防火防爆课程设计Word格式文档下载.docx

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在化工相关产业可作为清洁剂的起始剂。

随着时代的发展和社会的进步，人们对自身的安全和财产越来越重视。

化学工业生产中，工业事故的发生不可避免的。

但是如何去减少或控制这种事故的发生，或是尽量减少事故发生所造成的损失和人员的伤亡，是人们现在所关心的问题。

这就需要我们了解生产工艺的流程，掌握工艺过程中应该注意的事项；

同时也需要对工厂的厂房进行合理的布局，也要对厂房内的设备进行合理的布局。

在设计过程中，需要根据各项规范对工厂内各区域的划分、选择、厂房设定以及各项电器用具进行选择。

而本次课程设计则是根据《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GB50058-92》以及《石油化工防火防爆手册》等国家标准和手册对环氧乙烷厂进行防火防爆设计的。

2工程概况

环氧乙烷的工厂厂址选在江苏省北部的经济开发区，占地面积约为95000平方米，长约380米，宽约250米。

江苏省，简称“苏”。

地处我国东部沿海，位介于东经116°

18′-121°

57′，北纬30°

45′-35°

20′之间，地居长江　淮河下游，东临黄海，西连安徽，北与山东接壤，南与浙江和上海毗邻。

全省面积１０．２６万平方公里，占全国土地总面积１．０５％。

江苏的工业发达，轻、重工业门类齐全，技术先进。

主要工业有机械、电子、电力、石化、纺织、食品、建材、造纸等。

南京、无锡、苏州、常州、南通为主要工业中心，其中纺织和丝绸工业居全国首位。

机械、电子、石化、汽车正在成为江苏省新的支柱产业。

以中小型企业为主的格局正在改变，工业产品品种结构不断优化，产品质量的整体水平有所提高，熊猫、小天鹅、常柴、红豆、森达被认定为全国驰名商标。

江苏属亚热带和暖温带地区，气候温和，雨量适中,具有寒暑变化显着、四季分明的特征，全省年平均气温为13℃-16℃,春季升温西部快于东部，东西相差4－7天；

秋季降温中慢于北部，南北相差3－6天。

全年日照时数（绝对日照）平均为2000－2600小时，≥0℃的日照时数平均为1800－2240小时；

日照百分率（相对日照）介于48－59％之间。

全省各地日照时数以夏季最多，冬季最少，各占全年的29．0－32．8％、20.1－21.3％。

由于受季风气候影响，江苏降水充沛，年降水量724-1210毫米,但地区差异明显，东部多于西部，南部多于北部,全省年蒸发力为900－1050毫米，因受海洋潮湿气流影响，蒸发力明显自东向西递增。

全省年平均风速为3.5米／秒，江苏灾害气象主要有干旱、雨涝、热带风暴（台风）、霜冻、冰雹等。

常年夏季主导风向ESE、SSE;

常年冬季主导风向NNE、NNW。

3工程项目分析

3.1工艺流程介绍

3.1.1生产工艺简述

（1）原料流程

原料乙烯、氧气和致稳氮气来自界区，它们与循环物料气的混合气体在氧气混合站充分混合后，进入气-气换热器与反应生成气换热后，从充填银催化剂的列管式固定床反应器的上部进入催化床层，在一定温度（220～260℃）和压力（2Mpa）下，进行氧化反应。

（2）吸收流程

已反应的气体自氧化反应器下部流出，进入气-气换热器，被反应原料气冷却后进入环氧乙烷水吸收塔。

在吸收塔中，以水做吸收剂，吸收反应气体中的产物环氧乙烷。

吸收剂自塔上部进入，环氧乙烷吸收液自塔中部流出，进入环氧乙烷精制流程。

乙烯

　　　　　　　　混合氧化　　　　冷却　　　　　吸收　　　　脱CO2

氧气

环氧乙烷工艺水

图3.1环氧乙烷生产工艺方框流程图

为提高环氧乙烷的吸收率，从吸收塔顶部排出的气体，再送入塔下部，进行循环吸收。

从吸收塔顶部出来的吸收气，一部分作为循环排放气排至蒸气加热器中烧掉；

另一部分作为循环气与致稳气氮气进入循环压缩机，加压后，混合气大约有十分之一送至二氧化碳脱除流程，脱除二氧化碳，再返回至循环气系统；

一部分经添加抑制剂二氯乙烷后，进入氧气混合器，与原料乙烯、氧气混合，成为原料气。

3.1.2安全防火重点部位

（1）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。

（2）氧气储存罐

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。

（3）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220℃到260℃之间，反应压力在1.72～2.17MPa之间，反应过程为急剧放热过程，当反应失去控制时容易发生反应罐爆炸，破裂等危险。

