化工厂防火防爆设计.docx

摘要本课设主要针对吉林某新建聚丙烯化工厂进行防火防爆设计。文中化工厂是采纳间歇式液相本体聚合法生产聚丙烯。文章首先介绍了聚丙烯的生产工艺，并进行工艺划分确定其主要危急与各个环节的火灾危急类别。其次，确定各个厂房建筑物的耐火等级与其间距，并对厂区进行划分和总平面布翼。第三，选择聚丙烯合成厂房，计算泄压面积并选择确定泄压方式.第四，对生产厂房进行防爆电气设计，并确定泄爆方式，计算相关设施的泄爆面枳，对不同的场所进行了灭火器配置设计。最终，绘制厂区总平面布置图和厂房爆炸危急区域划分图。关键词：聚丙烯：耐火等级：防火间距：防火防爆：防爆电器：灭火器：厂区规划设计书目摘要I1前言12工程概况23工程项目分析43.1 工艺流程介绍43. 1.1工艺生产介绍44. 1.2平安防火重点部位55. 1.3平安工作重点63.2 工艺环节的划分73.2.1生产区73.2.2仓储设施83.2.3其他设施94总平面的布置114.1分区布置114.2火灾危急类别的确定121.1.1 2.1聚丙烯与生产原料的理化性质简介121.1.2 火灾危急类别的确定121.1.3 仓储区火灾危急分类144.3耐火等级的确定164. 3.I生产区165. 3.2存储区186. 3.3生活区197. 3.4附属设施区194.1 防火间距211. 1.1防火间距的设计原则214. 1.2防火间距的确定215防爆电器设计234.1 划分爆炸危急区域234.2 防爆电器的选择245. 2.1爆炸性混合物的分级分组245.2.2防爆电器的选择256泄瀑方式确定以与泄爆面积计算296. 1泄爆方式296.2泄爆面积的计算307灭火器的配置307.1 灭火器的选择317.2 灭火器的设置318总结42参考文献43附录A附录B化学工业的历史源远流长。数千年以来，先人们制造陶器、音铜器、铁器、限造、造纸、染色等生产工艺，其实都是化学工艺过程。当今社会，随着社会的进步，科学的发展，化工产品已在人们生活中起到了越来越重要的作用。无论是衣食住行，还是从事各种生产活动都离不开化工产品。如化肥、燃料、石油、檬胶等。化工产业已经称为国民经济建设重要的支柱产业之一。随着社会的发展和人类文明的进步，供需冲突有了根本性的好转，化学工业也逐步进入了成熟阶段。人们在进行化工产品生产时，不仅要考虑工厂的经济效益，同时还要考虑到社会的总体效益。人们也越来越重视环境、平安等问题了。现在的化工企业是以最小的代价来取得最大的收益的。自从1954年意大利Na1.ta教授在试验室首次合成聚丙烯以来，1957年聚丙烯就实现了工业化生产。在不到半个世纪的时间里，聚丙烯己成为发展速度最快、产量最大、牌号最多、用途最广的合成树脂品种之一。聚丙烯(PP)是五大通用树脂之一，是一种优良的热塑性合成树脂。具有比重小、无毒、易加工、抗冲击强度高等优点，其产品广泛用电子电器、汽车、建材、医疗等领域。但是，聚丙烯生产工艺困难，其原料氯气和丙烯均为易燃易爆气体，高压容器，原料运输管道，电气设备等都存在肯定的危急性；同时，工厂的选址，设备的布局，厂房的设计等都是影响平安的垂要因索,，因此很有必要通过对聚丙烯工厂进行合理的防火防爆设计来削减事故的发生概率，降低事故的危吉程度，进而提高整个工厂的平安生产水平，间接地提高企业的经济效益。因此，为了有效限制化1.生产中各种危急因素，应当从人一机一环三个方面同时限制有关的风险因素，具体r解有关化学品的物化性质和相关的平安操作规程，加强培育操作人员的平安素养，以便从物和人两方面消退和限制风险因素。最终对整个化1：企业的区域规划，设汁相应的区块布置，防火间距，车间位置，设备布置等，从而消退或限制事故，以与在事故发生后能够最大的削减损失。本次课程设计的依据主要是石油化工企业设计防火规范GB50160-2008.