化工廠防火防爆設(shè)計（精編版）

1、摘要本課設(shè)主要針對吉林某新建聚丙烯化工廠進行防火防爆設(shè)計。文中化工廠是采用間歇式液相本體聚合法生產(chǎn)聚丙烯。文章首先介紹了聚丙烯的生產(chǎn)工藝，并進行工藝劃分 確定其主要危險及各個環(huán)節(jié)的火災(zāi)危險類別。其次，確定各個廠房建筑物的耐火等級及 其間距，并對廠區(qū)進行劃分和總平面布置。第三，選擇聚丙烯合成廠房，計算泄壓面積 并選擇確定泄壓方式。第四，對生產(chǎn)廠房進行防爆電氣設(shè)計，并確定泄爆方式，計算相 關(guān)設(shè)施的泄爆面積，對不同的場所進行了滅火器配置設(shè)計。最后，繪制廠區(qū)總平面布置 圖和廠房爆炸危險區(qū)域劃分圖。關(guān)鍵詞：聚丙烯；耐火等級；防火間距；防火防爆；防爆電器；滅火器；廠區(qū)規(guī)劃設(shè)計目錄摘要 .i.1 前言 .1

2、.2 工程概況 .2.3 工程項目分析 .4.3.1工藝流程介紹 .4.3.1.1工藝生產(chǎn)介紹4.3.1.2安全防火重點部位 .5.3.1.3安全工作重點 .6.3.2工藝環(huán)節(jié)的劃分.6.3.2.1生產(chǎn)區(qū) .6.3.2.2倉儲設(shè)施 .7.3.2.3其他設(shè)施 .8.4 總平面的布置1.0.4.1分區(qū)布置1.0.4.2火災(zāi)危險類別的確定.1 04.2.1聚丙烯及生產(chǎn)原料的理化性質(zhì)簡介 1. 04.2.2火災(zāi)危險類別的確定 .1 14.2.3倉儲區(qū)火災(zāi)危險分類 .1 24.3耐火等級的確定.1 2.4.3.1生產(chǎn)區(qū) .1 2.4.3.2存儲區(qū) .1 3.4.3.3生活區(qū) .1 4.4.3.4附屬設(shè)施

3、區(qū) .1 44.1防火間距 .1 5.4.1.1防火間距的設(shè)計原則 .1 54.1.2防火間距的確定 .1 55 防爆電器設(shè)計1.7.5.1 劃分爆炸危險區(qū)域 1.7.5.2防爆電器的選擇.1 7.5.2.1爆炸性混合物的分級分組.1 75.2.2防爆電器的選擇 .1 86 泄瀑方式確定以及泄爆面積計算.2 16.1泄爆方式 .2 1.6.2泄爆面積的計算.2 1.7 滅火器的配置2.2.7.1 滅火器的選擇 2.2.7.2滅火器的設(shè)置 .2 2.8 總結(jié)2.8.參考文獻 2.9.附錄 a附錄 b1 前言化學(xué)工業(yè)的歷史源遠流長。數(shù)千年以來，先人們制造陶器、青銅器、鐵器、釀造、造紙、染色等生產(chǎn)工

4、藝，其實都是化學(xué)工藝過程。當(dāng)今社會，隨著社會的進步，科學(xué)的發(fā)展，化工產(chǎn)品已在人們生活中起到了越來越重要的作用。無論是衣食住行，還是從事各種生產(chǎn)活動都離不開化工產(chǎn)品。如化肥、燃料、石油、橡膠等?；ぎa(chǎn)業(yè)已經(jīng)稱為國民經(jīng)濟建設(shè)重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一。隨著社會的發(fā)展和人類文明的進步，供需矛盾有了根本性的好轉(zhuǎn)，化學(xué)工業(yè)也逐步進入了成熟階段。人們在進行化工產(chǎn)品生產(chǎn)時，不僅要考慮工廠的經(jīng)濟效益，同時還要考慮到社會的總體效益。人們也越來越重視環(huán)境、安全等問題了?，F(xiàn)在的化工企業(yè)是以最小的代價來取得最大的收益的。自從 1954 年意大利 natta 教授在實驗室首次合成聚丙烯以來，1957 年聚丙烯就實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)

5、。在不到半個世紀的時間里，聚丙烯已成為發(fā)展速度最快、產(chǎn)量最大、 牌號最多、用途最廣的合成樹脂品種之一。聚丙烯（pp）是五大通用樹脂之一，是一種優(yōu)良的熱塑性合成樹脂。具有比重小、無毒、易加工、抗沖擊強度高等優(yōu)點，其產(chǎn)品廣 泛用于電子電器、汽車、建材、醫(yī)療等領(lǐng)域。但是，聚丙烯生產(chǎn)工藝復(fù)雜，其原料氫氣 和丙烯均為易燃易爆氣體， 高壓容器，原料運輸管道， 電氣設(shè)備等都存在一定的危險性； 同時，工廠的選址，設(shè)備的布局，廠房的設(shè)計等都是影響安全的重要因素。因此很有必要通過對聚丙烯工廠進行合理的防火防爆設(shè)計來減少事故的發(fā)生概率，降低事故的危害程度，進而提高整個工廠的安全生產(chǎn)水平，間接地提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。因

