精细化工厂区罐区的工艺设计要点--中国期刊网

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精细化工厂区罐区的工艺设计要点

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第10期作者：蒋德超

[导读] 摘要：化工企业的主要作用是将原油、重油分离、分解成适用于不同方面的小分子，其罐区的储存工艺与配管工艺就显得尤为复杂。

        江苏新世纪江南环保股份有限公司江苏省南京市 211100
        摘要：化工企业的主要作用是将原油、重油分离、分解成适用于不同方面的小分子，其罐区的储存工艺与配管工艺就显得尤为复杂。另一方面，为了节约用地，化工罐区与原油罐区相同，都属于密闭、集中环境，但是与原油罐区不同的是，一般来说化工罐区储存的产品种类多、储罐类型多，并且多为有毒气体，使得化工罐区的危险性大大增加。一旦发生泄漏事故，不仅会产生易燃易爆的风险，其有毒气体的扩散更会危害周围人民群众的生命安全。
        关键词：精细化工；罐区；工艺设计
        引言
        精细化工具有工艺流程长、单元反应多、原料复杂等特点，涉及医药、染料、农药、涂料以及化妆品等领域。主要生产过程包括两部分，一部分是化学合成，另一部分是剂型加工和商品化，是目前化学品生产工业中最具生机的领域之一。对整个化工生产过程来说，化工罐区担负着厂区内原料和产品的存储和输送，对于整个化工厂有着重要的影响。化工罐区的设计应遵循相关的法律法规、设计标准规范，设计人员根据实际情况并结合专业知识进行设计。设计人员应避免盲目设计而带来的安全风险。化工罐区设计主要包括采用的主要规范选择，储罐罐型的选择、罐区及管道布置、自控设计等部分。
        1化工罐区设计主要规范
        化工罐区设计过程中，根据建厂位置、罐区规模、存储介质特点，需采用《石油化工企业设计防火规范》、《建筑设计防火规范》、《石油化工储运系统罐区设计规范》等规范；涉及到《石油库设计规范》适用范围内的罐区，还需满足《石油库设计规范》的要求。
        2罐区储罐分类及配管
        2.1储罐及储存介质分析
        本文以某石化企业为主要研究对象，该企业的主要业务为石油炼制及化工产品的出口，其产能主要包括石油化工产品加工每年120万吨，焦化加工能力每年100万吨，催化裂化生产轻分子能力每年90万吨等。企业的生产原料主要来源于外购原油和重油，罐区来/去油工艺包括卸船系统、装船系统和装车系统等，保证产品的正常流通。企业罐区共包括53个不同类型的储罐，根据不同产物的物理性质以及是否有毒等特性，并结合企业内的生产工艺，将整个罐区有计划地分为了六大罐区：芳香烃罐区、液化烃罐区、成品油罐区、中间罐区、轻油罐区和调和罐区，其包括的储罐类型、储存介质、容量等信息。一般来说，成品油罐区的储罐设计容量均远远大于中间产品和原料罐的容量；另一方面，对于溶液挥发的油品和液化气等都划归到液化烃罐区，并且均采用球罐，以减少储存介质的挥发，而其他相对来说挥发性弱的成品油、中间产品和原料等均采用内浮顶罐储存。该企业根据不同罐区的生产、外输、储存要求等，根据企业功能的划分，一般来说，调和罐区、轻油罐区、成品油罐区和芳香烃罐区位于企业装卸区附近，而液化气罐区位于生产装置区附近，同时在液化气罐区附近配备有对外营业的加气站等，而中间油罐区位于装卸区和生产装置区附近，一方面可用于企业内部下一步生产的原料，另一方面也可直接作为产品出售。
        2.2化工罐区内部配管工艺
        化工罐区的管线设计首先要满足相关的标准规范和结构要求。在本文所涉及到的53个化工储罐中，如果针对每个储罐进行单独的管道的设计，在不考虑进料管、污水处理管、动力管路等的情况下，就至少需要53条单独的管路来满足企业的生产和布局要求，这无疑会大大增加企业的建设成本，也会使得后期针对管路、储罐等的维修维护工作非常难以开展，大大增加了生产风险。因此软管交换站的提出就大大减小了罐区内布管的困难和复杂程度。