建筑设计防火规范GB50160-2006.爆炸和火灾危急环境电力装置设计规范GB5OO58-2OI4建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005等等。该聚丙烯生产厂厂址设于吉林经济开发区。总占地面积为350000m,长约70Onb宽约50Onu吉林经济技术开发区位于吉林市西北部的平原地带（地理中心坐标为：东经126。28'、北纬43。37,）距吉林市中心15km,距长春市92km位于长春-吉林经济走廊的东端。已基本实现了道路、供水、雨排水、排污水、供电、通讯、蒸气“七通一平”。吉林市属中温带大陆性季风气候，四季分明。春季干燥多风，里季温热多雨，秋季凉快多暗，冬季寒冷多雪。年平均气温42C,12-2月平均气温-13C以下，日平均气温大于35C的日数很少，年平均0.3天。全年日照时间21002600小时，年平均降水量为674.2mm,6-8月各月降水量都在100min以上，三个月的总降水量占全年的65%左右；122月降水稀有，每月6rIin左右。年降水日数119.8天，68月每月有1417天,2月每月约6天。风向以西南、西、西北为最多，平均风速2至4ms,大广或等于8级风日数一般为715天。依据石油化工企业设计防火规范GB50160-2008"）在进行区域规划时，应依据石油化工企业与其相邻的工厂或设施的特点和火灾危急性，结合地形，风向等条件，合理布置.石油化工企业的生产区，宜位于邻近城镇或居住区全年最小频率风向的上风侧。石油化工企业与相邻工厂或设施的防火间距，不应小于规定中最小距离。木文聚丙烯工厂设在吉林经济开发区，该开发区位于吉林市西北部的平原地带，不会产生窝风，且风频最大的为西南风，最小的是西北风。因此，依据厂区地形、风向特点，与生产工艺、物料危急性，将木厂的生产区放置在厂区的东部:办公生活区位广厂区的西南部；其他设施区位厂厂区的中部。如此，则会加快牛.产区工业生产中废气的排放，并削减其对办公生活区的影响。如发生有毒有害气体泄漏，也可避开或减缓对办公生活区的影响。由广仓储区储存着生产原料以与成品产物，所以为了便于储存、运输，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东北部。工厂主要出入口不应少r两个，并宜位;不同方位。两条或两条以上的工厂主要出入口的道路，应避开与同一条铁路平交；若必需平交时，其中至少有两条道路的间距不应小于所通过的最长列车的长度；若小于所通过的最长列车的长度，应另设消防车道。生产区的道路宜采纳双车道；若为单车道应满意错车要求。工艺装置区、液化燃储罐区应设环形消防车道。可燃液体的储罐区、装卸区与化学危急品仓库区应设环形消防车道：当受地形条件限制时，也可设有回车场的终点式消防车道。消防道路的跖面宽度不应小于611u工厂内部设有办公生活区、附属设施区、物料存储区、生产区四大区域。办公生活区分为办公楼、宿舍楼、浴池、食堂、医院、活动中心等建筑；附属设施区分为配电站、技安部、锅炉房、泵站、污水处理站、消防水池等建筑：物料储存区主要是罐区，分为丙烯耀组和氢气罐组，装设喷水冷却系统，原料丙烯和氢气由其他化工厂供应，用管道连接：生产区有丙烯固碱乍间、丙烯脱硫中间、丙烯精脱水车间、氢气丙烯局和车间、闪蒸去活车间等。3 工程项目分析3.1 工艺流程介绍3.1.1 工艺生产介绍间歇本体法聚丙烯生产工艺流程框图见图3.1,全流程图可以分为原料精制、聚合反应、闪蒸愉快、造粒包装、丙烯回收等五个部分。1）原料精制液态丙烯经过脱硫塔、脱一氧化碳塔、脱氧塔、脱水塔等除去硫化物、一氧化碳、水、氧等杂质后，进入将丙烯计量耀。氢气经过脱水塔后，供聚合用。