6、此，為了有效控制化工生產(chǎn)中各種危險因素，應(yīng)該從人機環(huán)三個方面同時控制有關(guān)的風(fēng)險因素，詳細了解有關(guān)化學(xué)品的物化性質(zhì)和相關(guān)的安全操作規(guī)程，加強培養(yǎng)操作人員的安全素質(zhì)，以便從物和人兩方面消除和控制風(fēng)險因素。最后對整個化工企業(yè)的區(qū)域規(guī)劃，設(shè)計相應(yīng)的區(qū)塊布置，防火間距，車間位置，設(shè)備布置等，從而消除或控制事故，以及在事故發(fā)生后能夠最大的減少損失。本次課程設(shè)計的依據(jù)主要是石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范 gb50160-2008、建筑設(shè)計防火規(guī)范gb50160-2006、爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范 gb50058-2014、建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范 gb50140-2005 等等。2 工程概況該聚丙烯生產(chǎn)廠

7、廠址設(shè)于吉林經(jīng)濟開發(fā)區(qū)?？傉嫉孛娣e為350000m，長約 700m， 寬約 500m。吉林經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)位于吉林市西北部的平原地帶（地理中心坐標(biāo)為： 東經(jīng) 126 °28 、北緯43 ° 37 ）。距吉林市中心15 km，距長春市92 km。位于長春-吉林經(jīng)濟走廊的東端。 已基本實現(xiàn)了道路、 供水、雨排水、排污水、供電、通訊、蒸氣“七通一平”。吉林市屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。春季干燥多風(fēng)， 夏季溫?zé)岫嘤辏?秋季涼爽多晴，冬季寒冷多雪。年平均氣溫4.2， 12-2 月平均氣溫 -13以下，日平均氣溫大于 35的日數(shù)很少，年平均0.3 天。全年日照時間24002600

8、小時，年平均降水量為 674.2 mm， 68 月各月降水量都在100 mm 以上，三個月的總降水量占全年的 65% 左右； 12 2 月降水稀少， 每月 6 mm 左右。年降水日數(shù)119.8 天， 6 8 月每月有 1417 天， 12 月每月約6 天。風(fēng)向以西南、西、西北為最多，平均風(fēng)速2 至 4m/s，大于或等于 8 級風(fēng)日數(shù)一般為7 15 天。根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范gb50160-20081 在進行區(qū)域規(guī)劃時，應(yīng)根據(jù)石油化工企業(yè)及其相鄰的工廠或設(shè)施的特點和火災(zāi)危險性，結(jié)合地形，風(fēng)向等條件，合理布置。石油化工企業(yè)的生產(chǎn)區(qū)，宜位于鄰近城鎮(zhèn)或居住區(qū)全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。石油化工企業(yè)

9、與相鄰工廠或設(shè)施的防火間距，不應(yīng)小于規(guī)定中最小距離。本文聚丙烯工廠設(shè)在吉林經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，該開發(fā)區(qū)位于吉林市西北部的平原地帶，不會產(chǎn)生窩風(fēng)，且風(fēng)頻最大的為西南風(fēng)，最小的是西北風(fēng)。因此，根據(jù)廠區(qū)地形、風(fēng)向特點，及生產(chǎn)工藝、物料危險性，將本廠的生產(chǎn)區(qū)放置在廠區(qū)的東部；辦公生活區(qū)位于廠區(qū)的西南部；其他設(shè)施區(qū)位于廠區(qū)的中部。如此，則會加快生產(chǎn)區(qū)工業(yè)生產(chǎn)中廢氣的排放，并減少其對辦公生活區(qū)的影響。如發(fā)生有毒有害氣體泄漏，也可避免或減緩對辦公生活區(qū)的影響。由于倉儲區(qū)儲存著生產(chǎn)原料以及成品產(chǎn)物，所以為了便于儲存、運輸， 防止有毒物質(zhì)的泄露對生活區(qū)產(chǎn)生影響，則將倉儲區(qū)放置在生產(chǎn)區(qū)的東北部。工廠主要出入口不應(yīng)少于兩個

10、，并宜位于不同方位。兩條或兩條以上的工廠主要出 入口的道路，應(yīng)避免與同一條鐵路平交；若必須平交時，其中至少有兩條道路的間距不 應(yīng)小于所通過的最長列車的長度；若小于所通過的最長列車的長度，應(yīng)另設(shè)消防車道。 生產(chǎn)區(qū)的道路宜采用雙車道；若為單車道應(yīng)滿足錯車要求。工藝裝置區(qū)、液化烴儲罐區(qū) 應(yīng)設(shè)環(huán)形消防車道。 可燃液體的儲罐區(qū)、 裝卸區(qū)及化學(xué)危險品倉庫區(qū)應(yīng)設(shè)環(huán)形消防車道； 當(dāng)受地形條件限制時，也可設(shè)有回車場的盡頭式消防車道。消防道路的路面寬度不應(yīng)小于 6m。工廠內(nèi)部設(shè)有辦公生活區(qū)、附屬設(shè)施區(qū)、物料存儲區(qū)、生產(chǎn)區(qū)四大區(qū)域。辦公生活 區(qū)分為辦公樓、 宿舍樓、浴池、食堂、醫(yī)院、活動中心等建筑； 附屬設(shè)施區(qū)分為

11、配電站、技安部、鍋爐房、泵站、污水處理站、消防水池等建筑；物料儲存區(qū)主要是罐區(qū)，分為 丙烯罐組和氫氣罐組，裝設(shè)噴水冷卻系統(tǒng)，原料丙烯和氫氣由其他化工廠供應(yīng)，用管道 連接；生產(chǎn)區(qū)有丙烯固堿車間、丙烯脫硫車間、丙烯精脫水車間、氫氣丙烯局和車間、 閃蒸去活車間等。3 工程項目分析3.1 工藝流程介紹3.1.1 工藝生產(chǎn)介紹間歇本體法聚丙烯生產(chǎn)工藝流程框圖見圖3.1，全流程圖可以分為原料精制、聚合反應(yīng)、閃蒸快活、造粒包裝、丙烯回收等五個部分。1) 原料精制液態(tài)丙烯經(jīng)過脫硫塔、脫一氧化碳塔、 脫氧塔、脫水塔等除去硫化物、一氧化碳、水、氧等雜質(zhì)后，進入精丙烯計量罐。氫氣經(jīng)過脫水塔后，供聚合用。2) 聚合反

