58防火防爆课程设计

沈阳航空航天大学防火防爆课程设计第I页摘要本文是对甲醇厂进行防火防爆设计。在考虑甲醇工业生产的工艺流程的基础上，结合国家相关规范标准对设计在陕西省西安市的甲醇厂进行防火防爆设计，并对安全重点区域进行防爆电气选择和灭火器配置。通过分析工艺流程，对工厂进行区域划分和总平面布置，并画出总平面布置图。关键词：甲醇；火灾危险性；防火间距；耐火等级；泄爆面积沈阳航空航天大学防火防爆课程设计第II页目录1前言.............................................12工程概况.........................................33工程项目分析.....................................43.1工艺流程介绍..................................43.1.1生产工艺简述..............................43.1.2安全防火重点部位..........................53.1.3安全工作重点..............................63.2工艺环节划分..................................73.2.1生产区...................................73.2.2仓储设施..................................83.2.3其他设施..................................94区域划分.........................................105总平面的布置.......................................125.1分区布置......................................125.2火灾危险类别的确定............................135.2.1甲醇及其生产原料的理化性质简介............135.2.2生产工艺火灾危险分类......................145.2.3存储区火灾危险分类........................14沈阳航空航天大学防火防爆课程设计第III页5.3耐火等级的确定................................155.3.1生产区...................................155.3.2储存区...................................155.3.3生活区...................................155.3.4附属设施区................................155.4防火间距......................................165.4.1防火间距设计原则..........................165.4.2防火间距的确定............................176防爆电气的设计.....................................186.1划分爆炸危险区域..............................186.2防爆电气选择..................................196.2.1爆炸性混合物分级、分组....................196.2.2防爆电气选择..............................197防爆方式确定及泄爆面积计算.......................217.1泄爆方式......................................217.2泄爆面积计算..................................218灭火器配置.......................................228.1灭火器配置场所的火灾种类和危险等级............22沈阳航空航天大学防火防爆课程设计第IV页8.2灭火器的选择..................................228.3灭火器的配置..................................228.3.1配置单元计算..............................228.3.2配置设计计算..............................239总结..............................................25参考文献............................................26附录1火灾危险类别划分..............................27附录2防火间距......................................32附录3防爆电气选型..................................33附录4爆炸区域划分..................................35附录5灭火器配置....................................36沈阳航空航天大学防火防爆课程设计第1页1前言我国是世界上能源生产大国，也是能源消费大国。在能源结构中，天然气等优质能源比重较低，远低于世界平均水平，能源结构明显不合理。用“富煤，缺油气，少再生能源”可以概括。甲醇是重要的化工产品与原料，并定位于未来清洁能源之一，随着世界石油资源的减少和甲醇生产成本的降低，发展使用甲醇等新的替代燃料，已成为一种趋势。从我国能源需求及能源环境的现实看，生产甲醇为新的替代燃料，减少对石油的依赖，也是大势所趋1。