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在实际生产中，相关产品的生产仅仅只需要有限几种原料，因此在这种情况下，将原料罐中的物料通过外设管路连接到软管交换站，然后中间产物或者最终产物再连接至总的软管交换站，这就可满足企业内部同产品的所有进料要求。当然软管交换站的设置遵循尽量减少罐区内管路布置的数量为主要原则，但是其具体布置位置和布置数量与企业内的实际生产产品种类和规模有着密切的关系。在本文的研究条件下，初步在六个不同的罐区设置6个单独软管交换站，而在罐区交换站与装卸区/码头中间设置总的软管交换站，总交换站可以满足罐区之间的物料的互相转移。每个罐区交换站连接到总交换的管道为1根，连接到码头的管道为2根，这样从罐区连接到总交换站的管道只有6根，从罐区连接到码头的管道只有14根，这样会大大减少罐区内管道的数量，降低工程造价。
        3罐区平面布置
        不同储罐与地面的相对高度不同，由此可将其分为地上储罐（全部在地面以上）、半地下储罐（部分在地面以下）和地下储罐（全部在地面以下）。地上储罐是化工厂最常用的储罐类型，因为其布置相对合理，造价低、施工非常快、便于维护和检修、寿命长，如有特殊要求可以采取埋地方式设置。在储罐布置过程中，要考虑是否能够达到理想的使用效果，并且符合生产工艺的要求。火灾危险性类别相同或相近的储罐，需布置在同一罐组内。当单罐容积≤1000m3时，不同火灾危险性类别的储罐也可以同组布置。精细化工企业品种较多，经常需要改扩建，许多储罐再利用后可能储存其他物料，导致储存不同火灾危险性类别物料的储罐布置在同一罐组内，鉴于储罐容量相对较小，故不会造成较大危害。沸溢性液体的储罐不应与非沸溢性液体储罐同组布置。可燃液体的低压储罐与常压储罐同组布置。储罐的布置应满足防火间距要求，并且储罐周围应设防火堤，同时还要考虑后期的维护与检修是否方便，位置确定后再根据后期配管情况进行微调整，然后进行最后的固定。
        4泵区的设计要点
        罐区在生产过程中输送的介质多种多样，机泵作为该领域的基础设备必不可少，泵区的设计形式及设计要点如下：1）极端最低气温低于-30℃的地区应设计泵房；极端最低气温高于-20℃的地区不宜设计泵房。2）历年平均最热月14：00时的月平均气温高于32℃的地区应设计泵棚；历年平均降水量在1000mm以上的地区应设计泵棚。3）除上述两种情况以外的宜设露天泵站。4）泵房、泵棚和露天泵站内的地面需高出周围地坪0.2m，机泵的基础高度要高于0.1m。5）输送液化烃、液态职业性接触毒物（Ⅰ、Ⅱ级）和酸、碱、盐腐蚀性液体物料的泵宜分别设置泵房（包括泵棚和露天泵站）。6）泵房、泵棚和露天泵站内应设给水及排污设施；泵棚和露天泵站宜设围堰。
        5罐区内其他设计要点
        1）在防火堤的不同方位上应设置人行台阶或坡道，且不少于2个；2）罐组内要设置集水坑或者排水沟，便于罐组内的雨水或泄漏的物料排出。3）罐组内若有腐蚀性介质或者有毒介质需设置安全喷淋洗眼器，其服务半径的范围不应大于15m。4）储罐内储存的物料如果避免太阳直射，可以设置遮阳棚、在储罐表面涂刷凉凉隔热胶、对储罐进行外部水喷淋。5）可燃物料的储罐应设液位计和高液位报警器，必要时可设置自动联锁切断进料设施，并宜设自动脱水器。
        结语
        化工罐区设计是一个非常复杂的工程设计，要求设计人员对规范和技术知识具有良好的掌握。设计人员在设计化工罐区时，应对存储物料特性、厂区整体要求进行细致的分析，将理论知识和实践经验相结合，合理选型和布置，以保障化工罐区安全、科学、可靠的运行。
        参考文献:
        [1]袁景.石化罐区安全措施分析基其定量风险的影响研究[D].北京：中国石油大学，2014.
        [2]石油化工企业设计防火标准（2018版），GB50160—2008[S].
        [3]SH/T3007-2014石油化工储运系统罐区设计规范[S].中华人民共和国工业和信息化部.