12、應(yīng)精制后的丙烯經(jīng)計量加入到聚合釜內(nèi)，并將活化劑（一氯二乙基鋁或 三乙基鋁自運輸罐用n2 壓入活化劑儲罐，然后再用n2 壓入活化劑計量罐中，經(jīng)計量后加入釜上活化劑加料罐中，然后用丙烯沖入聚合釜內(nèi)）、給電子體、催化劑、分子量調(diào)劑（氫氣）按一定比例分別加入到聚合釜。各物料加完后，開始向聚合釜內(nèi)通入熱水升溫聚合，整個過程可以手動也可以利用計算機半自動控制。每釜反應(yīng)時間約為3-4 小時，聚合壓力為 3.5mpa，聚合溫度為 75。反應(yīng)到 70%-80%的丙烯轉(zhuǎn)化聚丙烯時，停止聚合反應(yīng)。將丙烯放入高壓丙烯冷凝器， 利用循環(huán)冷卻水將丙烯冷凝回收至平衡壓力， 冷凝的液體丙烯進入高壓丙烯回收罐儲存，供下一釜聚合

13、時投料使用。將固體聚丙烯粉 料噴入閃蒸去活釜。3) 閃蒸快活用閃蒸的方法使丙烯與聚丙烯分離，得到不含丙烯的聚丙烯粉料，再通入空氣使聚合物失活，然后由下料口送至造粒工具或直接包裝以粉料出廠。未反應(yīng)的高壓丙烯氣體用冷卻水或冷凍鹽水冷凝回收后循環(huán)利用。4) 造粒包裝打開閃蒸釜下部出料閥， 將閃蒸釜內(nèi)物料裝入口袋， 并同時完成稱重、封袋工作。得到的聚合物粉料既可以直接包裝出廠，也可以送往造粒工段，加入相應(yīng)助劑后，造粒出廠。5) 丙烯回收收集到氣柜內(nèi)的丙烯氣，經(jīng)壓縮機壓縮并液化后，送入粗丙烯儲罐， 再送至氣分裝置再利用。從工藝流流程圖中我們可以看到，原料為丙烯和氫氣，都是易燃易爆氣體，產(chǎn)物聚丙烯粉末也有

14、可燃性，在聚合過程中，運載氣體和尾氣如果處理不當(dāng)，都可能產(chǎn)生火災(zāi)爆炸危險。原料丙烯固堿塔脫硫精脫精丙烯罐催化劑真空尾氣回收丙烯聚合閃蒸去活包裝成品氫氣活化劑丙烯回收氮氣置換圖 3.1 間歇液相式本體法聚丙烯生產(chǎn)工藝方框流程圖3.1.2 安全防火重點部位1、 聚合釜丙烯經(jīng)固堿、脫硫、精脫水后進入丙烯灌，經(jīng)計量后加入聚合釜并攪拌，然后催化劑和氫氣也經(jīng)計量后分別加入聚合釜中。加料完畢后，夾套內(nèi)通入熱水升溫， 引發(fā)反應(yīng)， 由于聚合反應(yīng)放出大量的熱量使釜溫上升，夾套切換冷水控制反應(yīng)溫度。若攪拌不能正常工作或者循環(huán)冷卻水出現(xiàn)故障，反應(yīng)溫度失控，易引起火災(zāi)，爆炸。聚合釜應(yīng)設(shè)有應(yīng)急冷卻系統(tǒng)，在緊急狀況時，對釜

15、進行保護。2、 閃蒸釜聚合反應(yīng)結(jié)束后，由聚合釜向閃蒸釜噴料。由于聚丙烯粉料在聚合釜內(nèi)受到攪拌， 又以很大的速度向閃蒸噴料。攪拌葉與粉體之間反復(fù)接觸與分離，使粉體表面帶上了大量靜電荷；高速向閃蒸釜噴料時粉體與管壁和釜發(fā)生摩擦、沖撞，使粉體表面電荷又進一步增加。如果不能采取措施消除靜電， 可能會造成閃蒸釜內(nèi)爆燃， 包裝時閃爆、著火。采取聚合釜放料口安裝靜電消除器，改善閃蒸工藝等措施降低靜電事故的概率。3、 輸送管道反應(yīng)原料氫氣和丙烯都由輸送管道進入反應(yīng)釜發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后的剩余原料也經(jīng)輸送管道進行回收。由于氫氣和丙烯均為易燃易爆氣體，如果管道發(fā)生破裂導(dǎo)致原料 泄露，很可能會造成火災(zāi)、爆炸事故。輸