2）聚合反应精制后的丙烯经计量加入到柬合釜内，并将活化剂（氯二乙基铝或三乙基铝自运输罐用N2压入活化剂储城，然后再用N2压入活化剂计量罐中，经计量后加入釜上活化剂加料罐中，然后用丙烯冲入聚合釜内）、给电子体、催化剂、分子量调剂（氯气）按肯定比例分别加入到聚合釜。各物料加完后，起先向聚合釜内通入热水升温聚合，整个过程可以手动也可以利用计算机半自动限制。每釜反应时间约为3-4小时，聚合压力为3.5Mpa,聚合温度为75C。反应到70%-80%的丙烯转化聚丙烯时，停止聚合反应。将丙烯放入高压丙烯冷凝器.利用循环冷却水将丙烯冷凝回收至平衡压力，冷凝的液体丙烯进入高压丙烯回收解储存，供下一釜聚合时投料运用。将固体聚丙烯粉料喷入闪蒸去活釜。3）闪蒸愉快用闪蒸的方法使丙烯与聚丙烯分别，得到不含丙烯的聚丙烯粉料，再通入空气使聚合物失活，然后由下料口送至造粒工具或干脆包装以粉料出厂。未反应的高压丙烯气体用冷却水或冷冻盐水冷凝回收后循环利用。4）造粒包装打开闪蒸釜卜部出料阀，将闪蒸釜内物料装入口袋，并同时完成称重、封袋工作。得到的聚合物粉料既可以干脆包装出厂，也可以送往造粒工段，加入相应助剂后，造粒出厂。5）丙烯回收收集到气柜内的丙烯气，经压缩机压缩并液化后，送入粗丙烯储罐，再送至气分装置再利用。从工艺流流程图中我们可以看到，原料为丙烯和氮气，都是易燃易爆气体，产物聚丙烯粉末也有可燃性，在聚合过程中，运载气体和尾气假如处理不当，都可能产生火灾爆炸危急。图3.1间歇液相式本体法聚丙烯生产工艺方框流程图3.1.2 平安防火重点部位1、聚合釜丙烯经固减、脱硫、精脱水后进入丙烯灌，经口量后加入聚合釜并搅拌，然后催化剂和氢气也经计量后分别加入聚合釜中。加料完毕后，夹套内通入热水升温，引发反应，由于聚合反应放出大量的热量使釜温上升，夹套切换冷水限制反应温度。若搅拌不能正常工作或者循环冷却水出现故障，反应温度失控，易引起火灾，爆炸。聚合釜应设有应急冷却系统，在紧急状况时，对釜进行爱护。2、闪蒸釜聚合反应结束后，由聚合釜向闪蒸釜喷料。由J课丙烯粉料在聚合釜内受到搅拌，乂以很大的速度向闪蒸喷料。搅拌叶与粉体之间反复接触与分别，使粉体表面带上了大量静电荷；卷速向闪蒸釜喷料时粉体与管壁和釜发生摩擦、冲撞，使粉体表面电荷又进步增加。假如不能实行措施消退辞电，可能会造成闪蒸釜内爆燃，包装时闪爆、着火。实行聚合釜放料口安装静电消退错，改善闪蒸工艺等措施降低睁电事故的概率。3、输送管道反应原料氢气和丙烯都由输送管道进入反应釜发生反应，反应结束后的剩余原料也经输送管道进行回收。由于氢气和丙烯均为易燃易爆气体，假如管道发生裂开导致原料泄露，很可能会造成火灾、爆炸事故。输送管道耍常常修理和更换，同时还应有原料泄雷的报警系统。3.1.3 平安工作重点1、聚合釜反应搅拌机应有检测和联锁，投料前肯定要启动搅拌，并随时进行巡查，跳闸后要与时处理，发觉异样能自动停止进料；聚合釜电机应选择相匹配的，且适当降低转速，以免电机超载跳闸；应对聚合釜体壁面定期打磨，提高壁面光滑度,削减挂壁：当釜内结块后，要开釜盖清除结块；聚合釜系统工作时应不能超温超压；聚合釜填料更换前，应先将填料浸泡，防止填料磨损与烧毁：清通聚合釜催化剂加料斗必需用防爆工具。2、闪蒸釜聚合釜向闪蒸釜喷料时，闪蒸釜要自动或手动间断向气柜排放高压气态丙烯。待喷料结束后，闪蒸釜采纳自动或手动置换程序交替抽真空补氮气进行置换,直至闪蒸釜丙烯含量小1.5%,避开形成爆炸性混合气体而引起爆炸。回收丙烯阀和喷料阀应有联锁，当丙烯回收阀出现故障无时保证不向闪蒸釜喷料；实行适当的检测手段，确保闪蒸釜丙烯含量小J1.5与再打开闪蒸釜出料阀;同样也应对闪蒸釜体壁面定期打磨，提高壁面光滑度，削减挂壁和摩擦；实行静电防护措施，保证闪蒸和出料时的平安性.3、输送系统为防止物料泄露，常常检查管道是否完好；配备白动报警系统，当出现物料泄漏时，与时报警以便实行措施。4、危急物质聚丙烯车间危急物质主要是