（4）混合器

混合器的作用是氧气与乙烯气体进行混合，此过程中容易造成混合器内局部氧含量过高而引起爆炸等危险。

（5）环氧乙烷储存罐

由于环氧乙烷易燃、易爆，且对人有毒，与空气混合后在浓度3%到100%区间内容易发生爆炸。

所以必须注意对环氧乙烷的运输和储存。

环氧乙烷贮罐上必须设置的安全泄放系统不应是简单意义上的安全阀，因为它一旦失灵，后果则可能十分严重。

3.1.3安全工作重点

储存于阴凉、通风的库房。

远离火种、热源。

库温不宜超过30℃。

应与氧化剂、卤素分开存放，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。

（2）氧气储存与运输

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。

1、运输

（1）在运输前，要检查瓶嘴气阀安全胶圈是否齐全，瓶身、瓶嘴是否有油类等。

（2）装卸时，瓶嘴阀门朝同一方向，防止互相撞，损坏和爆炸。

（3）不准装运其它可燃气体。

（4）在强烈阳光下运输时，要用帆布遮盖。

2、氧气瓶保管与存放

（1）库房周围不得放易燃物品。

（2）库内温度不得超过30℃，距离热源明火在10米以外。

（3）氧气瓶减压阀，压力计、接头与导管等，要涂标记。

反应器中应装有温度，压力测试表，应设置相应的控制措施控制反应进度，防止反应过于强烈，防止反应器中的冷却剂泄露，对反应冷却剂应设置压力表检测。

（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）环氧乙烷储存与装载

环氧乙烷储存的前提条件是避免铁锈及防止铜、镁合金及其他乙炔氧化物，因为它们会导致环氧乙烷聚合和污染。

1）保证环氧乙烷的气瓶或气罐远离火源和静电。

2）环氧乙烷存放处，应无火源，无转动之马达，无日晒，通风好，温度低于40℃，但不能将其放冰箱内。

严格按照国家制定的有关易燃易爆物品储存要求进行处理。

3）每年对环氧乙烷工作环境进行空气浓度的监测。

4）应对环氧乙烷工作人员进行专业知识和紧急事故处理的培训。

过度接触环氧乙烷后，迅速将患者移离中毒现场，立即吸入新鲜空气；

皮肤接触后，用水冲洗接触处至少15min，同时脱去脏衣服;

眼接触液态环氧乙烷或高浓度环氧乙烷气体至少冲洗眼10min，遇前述情况，均应尽快就诊。

3.2工艺环节的划分

3.2.1生产区

环氧乙烷的工艺流程共分为六个步骤：

反应、冷却、吸收、解吸、再吸收、精致。

车间1，乙烯与氧气反应时在氧化反应器中进行；

车间2，再生塔中，吸收二氧化碳后的碳酸盐溶液加热再生，生成的二氧化碳由塔顶排出，经再生塔冷却器气液分离后，二氧化碳排空，再生塔冷却器及直线分离器分离出的碳酸盐溶液送入再生塔再生。

车间3，在吸收塔中，以水做吸收剂，吸收反应气体中的产物环氧乙烷。

车间4，乙二醇进料解吸塔；

车间5，环氧乙烷精致塔。

各个生产车间的功能与规模见表3.1。

表3.1各个生产车间的功能与规模

编号

生产车间功能

长（m）

宽（m）

高（m）

面积（㎡㎡）

1

乙烯、氧气在其中反应

40

30

8

1200

2

冷却气液，分离副产物

3

吸收产物环氧乙烷并洗涤

4

去除副产物乙二醇

5

精致环氧乙烷

3.2.2仓储设施

为了方便工厂的生产与成品的管理，所以在厂内设计有储存车间和成品车间。

储存车间（建筑物6）是为了储存生产原料乙烯和氧气。

成品车间（建筑物7）是为了储存产物环氧乙烷的。

库房主要分为原料库和成品库，原料库存储的物质为氧气、乙烯，成品库存储的物质为环氧乙烷。

下面对各物质的化学性质及存储注意事项进行简单介绍。

2.氧气

氧气的化学性质比较活泼，大部分的元素都能与氧发生反应，这些反应称为氧化反应。

氧气是一种强氧化剂、助燃，与可燃蒸汽混合可形成燃烧或爆炸性混合物。

因此，氧气避免与可燃气、可燃物及还原性物质共存。

3.乙烯

乙烯（ethylene,CH2=CH2）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%。

乙烯与空气混合形成爆炸性混合物，与明火接触易于爆炸，不溶于水,易,溶于乙醇、乙醚等有机溶剂.因此贮存时严加密闭，储存于专用的储罐中，避免与氧化剂、酸类、碱类接触，远离火种、热源，避免光照，不可与空气接触。

在空气中的爆炸极限为3.05%-28.6%。

对环境有危害，还应特别注意对地表水、土壤、大气和饮用水的污染上。

根据环氧乙烷生产工艺流程要求及原料的性质和储存方式，将原料及成品划为一个储存区，根据它们的储存要求，分成以下的原材料以及产成品库，整个仓储设施区共有3个库房，编号分别为6号、7号、8号、9号库房，依次存放乙烯和氧气、环氧乙烷、乙二醇。

各个建筑物功能与规格如表3.2所示。

表3.1储存车间的功能和规格

储存及成品车间的功能

面积（㎡）

6

30