16、送管道要經(jīng)常維修和更換，同時還應(yīng)有原料泄露的報警系統(tǒng)。3.1.3 安全工作重點1、 聚合釜反應(yīng)攪拌機應(yīng)有檢測和聯(lián)鎖，投料前一定要啟動攪拌，并隨時進行巡查，跳閘后要及時處理，發(fā)現(xiàn)異常能自動停止進料；聚合釜電機應(yīng)選擇相匹配的，且適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速， 以免電機超載跳閘；應(yīng)對聚合釜體壁面定期打磨，提高壁面光潔度，減少掛壁；當(dāng)釜內(nèi)結(jié)塊后，要開釜蓋清除結(jié)塊；聚合釜系統(tǒng)工作時應(yīng)不能超溫超壓；聚合釜填料更換前， 應(yīng)先將填料浸泡，防止填料磨損與燒毀；清通聚合釜催化劑加料斗必須用防爆工具。2、 閃蒸釜聚合釜向閃蒸釜噴料時，閃蒸釜要自動或手動間斷向氣柜排放高壓氣態(tài)丙烯。待噴料結(jié)束后，閃蒸釜采用自動或手動置換程序交替抽真空

17、補氮氣進行置換，直至閃蒸釜丙烯含量小于 1.5%，避免形成爆炸性混合氣體而引起爆炸。回收丙烯閥和噴料閥應(yīng)有聯(lián)鎖，當(dāng)丙烯回收閥出現(xiàn)故障無時保證不向閃蒸釜噴料； 采取適當(dāng)?shù)臋z測手段，確保閃蒸釜丙烯含量小于1.5%再打開閃蒸釜出料閥；同樣也應(yīng)對閃蒸釜體壁面定期打磨，提高壁面光潔度，減少掛壁和摩擦；采取靜電防護措施，保 證閃蒸和出料時的安全性。3、 輸送系統(tǒng)為防止物料泄露， 經(jīng)常檢查管道是否完好； 配備自動報警系統(tǒng)， 當(dāng)出現(xiàn)物料泄漏時， 及時報警以便采取措施。4、 危險物質(zhì)聚丙烯車間危險物質(zhì)主要是存在于丙烯、氫氣、一氯二乙基鋁、三乙基鋁、二苯基二甲氧基硅、聚丙烯，其中丙烯、氫氣作為反應(yīng)原料，由于其參加

18、反應(yīng)的量比較大，所以危險性最大。3.2 工藝環(huán)節(jié)的劃分3.2.1 生產(chǎn)區(qū)間歇式液相本體聚合法生產(chǎn)來聚丙烯共分為五步：丙烯的固堿、丙烯的脫硫、丙烯的精脫水、液相本體聚合、閃蒸去活，氮氣置換。由于閃蒸去活和氮氣置換都是在閃蒸釜中進行的，可在生產(chǎn)區(qū)設(shè)置五個生產(chǎn)車間即固堿車間，脫硫車間，精脫水車間，液相本體聚合反應(yīng)車間，閃蒸去活車間，現(xiàn)根據(jù)廠區(qū)地理環(huán)境與行業(yè)經(jīng)驗，考慮生產(chǎn)環(huán)節(jié)的危險因素以及相關(guān)化工廠房設(shè)計規(guī)范等，對各廠房進行初步設(shè)計，各車間的功能與規(guī)模見表 3.1。編號車間名稱生產(chǎn)車間功能長（ m）寬（ m）高（ m）面積（）1固堿車間丙烯在其中固堿6050830002脫硫車間丙烯在其中脫硫60508

19、3000精脫水車3丙烯在其中精脫水605083000丙烯和氫氣在催化4劑的作用下發(fā)生聚合705083500反應(yīng)減壓閃蒸分離出未5反應(yīng)的丙烯，得到聚705083500表 3.1 各個生產(chǎn)車間的功能與規(guī)模間聚合反應(yīng)車間閃蒸去活車間丙烯粉末3.2.2 倉儲設(shè)施為了方便工廠的生產(chǎn)與成品的管理，所以在廠內(nèi)設(shè)計有儲存車間和成品車間。儲存車間 6 是為了儲存生產(chǎn)原料丙烯 （罐裝），儲存車間 7 是為了儲存生產(chǎn)原料氫氣 （罐裝） 的，成品車間 8 是為了儲存產(chǎn)物聚丙烯的。庫房主要分為原料庫和成品庫，原料庫存儲的物質(zhì)為丙烯和氫氣，成品庫存儲的物質(zhì)為聚丙烯粉末。下面對各物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)及存儲注意事項進行簡單介紹。1

20、) 丙烯丙烯常溫下為無色、無臭、稍帶有甜味的氣體。分子量42.08g/mol，密度為0.5139g/cm3(20/4 )，冰點 -185.3，沸點 -47.4。易燃，爆炸極限為2% 11%。不溶于水，溶于有機溶劑，是一種屬低毒類物質(zhì)。危險特性：易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物。遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。與二氧化氮、四氧化二氮、氧化二氮等激 烈化合，與其它氧化劑接觸劇烈反應(yīng)。 氣體比空氣重， 能在較低處擴散到相當(dāng)遠的地方， 遇火源會著火回燃。滅火方法：切斷氣源。若不能切斷氣源，則不允許熄滅泄漏處的火 焰。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場移至空曠處。滅火劑：霧狀水、泡沫、二氧 化碳、干粉。

21、可用鋼瓶儲存。2) 氫氣氫氣是一種無色、無嗅、無毒、易燃易爆的氣體，和氟、氯、氧、一氧化碳以及空 氣混合均有爆炸的危險并且密度比空氣小的氣體（在各種氣體中，氫氣的密度最小。標(biāo) 準狀況下， 1l 氫氣的質(zhì)量是 0.0899g，比空氣輕得多） 。因為氫氣難溶于水，所以可以用排水集氣法收集氫氣。另外，在101kpa 壓強下，溫度 -252.87時，氫氣可轉(zhuǎn)變成無色的液體； -259.1時，變成雪狀固體。常溫下，氫氣的性質(zhì)很穩(wěn)定，不容易跟其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，爆炸極限是4%75%，引燃溫度為 400。包裝方式：氫氣拖車/瓶組/鋼瓶，運輸方式：氫的貯運有四種方式可供選擇，即氣態(tài)貯運、液態(tài)貯運、金屬氫化

