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1、 .摘要本次课程设计是对环己烷醇酮厂的安全技术设计。根据其生产工艺过程分析各生产环节的危险特性，从而确定安全防火重点部位和安全工作重点。并依照石油化工企业设计防火规范GB50160-92和建筑设计防火规范GB50016-2006分析确定各生产环节和存储场所的火灾危险类别以对厂区进行合理分区布局：大致可分为：生产区、存储区、生活区及附属设施区四个部分。其次依照上述标准来确定工厂内部主要建、构筑物的耐火等级以及它们之间的防火间距，然后对工厂进行区域规划和总平面布置。选一个有代表性的爆炸危险性厂房根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92对其进行防爆电气的设计；以一有爆炸危险的厂房为
2、研究对象，通过确定泄爆方式，来计算其泄爆面积。最后对某一车间进行灭火器的配置。关键词：石油化工企业；总平面布置；泄爆面积；灭火器配置教育资料 目 录 1前言32工程概况43工程项目分析53.1工艺流程介绍53.1.1生产工艺简述53.2安全防火重点部位63.3安全工作重点63.4工艺环节的划分73.4.1生产区73.4.2仓储设施83.5其他设施104区域划分125 总平面的布置135.1分区布置135.2火灾危险类别的确定135.2.1环己烷、醇酮及生产原料的理化性质简介135.3生产工艺火灾危险分类155.4存储区火灾危险分类165.5耐火等级的确定165.5.1生产区165.5.2储存区
3、175.5.3生活区175.5.4附属设施区176防火间距196.1防火间距设计原则196.2防火间距的确定197爆炸区域的划分228泄爆方式确定及泄爆面积计算238.1泄爆方式238.2泄爆面积的计算239 总结.25参考文献.26附录.271前言随着我国环己烷市场的发展，环己烷技术的研发和市场状况成为业内企业关注的焦点。了解国内外环己烷技术发展和市场状况对于企业提高市场竞争力十分关键。环己酮是重要的化工原料,具有高溶解性和低挥发性,可以作为特种溶剂,也是重要的有机化工原料，广泛应用于纤维、合成橡胶、工业涂料、医药、农药、有机溶剂等工业。 本文通过对环己烷、醇酮的生产工艺的研究，分析其生产过
4、程中所存在的主要危险及各个生产环节和存储场所的火灾危险类别，同时也对该化工厂附属设施的建、构筑物的功能进行了设计并对整个厂区进行了区域划分和总平面布局。同时也针对具有爆炸危险的厂房进行了爆炸方式的确定和泄爆面积的计算，详细分析了该生产系统反应过程中由于氧浓度达到爆炸极限而可能产生的重大火灾爆炸事故，为整个化工厂的布局设计提供了科学的依据。对该工厂进行防火防爆研究是基于全方位的考虑，即综合研究了该类工业企业中潜在的诸种火灾爆炸危险因素从而对该厂进行防火防爆设计。在对该化工厂的整体布局设计时充分考虑了工厂内主要建、构筑物的火灾危险类别、建筑物的耐火等级以及它们之间的防火间距，使各项指标符合现行的安
5、全标准，进而以防火防爆技术为基础，对厂区进行合理的布局。教育资料 2工程概况该环己烷醇酮厂位于辽宁省康平县同类化工性质的工业园区内。园区北侧为公路，东西方向为相邻的同类化工厂，南侧为郊外，距离工业园区北侧的200m有居民区。区内有各类大中型化工厂，并具有与化工生产配套的设施以及供水、供电等，适合建设化工厂。该工业园区所处的地理位置属于北温带，这个地区一年中的主导风向为西北风，冬季最低气温为-26，夏季最高气温为32。该环己烷醇酮厂总平面设计为长方形，长375m，宽227m，占地面积为85125。整个化工厂划分为生产区、存储区、生活区和附属设施区四大区域。3工程项目分析3.1工艺流程介绍3.1.
6、1生产工艺简述该生产工艺以苯为原料，通过加氢生成环己烷，再用空气氧化生产环己醇和环己酮，简称醇酮。简要工艺流程是：将苯和氢通过苯泵和氢压缩机送入主反应器，在催化剂雷尼镍（ips2）的作用下，进行苯加氢反应，生成环己烷。其方框流程图如图3.1所示。其反应温度186200，反应压力2.03.1MPa，保持氢分压0.6MPa不变。反应后的气体进入后反应器继续反应，以提高转化率。从后反应器出来的环己烷蒸气经冷凝后，进入稳定塔蒸馏提纯得环己烷。将所得环己烷和混合气（循环气和新鲜空气的混合气）送入氧化反应器，环己烷与混合气中的氧进行氧化反应，生成环己基过氧化物和少量的环己醇、环己酮。有四台氧化反应器，一、
7、二、三、四氧化反应器的反应温度依次是181、175、167、166，反应压力均是1.9MPa。氧化反应产物经预浓缩、氧化洗涤、脱水后送入脱氧化反应器，在催化剂铬酸叔丁酯的作用下进行反应，生成环己醇和环己酮，简称醇酮。醇酮产物经脱环己烷、精馏后，得到产品醇酮。其工艺流程框图如图3.1所示。 雷尼镍苯稳定后反应加氢环己烷氢气 循环气 氧化洗涤预浓缩氧气混合 空气 催化剂 精馏脱环己烷脱过氧化脱水 醇酮 图3.1 环己烷、醇酮生产工艺方框流程图该装置的物料苯、氢、环己烷均是易燃易爆物质；环己醇、环己酮可燃可爆。苯、环己烷、醇酮都有毒。活性雷尼镍催化剂遇空气能自燃；催化剂铬酸酐有强腐蚀性3.2安全防火