我国甲醇主要用于化学合成，其次是燃料和溶剂，近年来增长最迅速的是化学品生产，甲醇衍生物生产发展迅速。目前，国内甲醇主要消费在甲醛、MTBE、农药、对苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、甲胺、醋酸等行业。1998年我国甲醇消费结构为：衍生物占65％、农药占8％、燃料占7％、医药占6％、溶剂占5％、其它占9％。随着我国有机化工和制药的发展，甲醇在这些领域的需求量也在不断增加。国内现有甲醇生产企业近150家。2001年国内生产甲醇206万t，2002年生产207万t，需求和供应不成正比，大型甲醇项目的建设迫在眉睫。合成法生产甲醇，以天然气、石油和煤作为主要原料，中国是资源和能源相对匾乏的国家，少气，缺油，但煤炭资源相对丰富，大力发展煤化工，合理开发利用煤炭资源已成共识。发展煤制甲醇，以煤代替石油，是国家能源安全的需要，也是化学工业高速发展的需求。但是由于煤制甲醇工艺复杂，且原料，中间产物和最终产物具有易燃、易爆、易中毒等特点，所以煤制甲醇生产过程具有一定的危险性。例如：2008年11月7日下午3时20分左右，福建三明永安智胜化肥有限公司的甲醇车间发生爆炸，造成两名工人死亡，一名工人受重伤。2005年10月12日17时10分左右，一辆装有甲醇的汽车罐车驶往山东省微山县某处停车场，在倒车时突然发生爆炸，车内包括司机在内的2人当场死亡；1名路过的老人和1名小孩也不幸遇难。甲醇工厂发生的事故后果一般都十分严重，除了事故本身所造成的损失外，甲醇等沈阳航空航天大学防火防爆课程设计第2页物质的泄漏所造成的影响往往也是十分严重的。因此，为了防止生产甲醇的工厂火灾爆炸等事故对人员和财产造成严重的损失以及对未来的影响，必须要对化工厂进行防火防爆设计。为了预防事故，必须在对厂区进行设计之前了解生产中涉及的化学品的理化特征及所需设备的特征，并在设计时针对这些特征采取相对应的安全措施，合理的设计防火间距、泄爆面积、厂区布置等，避免或减少事故的发生。合理布置一个化工厂的各个区域和选择相关安全防护设备需要根据我国颁布的相关规范和工厂的实际情况。在后面的课程设计根据《建筑设计防火规范GB50016-2006》、《石油化工企业设计防火规范GB50160-2008》、《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》对甲醇厂进行防火防爆设计。根据《总图制图标准GB/T50103-2001》、《房屋建筑制图统一标准GB/T5001-2001》进行的相关图纸设计。沈阳航空航天大学防火防爆课程设计第3页2工程概况甲醇厂厂址设在西安经济技术开发区。占地面积91200平方米，长约320米，宽约240米。西安经济技术开发区成立于1993年9月，位于西安市北门外、城市南北中轴线-未央路两侧，北二环和绕城高速公路之间，地理位置优越，交通便利。区内20-60米宽的道路路网基本建成；城市供水充沛，水质优良；区内日供水量10万吨，已建成110KV变电站6座，总容量达75万KVA；陕北天然气管道在区内设置门站，可满足入区项目生产与生活需要；采取集中供热方式，已建成80蒸吨和300蒸吨的供热站各一座；污水排放通畅，近期污水处理能力25万吨，远期50万吨，光纤、数字微波、卫星、程控交换、数据与多媒体等多种通信网络覆盖全区，中国四大互联网中心节点之一的西部数据中心位于区内。总之该开发区实现道路、供水、供电、供气、供热、排水、通讯“七通一平”。西安气候属暖温带半湿润大陆性季风气候。四季分明，夏季炎热多雨，冬季寒冷少雨雪，春秋时有连阴雨天气出现。西安市及各郊县年平均气温13.1～13.4℃。年极端最高气温35～41.8℃；极端最低-16～-20℃。全年以7月最热，月平均气温26.1～26.3℃，月平均最高气温32℃左右；1月最冷，月平均气温-0.3～-1.3℃，月平均最低气温-4℃左右，年较差达26～27℃。降水年际变化很大，多雨年和少雨年雨量差别很大，两者最大差值可达590mm。降水的季节分配也极不均匀，有78%的雨量集中在5～10月，其中7～9月的雨量即占全年雨量的47%，且时有暴雨出现。年平均相对湿度70%左右。年平均风速1.8m/s，全年盛行风向为东北风。沈阳航空航天大学防火防爆课程设计第4页3工程项目分析3.1工艺流程介绍3.1.1生产工艺简述煤是制造甲醇粗原料气的主要固体燃料.用煤制甲醇的工艺路线包括燃料的气化、气体的脱硫、变换、脱碳及甲醇合成与精制2。用蒸汽与氧气(或空气、富氧空气)对煤进行热加工称为固体燃料气化,气化所得可燃性气体通称煤气是制造甲醇的初始原料气,气化的主要设备是煤气发生炉。用煤制得的粗原料气组分中氢碳比太低,故在气体脱硫后要经过变换工序.使过量的一氧化碳变换为氢气和二氧化碳,再经脱碳工序将过量的二氧化碳除去。原料气经过压缩、甲醇合成与精馏精制后制得甲醇。在铜触媒的存在下在甲醇合成塔中进行如下反应：CO+2H2→CH3OH+QCO2+3H2→CH3OH+H2O+Q反应过程中尚有下列副反应：2CO+4H2→(CH3)2O+H2O4CO+8H2→C4H9OH+3H2O图3.1为甲醇合成工艺的流程框图。图3.1煤低压合成甲醇工艺的流程框图水蒸汽造气除尘净化耐酸变换脱硫脱碳烟煤补充氢气联合压缩闪蒸，预蒸精馏甲醇合成甲醇沈阳航空航天大学防火防爆课程设计第5页（1）造气及净化：烟煤在造气转化炉中用水蒸汽、富氧进行加压连续气化制得水煤气，经除尘、耐硫变换、脱硫脱碳等净化，并调整好氢碳比后进入甲醇合成塔。（2）甲醇合成：合成气经压缩和换热及预热至反应温度，在6MPa等压下、均温式合成塔内进行催化反应，反应生成甲醇。合成塔出口气经废锅回收热量后，再换热和冷却，然后在闪蒸槽闪蒸除去弛放气及甲醇中溶解气体，甲醇合成弛放气设变压吸附回收CO+H2循环作甲醇原料气，这样可降低每吨甲醇原料气消耗。（3）精馏：采用甲醇三塔精馏流程得到精甲醇，并进行杂醇回收和热量回收。该生产工艺中涉及