22、物貯運和微球貯運。目前，實際應(yīng)用的只有前三種，微球貯運方式尚在研究中。3) 聚丙烯聚丙烯是一種無毒、無臭、無味的乳白色高結(jié)晶的聚合物，是目前所有塑料中最輕的品種之一，密度只有 0.90-0.91g/cm3。聚丙烯具有良好的耐熱性，制品在 100以上進行消毒滅菌，在不受外力的條件下， 150也不變形。催化溫度為 -35。具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，除了被濃硫酸、濃硝酸侵蝕外，對其他化學(xué)試劑都比較穩(wěn)定；但低分子量的脂肪烴、芳香烴等能使其軟化和溶脹。因此，聚丙烯的儲存對溫度，濕度等外界環(huán)境條件要求不高。根據(jù)丙烯生產(chǎn)工藝流程要求及原料的性質(zhì)和儲存方式，將原料及成品劃為一個儲存區(qū)，根據(jù)它們的儲存要求，分成以下

23、的原材料以及產(chǎn)成品庫，整個倉儲設(shè)施區(qū)共有3 個庫房，編號分別為6 號、7 號、8 號庫房，依次存放丙烯 ,氫氣和聚丙烯。各個建筑物功能與規(guī)格如表3.2 所示。編號儲存及成品車間的功能表3.2 儲存車間的功能和規(guī)格長（ m）寬（ m）高（ m）面積（ m2）6儲存罐裝丙烯252065007儲存罐裝氫氣252065008儲存聚丙烯5030615003.2.3 其他設(shè)施為了滿足化工廠正常工作生產(chǎn)需要，使化工廠更加完整，更加規(guī)范，還設(shè)置了生活區(qū)、辦公區(qū)及其它設(shè)施建筑。設(shè)置辦公樓、食堂1、食堂 2、宿舍 1、宿舍 2、浴池、醫(yī)院、活動中心、技安部、水泵站、鍋爐房、配電站、消防水池、污水處理廠。各個建筑物

24、的規(guī)格如表 3.3 所示。表 3.3 其他設(shè)施的規(guī)格編號名稱長（ m）寬（ m）層數(shù)面積（）9辦公樓40303120010食堂 140302120011食堂 240202800續(xù)表 3.3 其他設(shè)施的規(guī)格編號名稱長（ m）寬（ m）層數(shù)面積（）12宿舍 140255100013宿舍 240255100014浴池2015230015醫(yī)院3015345016活動中心40301120017技安部2020240018水泵站1510115019鍋爐房1510115020配電站1510115021消防水池2020140022污水處理廠202014004 總平面的布置4.1 分區(qū)布置根據(jù)相關(guān)企業(yè)的標(biāo)準和規(guī)范

25、，考慮到化工企業(yè)的人身財產(chǎn)的安全和火災(zāi)爆炸等危險因素，把整個工廠劃分為：生活辦公區(qū)，儲存區(qū)，生產(chǎn)區(qū)和附屬區(qū)域。其中生活辦公區(qū) 包括食堂 1、食堂 2、浴池、員工宿舍1、員工宿舍 2、辦公樓、醫(yī)院、活動中心；儲存區(qū)包括丙烯儲存區(qū)、氫氣儲存區(qū)、聚丙烯儲存區(qū)；生產(chǎn)區(qū)包括固堿車間、脫硫車間、精脫水車間、聚合反應(yīng)車間、 閃蒸去活車間； 附屬設(shè)備區(qū)包括： 鍋爐房、配電站、技安部、水泵站、污水處理廠和消防水池。4.2 火災(zāi)危險類別的確定4.2.1 聚丙烯及生產(chǎn)原料的理化性質(zhì)簡介1、 丙烯丙烯化學(xué)式ch3-ch2=ch2常, 溫下為無色、無臭、稍帶有甜味的氣體。分子量為42.08g/mol ，密度 0.513

26、9g/cm(20/4 ) ，冰點 -185.3 ，沸點 -47.4 。易燃，爆炸極限為 2%11%。不溶于水，溶于有機溶劑，是一種屬低毒類物質(zhì)。危險特性：易燃，與 空氣混合能形成爆炸性混合物。遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。氣體比空氣重，能在較低處擴散到相當(dāng)遠的地方，遇火源會著火回燃。滅火方法：切斷氣源。若不能切斷氣源，則不允許熄滅泄漏處的火焰。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場移至空曠處。滅火劑：霧狀水、泡沫、二氧化碳、干粉?？捎娩撈績Υ??；馂?zāi)危險性為甲類。2、 氫氣氫氣是一種無色、無嗅、無毒、易燃易爆的氣體，和氟、氯、氧、一氧化碳以及空 氣混合均有爆炸的危險并且密度比空氣小的氣體（在各種氣體

27、中，氫氣的密度最小。標(biāo) 準狀況下， 1l 氫氣的質(zhì)量是 0.0899g，比空氣輕得多） 。因為氫氣難溶于水，所以可以用排水集氣法收集氫氣。另外，在101kpa 壓強下，溫度 -252.87時，氫氣可轉(zhuǎn)變成無色的液體； -259.1時，變成雪狀固體。常溫下，氫氣的性質(zhì)很穩(wěn)定，不容易跟其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，爆炸極限是4 74.2%，引燃溫度為 400。包裝方式：氫氣拖車/瓶組/鋼瓶，運輸方式：氫的貯運有四種方式可供選擇，即氣態(tài)貯運、液態(tài)貯運、金屬氫化物貯運和微球貯運。目前，實際應(yīng)用的只有前三種，微球貯運方式尚在研究中?；馂?zāi)危險性為甲類。3、 聚丙烯無毒、無味，密度小，強度、剛度、硬度耐熱性均優(yōu)于低

