1000m³环戊烷储罐区防火防爆安全设计
摘要
本文主要通过对1000m³环戊烷储罐区防火防爆安全设计，在兼顾技术上先进性、可行性，经济上合理性的前提下，综合分析环戊烷的物理、化学性质，通过其危险性的分析来设计储罐和平面布置，还着重对消防灭火器材、储罐及相应设备危险性分析及安全附件的选择。通过合理布局环戊烷储罐区并进行防火防爆设计，保证过程正常、安全运行，同时改善劳动条件并兼顾环境保护。
关键词：环戊烷储罐平面设计安全设施
第一章项目概述和环戊烷的特性某石化企业需建1000m³储罐2台用于储存环戊烷，建设地点位于储运厂码头储罐区的预留地，面积为2000m2。项目包括增建2台1000m³储罐、2台冷冻机组、循环水站及相应配套的自控、电气、土建、消防等设备设施的布置及相关的安全技术设计及相关安全管理措施。
储存介质的种类、性质不仅与储存设备的选择，设备的设计有关，而且对安全消防设计、库房布置至关重要。所以对本次设计任务中的储液——环戊烷必须要有足够的认识。
1.1环戊烷的理化性质
环戊烷亦称“五亚甲烯”，一种环烷烃，易燃性液体。溶于醇、醚及烃类，不溶于水。环戊烷不是平面环，有两种构象：信封式构象和半椅式构象。碳—碳—碳键角接近109°28′，分子的张力不大，环较稳定，化学性质与烷烃相似。对鼠类在空气中致死浓度其质量分数为3.8×10-2。与发烟硫酸作用呈红黄色，与硝酸作用得硝基环戊烷和戊二酸。具体理化性质如表1-1所示：
表1-1环戊烷的理化性质
熔点沸点闪点蒸汽压自燃
温度爆炸
上限
爆炸
下限
相对蒸
汽密度
燃烧热临界
温度
-94.4℃49.3℃-37℃45(20℃)361℃8.7 1.1 2.423287.8
kJ/mol
238.6
1.2有害影响和中毒症状
吸入高浓度环戊烷可引起中枢神经系统抑制，尽管其急性毒性低。急性暴露引起的症状先有兴奋，以后出现平衡失调，乃至木僵、昏迷。很少因呼吸衰竭而死亡。有人报道过，给动物口饲本品，出现严重腹泻，导致心、肺和肝血管萎陷及脑变性。
吸入后可引起头痛、头晕、定向力障碍、兴奋、倦睡、共济失调和麻醉作用。呼吸系统和心脏可受到影响。对眼有轻度刺激作用。口服致中枢神经系统抑制、粘膜出血和腹泻等。本品对皮肤有脱脂作用，引起皮肤干燥、发红等。
第二章储罐的安全设计储罐是用来储存气体、液体原料、中间产品及产品而不影响被储存物品原有性质的设备。液体储罐常见的有立式圆筒形储罐，卧式圆筒形储罐、球形储罐。立式圆筒形储罐按其罐顶结构可分为固定顶储罐和浮顶储罐。
2.1环戊烷储罐的选型
（1）液体化学品储罐的选择根据要储存物料的火灾危险性类别决定。环戊烷的火灾危险性类别为甲类，且属于易燃易挥发液体，发生火灾的危险性很大。确定选用储存损耗很小的内浮顶罐。内浮顶罐的罐顶外部为拱顶，内部为浮顶。内部的浮顶可减少环戊烷的挥发损耗，而外部的拱顶又可避免雨水、尘土等污物从环形空隙处进入罐内。
表2-1火灾危险性类别
（2）根据给定容量，查表确定各项数据如表2-1
表2-1 1000 m³内浮顶储罐基本参数和尺寸
（3）罐体材料选用碳素钢Q235-B。罐底由薄钢板装配而成，罐底中部钢板称为中幅板，周边的钢板称为边缘板。边缘板采用何种形式，取决于储罐的储量和直径。1000 m³储罐底的周边采用条形边缘板。考虑到储罐的底部储液存在杂质和水分，这部分材质的表面腐蚀速率会加剧，为使储罐整体和有相近的设计寿命，底板圈和底板的腐蚀裕量可大于壁板和顶板的腐蚀裕量，可选用不
锈钢OCr18Ni9。内浮盘用铝合金制造比钢材制造经济效益好。
第三章罐区总平面布置
3.1法规要求
根据《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-2008)
第6.2.6条“浮顶、内浮顶罐组的总容积不应大于600000m³。”所以，本次设计中总容积为2000m³，符合要求。
第6.2.7条“罐组内单罐容积大于或等于10000m³的储罐个数不应多于12个；单罐容积小于10000m³的储罐个数不应多于16个；但单罐容积均小于1000m³储罐以及丙B类液体储罐的个数不受此限。”所以，本次设计中2个单罐1000m³，符合要求。
第6.2.9条“罐组内的储罐不应超过两排；但单罐容积小于或等于1000m³的丙B 类的储罐不应超过4排，其中润滑油罐的单罐容积和排数不限。”所以，本次设计为1个1*2的罐区，符合要求。
第4.3.5条“液化烃、可燃液体、可燃气体的罐区内，任何储罐的中心距至少两条消防车道的距离均不应大于120m；当不能满足此要求时，任何储罐中心与最近的消防车道之间的距离不应大于80m，且最近消防车道的路面宽度不应小于9m。”
第6.2.18条“事故存液池距防火堤的距离不小于7m。”
3.2 储罐布置
1. 储罐装的都是环戊烷，可同组布置，根据《石油化工企业设计防火规范》规定罐组内储罐排布不应超过2排。2座1000 m3环戊烷储罐布置在一条直线上。
2. 易燃液体储罐之间的防火间距
易燃液体储罐在布置时，除应满足与四周建、构筑物的防火间距外，储罐之间也应留有一定的防火间距。防火间距不应小于表3-2的规定。查规范易燃液体内浮顶罐之间的防火间距不应小于0.4D。D为相邻立式储罐中较大罐的直径。
表3-2【1】储罐之间的防火距离
2）储存不同油品的油罐、不同型式的油罐之间的防火距离应采用较大值
从表3-2中得两个1000 m3储罐之间的防火间距：0.4×11.500=4.6m
3.3 消防车道的设计
1．消防车道的设置要求：
（1）工艺装置区，罐区，可燃物料装卸区及其他库区，应设环行消防车道，当受地形条件限制时，可设有回车场的尽头或消防车道。
（2）液化烃，可燃液体的储罐区与消防车道的距离，应使任何储罐中心至不同方向的消防车道的距离均不应大于120m。
（3）当装置宽度大于60m时，应在装置内设置可供消防车道得以贯通式通路，其宽度不应小于4m，净空高度不应小于4.5m。罐组与周围消
防车道之间，不宜种植绿篱或茂密的灌木丛。
（4）油罐之间宜设宽度不小于3.5m的消防道路与环行消防车道相连。
（5）油罐区消防车道与防火堤坡脚线之间的距离不应小于3m。
（6）消防车道穿过建筑物门洞时,其净宽和净高不应小于4 m,门垛之间的净宽不应小于3m。
（7）消防车道的宽度不应小于3.5m,道路上空有管架等障碍物时,其净高不应小于4 m。
（8）环行消防车道至少应有两处与其他车道连通，尽头式车道应设回车道或面积不小于12m*12m的回车场。
消防车道的设计应遵循上面的规范
3.4 防火堤的设计
3.4.1 防火堤的设计原则
为了防止液体着火时流淌造成火灾蔓延，对易燃液体的地上储罐应设置不燃
