑设计防火规范GB50016-2006、石油化工企业设计防火规范.GB50160-92（1999年版）和爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92有了更多的认知。并且在课设过程中学会了怎样看懂规范，并且运用这些规范解决我所面临的问题。再次，在课程设计中我还学会了如何进行火灾危险性分析，确定建筑物的防爆间距，爆炸危险区域的划分，防爆电气的选择以及泄爆面积的计算。另外，通过本次课程设计，我对环氧乙

41、烷的生产工艺进行了一定的研究，对其生产过程有了更多的了解。并且在资料的查询过程中，使我了解到了更多课本以外的内容。最后，通过本次课程设计，我学会了如何将课本上的知识应用到实际生活中去。我发现在实际应用设计过程中，其复杂程度和难度远比现在要大得多，但是通过课设是我找到了方向，知道了如何去运用学到的知识，加深了对理论与实际的认知。参考文献1 建筑设计防火规范.GB50016-20062 石油化工企业设计防火规范.GB50160-92（1999年版）3 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范.GB50058-924 总图制图标准.GB/T50103-20015 杨泗霖. 防火与防爆. 北京: 首都经济贸

42、易大学出版社, 2006附录火灾危险类别划分 表A1生产的火灾危险性划分生产类别火灾与爆炸危险性的特征甲 使用或产生下列物质（1）闪点28的易燃液体（2）爆炸下限10%的可燃气体（3）常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致迅速自燃或爆炸的物质（4）常温下受到水或空气中水蒸气的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质（5）遇酸、受热、撞击、摩擦以及遇有机物或硫磺等易燃的无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂（6）受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质（7）在压力容器内物质本身温度超过自燃点的生产乙使用或产生下列物质（1）闪点2860的易燃、可燃液体（2）爆炸下限10%的可燃气

43、体（3）助燃气体和不属于甲类的氧化剂（4）不属于甲类的化学易燃危险固体（5）生产中排除浮游状态的可燃纤维或粉尘，并能与空气形成爆炸性混合物者丙使用或产生下列物质（1）闪点60的可燃液体（2）可燃固体丁具有下列情况生产（1）对非燃烧物质进行加工，并在高热或熔化状态下经常产生辐射热、火花或火焰的生产（2）利用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行爆炸作其他用的各种生产（3）常温下使用或加工难燃烧物质的生产戊常温下使用或加工非燃烧物质的生产表A2贮存物品火灾危险性划分贮存物品类别火灾与爆炸危险性的特征甲（1）常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致迅速自燃或爆炸的物质（2）常温下受到水或空气中水蒸

44、气的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质（3）受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质（4）闪点28的易燃液体（5）爆炸下限10%的可燃气体，以及受到水或空气中水蒸气的作用，能产生爆炸下限10%的可燃气体的固体物质（6）遇酸、受热、撞击、摩擦以及遇有机物或硫磺等易燃的无机物，以及极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂乙（1）不属于甲类的化学易燃危险固体（2）闪点2860的易燃、可燃液体（3）不属于甲类的氧化剂（4）助燃气体（5）爆炸下限10%的可燃气体（6）常温下与空气接触能缓慢氧化、积热不散引起自燃的危险物品丙（1）闪点60的可燃液体（2）可燃固体丁难燃烧物品戊非燃烧物品表A3

45、厂房的耐火等级、层数和防火分区的最大允许建筑面积生产类别厂房的耐火等级最多允许层数每个防火分区的最大允许建筑面积（m2）单层厂房多层厂房高层厂房地下、半地下厂房，厂房的地下室、半地下室甲一级二级除生产必须采用多层者外，宜采用单层4000300030002000乙一级二级不限6500040004000300020001500丙一级二级三级不限不限2不限8000300060004000200030002000500500丁一、二级三级四级不限31不限40001000不限200040001000戊一、二级三级四级不限31不限50001500不限300060001000表A4 库房的耐火等级、层数和占

46、地面积储存物类别 耐火等级最多允许层数单层库房最大允许占地面积/甲一1180一、二1750乙一、二32000三1500丙一、二52800三1900表A5民用建筑的耐火等级、最多允许层数和防火分区最大允许建筑面积耐火等级最多允许层数防火分区的最大允许建筑面积（m2）备 注一、二级按本规范第1.0.2条规定25001.体育馆、剧院的观众厅，展览建筑的展厅，其防火分区最大允许建筑面积可适当放宽。2.托儿所、幼儿园的儿童用房和儿童游乐厅等儿童活动场所不应超过3层或设置在四层及四层以上楼层或地下、半地下建筑（室）内。三级5层12001.托儿所、幼儿园的儿童用房和儿童游乐厅等儿童活动场所、老年人建筑和医院、疗养院的住院部