28、壓聚乙烯,可在 100左右使用.具有良好的電性能和高頻絕緣性不受濕度影響,但低溫時變脆、不耐磨、易老化.適于制作一般機械零件 ,耐腐蝕零件和絕緣零件。 常見的酸、堿、有機溶劑對它幾乎不起作用，火災(zāi)危險性為丙類。4.2.2 火災(zāi)危險類別的確定根據(jù)建筑設(shè)計防火規(guī)范 gb50160-20082 表 3.1.（1表 4.1 生產(chǎn)的火災(zāi)危險性劃分）可知間歇式本體法生產(chǎn)聚丙烯屬于甲類生產(chǎn)，因為，丙烯的固堿、脫硫、精脫水過程中裝置中都有丙烯；聚合反應(yīng)時丙烯和氫氣同時存在于聚合釜中；閃蒸去活時，閃蒸釜中也有殘留的高壓丙烯。故其火災(zāi)危險性定位甲類。表 4.1 生產(chǎn)的火災(zāi)危險性劃分生產(chǎn)火災(zāi)與爆炸危險性的特征類別甲

29、使用或產(chǎn)生下列物質(zhì)（ 1）閃點 28的易燃液體（ 2）爆炸下限10%的可燃氣體（ 3）常溫下能自行分解或在空氣中氧化即能導(dǎo)致迅速自燃或爆炸的物質(zhì)（ 4）常溫下受到水或空氣中水蒸氣的作用，能產(chǎn)生可燃氣體并引起燃燒或爆炸的物質(zhì)（ 5）遇酸、受熱、撞擊、摩擦以及遇有機物或硫磺等易燃的無機物，極易引起燃燒或爆炸的強氧化劑（ 6）受撞擊、摩擦或與氧化劑、有機物接觸時能引起燃燒或爆炸的物質(zhì)（ 7）在壓力容器內(nèi)物質(zhì)本身溫度超過自燃點的生產(chǎn)乙使用或產(chǎn)生下列物質(zhì)（ 1）閃點 28 60的易燃、可燃液體（ 2）爆炸下限10%的可燃氣體（ 3）助燃氣體和不屬于甲類的氧化劑（ 4）不屬于甲類的化學(xué)易燃危險固體（ 5）

30、助燃氣體（ 6）生產(chǎn)中排除浮游狀態(tài)的可燃纖維或粉塵，并能與空氣形成爆炸性混合物者丙使用或產(chǎn)生下列物質(zhì)（ 1）閃點 60的可燃液體（ 2）可燃固體丁具有下列情況生產(chǎn)（ 1）對非燃燒物質(zhì)進行加工，并在高熱或熔化狀態(tài)下經(jīng)常產(chǎn)生輻射熱、火花或火焰的生產(chǎn)續(xù)表 4.1 生產(chǎn)的火災(zāi)危險性劃分丁（ 2）利用氣體、液體、固體作為燃料或?qū)怏w、液體進行爆炸作其他用的各種生產(chǎn)（ 3）常溫下使用或加工難燃燒物質(zhì)的生產(chǎn)戊常溫下使用或加工非燃燒物質(zhì)的生產(chǎn)4.2.3 倉儲區(qū)火災(zāi)危險分類根據(jù)建筑設(shè)計防火規(guī)范 gb50160-2008（見表 4.2 儲存物品火災(zāi)危險性分類） 有：丙烯爆炸下限 10%，因此丙烯庫的火災(zāi)危險性為甲

31、類火災(zāi)危險。氫氣爆炸下限 10%，因此氫氣庫的火災(zāi)危險性為甲類火災(zāi)危險。聚丙烯庫的火災(zāi)危險性為丙類火災(zāi)危險。表 4.2 儲存物品火災(zāi)危險性分類貯存物品儲存物品的火災(zāi)危險性特征類別（ 1）常溫下能自行分解或在空氣中氧化即能導(dǎo)致迅速自燃或爆炸的物質(zhì)（ 2）常溫下受到水或空氣中水蒸氣的作用，能產(chǎn)生可燃氣體并引起燃燒或爆炸的物質(zhì)（ 3）受撞擊、摩擦或與氧化劑、有機物接觸時能引起燃燒或爆炸的物質(zhì)甲（ 4）閃點 28的易燃液體（ 5）爆炸下限10%的可燃氣體，以及受到水或空氣中水蒸氣的作用， 能產(chǎn)生爆炸下限10%的可燃氣體的固體物質(zhì)（ 6）遇酸、受熱、撞擊、摩擦以及遇有機物或硫磺等易燃的無機物，以及極易引

32、起燃燒或爆炸的強氧化劑（ 1）不屬于甲類的化學(xué)易燃危險固體（ 2）閃點 28 60的易燃、可燃液體（ 3）不屬于甲類的氧化劑乙（ 4）助燃氣體（ 5）爆炸下限 10%的可燃氣體（ 6）常溫下與空氣接觸能緩慢氧化、積熱不散引起自燃的危險物品（ 1）閃點 60的可燃液體丙（ 2）可燃固體丁難燃燒物品戊非燃燒物品4.3 耐火等級的確定4.3.1 生產(chǎn)區(qū)根據(jù)生產(chǎn)區(qū)廠房的火炸危險類別，依據(jù)建筑設(shè)計防火規(guī)范 gb50160-2006 第 3.3.1條表 3.3.1（見表 4.3 廠房的耐火等級及廠房面積）確定各廠房的耐火等級及廠房面積。本次設(shè)計廠房全為單層廠房，1 至 5 號生產(chǎn)車間火炸危險等級類別均為甲

33、類，耐火等級為一級。 1 至 3 號生產(chǎn)車間的面積為3000m2，4 號及 5 號生產(chǎn)車間的面積為3500 m2，高均為 8m。表 4.3 廠房的耐火等級、層數(shù)和防火分區(qū)的最大允許建筑面積每個防火分區(qū)的最大允許建筑面積（m2）生產(chǎn)廠房的類別耐火等級一級甲二級一級二級6400030001500一級不限不限60003000500丙二級不限800040002000500三級230002000一、二級不限不限不限40001000丁三級340002000四級11000一、二級不限不限不限60001000戊三級350003000四級11500乙最多允許層數(shù)除生產(chǎn)必須采用多層者外，宜采用單層不限單層廠房40

34、003000300020005000多層廠房4000高層廠房2000地下、半地下廠房， 廠房的地下室、半地下室4.3.2 存儲區(qū)根據(jù)庫房的火災(zāi)危險類別， 依據(jù)建筑設(shè)計防火規(guī)范 gb50160-2006 第 3.3 中表 3.3.2 倉庫的耐火等級、 層數(shù)和占地面積確定各庫房的耐火等級按表4.4 設(shè)計和劃分。6 號和 7 號庫房選擇耐火等級均為一級，面積均為500m2；8 號聚丙烯庫房建筑物火災(zāi)危險性為 丙類，選擇耐火等級為二級，面積為1500m2。表 4.4 庫房的耐火等級、層數(shù)和占地面積儲存物類別耐火等級最多允許層數(shù)單層庫房最大允許占地面積( )1180175032000一甲一二一乙二續(xù)表

35、4.4 庫房的耐火等級、層數(shù)和占地面積乙三1500一52800丙二4.3.3 生活區(qū)三1900根據(jù)建筑設(shè)計防火規(guī)范 gb50160-2006，生活區(qū)的建筑可以依據(jù)民用建筑確定耐火等級和面積（見表4.5 民用建筑確定耐火等級和面積） 。辦公樓、食堂 1、食堂 2、浴池、員工宿舍 1、員工宿舍 2、醫(yī)院、活動中心確定耐火等級均為三級，面積分別為：食堂 1 1200m2、食堂 2800m2、辦公樓 1200m2、浴池 300m2、員工宿舍 11000m2、員工宿舍 21000m2、醫(yī)院 450 m2、活動中心 1200 m2，生活區(qū)中單層建筑高度均為4m 高，二層建筑為 6m 高，三層建筑為9m 高

36、，四層建筑為 12m 高，五層建筑為 15m 高。4.3.4 附屬設(shè)施區(qū)根據(jù)建筑設(shè)計防火規(guī)范gb50160-2006 和石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范對其它設(shè)施的耐火等級及面積進行設(shè)計。其中鍋爐房應(yīng)為一、二級耐火等級建筑，但每小時鍋爐 的總蒸發(fā)量不超過4 噸的燃煤鍋爐房可采用三級耐火等級的建筑。因此，設(shè)計本化工廠鍋爐房為二級耐火等級建筑，面積為150m2。由于消防水池是露天的，所以不考慮耐火等級，面積為 400 m2?？扇加陀徒娏ψ儔浩魇摇⒏邏号潆娧b置室的耐火等級不應(yīng)低于二級。所以配電站耐火等級設(shè)為一級，面積為150 m2。設(shè)定技安部、水泵站、污水處理站耐火等級均為三級，面積依次為：400m2、1

37、50m2、400m2綜上所述，化工廠內(nèi)各建筑物的火災(zāi)危險類別，耐火等級，層數(shù)，面積如表4.6 所示。表 4.5 民用建筑的耐火等級、最多允許層數(shù)和防火分區(qū)最大允許建筑面積防火分區(qū)的最耐火最多允等級許層數(shù)按本規(guī)一、范第 1.0.2二級條規(guī)定大允許建筑面積（m2）2500備注1. 體育館、劇院的觀眾廳，展覽建筑的展廳，其防火分區(qū)最大允許建筑面積可適當(dāng)放寬。2. 托兒所、幼兒園的兒童用房和兒童游樂廳等兒童 活動場所不應(yīng)超過3 層或設(shè)置在四層及四層以上樓層或地下、半地下建筑（室）內(nèi)。續(xù)表 4.5 民用建筑的耐火等級、最多允許層數(shù)和防火分區(qū)最大允許建筑面積耐火最多允等級許層數(shù)防火分區(qū)的最大允許建筑面積（

38、m2）備注1. 托兒所、幼兒園的兒童用房和兒童游樂廳等兒童活動場所、老年人建筑和醫(yī)院、療養(yǎng)院的住院部分不應(yīng)超過 2 層或設(shè)置在三層及三層以上樓層或地下、半三級5 層1200四級2 層6004.4 防火間距地下建筑（室）內(nèi)。1. 商店、學(xué)校、電影院、劇院、禮堂、食堂、菜市場不應(yīng)超過2 層或設(shè)置在三層及三層以上樓層。學(xué)校、食堂、菜市場、托兒所、幼兒園、老年人建筑、醫(yī)院等不應(yīng)設(shè)置在二層。4.4.2 防火間距的設(shè)計原則本次設(shè)計各建構(gòu)筑物之間的防火間距的設(shè)計主要根據(jù)建筑設(shè)計防火規(guī)范gb50160-2006 表 3.4.1 廠房之間及其與乙、丙、丁、戊類倉庫、民用建筑等之間的防火間距的要求作為最低標(biāo)準進行

39、確定。并且只考慮鄰近建構(gòu)筑物的防火間距。生產(chǎn)區(qū)和存儲區(qū)主要考慮廠房和庫房的火災(zāi)危險類別，該工廠的生產(chǎn)區(qū)內(nèi)只有甲類廠房，存儲區(qū)內(nèi)有甲類和丙類庫房，根據(jù)建筑設(shè)計防火規(guī)范確定各類別之間的防火間距。生產(chǎn)區(qū)和存儲區(qū)主要考慮廠房和庫房的火災(zāi)危險類別，該工廠的生產(chǎn)區(qū)有甲類廠房，儲存區(qū)有甲、丙類二種庫房。根據(jù)建筑設(shè)計防火規(guī)范 gb50160-2008，各個生產(chǎn)廠房或倉庫之間防火間距設(shè)計原則為：甲類甲類： 12m甲類丙類： 12m辦公生活區(qū)各建構(gòu)筑物之間的防火間距的確定根據(jù)建筑設(shè)計防火規(guī)范，依據(jù)建筑 設(shè)計防火規(guī)范 gb50160-2006 表 3.4.1 民用建筑的防火間距及各建構(gòu)筑物的耐火等級確定；附屬設(shè)施區(qū)

40、各建構(gòu)筑物之間的防火間距的設(shè)計主要依據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī) 范gb50160-2008 表 3.2.11 石油化工企業(yè)總平面布置的防火間距進行確定。鍋爐房、配電站、泵站等全廠性重要設(shè)施和甲類廠房之間間距35 m，和丙類廠房建筑之間間距為25 m。4.4.3 防火間距的確定依據(jù)以上原則，以及化工企業(yè)總平面布置防火間距最低標(biāo)準，分析基本防火間距如類別1生產(chǎn)車間1甲類一級單層3000生2生產(chǎn)車間2甲類一級單層3000產(chǎn)3生產(chǎn)車間3甲類一級單層3000區(qū)4生產(chǎn)車間4甲類一級單層35005生產(chǎn)車間5甲類一級單層3500存6儲存庫1甲類一級單層500儲7儲存庫2甲類一級單層500區(qū)8儲存庫3丙類二級單層

41、15009辦公樓三級三層120010食堂 1三級二層120011食堂 2三級二層80012生活宿舍 1三級五層1000區(qū)13宿舍 2三級五層100014浴池三級二層30015醫(yī)院三級三層45016活動中心三級一層120017鍋爐房二級單層150附屬18技安處三級單層400設(shè)備19配電站一級單層150區(qū)20水泵站三級單層15021消防水池-單層40022污水處理廠三級單層400表 4.6 化工廠內(nèi)各個建筑物的火災(zāi)危險類別、耐火等級、層數(shù)、面積項目編號建筑物名稱火災(zāi)危險類別耐火等級層數(shù)面積 (m2)辦公下：兩個甲類廠房間防火距離為30m，兩個甲類庫房間防火距離30m，甲類庫房與丙類庫房防火距離為2

42、5m。醫(yī)療站、污水處理站、鍋爐房間距為25m，生產(chǎn)廠房和倉庫間距為 30m；技術(shù)安全科屬三級耐火等級距廠房、倉庫為15m；浴池、職工公寓為三級耐火等級與廠房、倉庫距離為20m；變、配電站距廠房、倉庫等建筑均為25m?？紤]所有建構(gòu)筑物的面積及它們之間的防火間距，再綜合考慮總體布置及甲類廠房和庫房與廠區(qū)圍 墻和廠內(nèi)主要、次要道路之間的距離，最后考慮工廠整體布局的整齊美觀，綜合考慮確定各建筑物間防火間距，工廠總平面布置見詳圖（附圖a ）。5 防爆電器設(shè)計5.1 劃分爆炸危險區(qū)域本次設(shè)計選擇5 號廠房進行爆炸危險區(qū)域劃分。該車間主要是閃蒸去活，聚合釜向閃蒸釜噴料時，閃蒸釜要自動或手動間斷向氣柜排放氣態(tài)

43、丙烯。這個過程排放閥密封不 嚴，氣態(tài)丙烯會大量釋放；而且閃蒸結(jié)束后，出料閥會釋放出含有1.5%左右丙烯的氣體，如果通風(fēng)條件不好，導(dǎo)致丙烯聚集到爆炸范圍之內(nèi)的濃度，引發(fā)爆炸。根據(jù)爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范gb50058-20143 第 2.2.3 條規(guī)定“第一級釋放源：預(yù)計正常運行時周期或偶爾釋放的釋放源。類似下列情況的，可劃為第一級釋放源：在正常運行時會釋放易燃物質(zhì)的泵、壓縮機和閥門等的密封處”。因此，在進行閃蒸加工時密封處為第一級釋放源，釋放物質(zhì)為丙烯。根據(jù) 5 號生產(chǎn)車間的反應(yīng)原理以及反應(yīng)物質(zhì)，依據(jù)爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范 gb50058-20143 出料口處為第二級危險源。根據(jù)規(guī)范爆炸危險區(qū)域的劃分應(yīng)按釋放源級別和通風(fēng)條件確定，存在第二級釋放源的區(qū)域可劃為2 區(qū)，故出料口處劃為2 區(qū)。根據(jù)爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范gb50058-2014 對 5