8、重点部位加氢反应器苯加氢反应在反应器中进行，由于苯和氢都是易燃、易爆物质，且反应温度和压力都较高，如果控制不好，是很危险的。反应器设有联锁控制系统和水喷淋系统。氧化反应器在四个反应器中，环己烷直接用空气进行氧化反应。因环己烷易燃、易爆，又有空气存在，所以危险性很大。氧化反应后的尾气容易形成爆炸性混合物，因此在四个氧化反应器的上部，都应设有测尾气中氧含量的在线分析仪，控制尾气中的含氧量在3.5%（体积）以下，超限发出声光报警。为控制好进入氧化反应器的混合气中的氧含量，在气-气混合器的出口，设有测混合气中氧含量的在线分析仪，控制其含氧量在15%（体积）以下。氧化应器设有联锁控制系统及水喷淋、蒸汽灭
9、火设施。脱过氧化反应器环己基过氧化物的分解反应在脱过氧化反应器中进行，反应温度92，反应压力0.03MPa。因为有大量环己烷存在，所以有危险。该反应器处曾发生过火灾事故。原因是在维修动火时，碰开了快开式取样阀，泄出的环己烷被明火引燃而发生火灾。该反应器设有联锁控制系统和水喷淋系统。3.3安全工作重点加氢反应器平稳控制反应温度不超过200，反应压力不超过3.1MPa，保持氢分压0.6MPa不变。所用催化剂雷尼镍遇空气能自燃，因此必须杜绝外漏。主反应器设有测液面用的钴（60）射线源，标记要醒目、明显，保护铅层要完整。并要定期对现场的射线剂量进行监测，如有超标，要立即查找原因，尽快整修。应定期检查水
10、喷淋系统，保持好用。定期用高温测厚仪检测壁厚，并做好记录，如有问题，要及时处理。氧化反应器严格控制四个氧化反应器的反应温度和反应压力，不超温、超压。控制混合气中的氧含量在15%以下，严格控制氧化尾气中的氧含量在3.5%以下，要保证水喷淋和蒸汽灭火系统好用。脱氧化反应器平稳控制反应。联锁控制系统和其它安全装备要保证处于良好状态。水喷淋系统要保证好用。其他部位氢气压缩机的联锁控制和安全附件要保证好用，杜绝泄漏。苯泵和环己烷泵要平稳运转，不产生摩擦、憋压；密封完好，不泄漏。进入循环气压缩机的循环气中的环己烷含量要控制在0.4%以下。废催化剂雷尼镍要排入废催化剂处理池及时处理，处理完后及时运出装置区。
11、配制催化剂用的铬酸酐腐蚀性很强。苯、氢、环己烷的管线阀栏、阀门等部位发生跑、冒、滴、漏很危险，要经常检查其泄漏情况，一旦发现有漏点，要立即堵漏。装置区内设置的水幕，要定期检查，保持好用。3.4工艺环节的划分3.4.1生产区根据环己烷、醇酮的生产工艺流程将整个生产过程划分为两大部分，环己烷的工艺流程分为三个步骤：加氢、后反应、稳定，进而获取醇酮的工艺流程分为八个步骤：混合、氧气、预浓缩、氧化洗涤、脱水、脱过氧化、脱环己烷、精馏。由于冷凝和蒸馏是为了提纯环己烷，可以将其列为一个生产车间，预浓缩、洗涤、脱水、脱氧化可以将其定为预浓缩脱过氧化工段，脱环己烷、精馏为去除环己烷杂质提纯醇酮，每个生产环节为
12、一个厂房，依次编号为1号、2号、3号、4号厂房。各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生产车间功能长（m）宽（m）高（m）面积（）苯和氢气在雷尼镍催化加氢生产环己烷403081200环己烷蒸气经冷凝，进入稳定塔蒸馏提纯403681440环己烷、混合空气在氧化反应器中反应504082000预浓缩、氧化洗涤、脱水后送入脱氧化反应器脱环己烷、精馏，提纯醇酮6060836003.4.2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。储存车间是为了储存氢气，储存车间是为了储存原料苯和环己烷，储存车间是为了储存催化剂雷尼镍，储存车间是为了储存催化剂
13、铬酸酐。成品车间是为了放置醇酮（环己醇、环己酮）。下面对各物质的化学性质及存储注意事项进行简单介绍苯苯在常温下为一种无色、有甜味的透明液体，并具有强烈的芳香气味。苯可燃，有毒，也是一种致癌物质。苯蒸气与空气形成爆炸混合物，爆炸极限1.5%8.0%（体积）。遇明火、高热极易燃烧爆炸。苯类的贮槽或贮藏室要有避雷装置，防火，挂有“严禁烟火”标志。因此贮运时应远离火种、热源，避免阳光直晒。能与氧化剂，如氧气、过氧化钠发生剧烈反应，通风的库房提供充分的局部排风和全面通风，避免与氧化剂接触。氢气氢气是无色并且密度比空气小的气体，难溶于水。常温下，氢气的性质很稳定，不容易跟其它物质发生化学反应。氢气的爆炸极
14、限是4%-74.2%，属于甲类贮存物质。建筑物顶部或外墙的上部设气窗或排气孔。本实验用氢气瓶储存，容积为40升左右的小气瓶，钢瓶氢气应存放在无明火、远离热源和通风良好的地方。环己烷环己烷存在于某些石油中，无色流动性液体。有汽油气味，密度0.799。熔点6.5，沸点81，易挥发和燃烧，不溶于水，溶于多种有机溶剂。蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限1.3%8.3%（体积）。没有腐蚀性，可以用铁、软钢、铝或不锈钢、镀锌铁桶(每桶净重不超过150公斤)等容器存储和运输，贮存库房不超过28，应密封存储于阴凉、通风良好的场所，远离火源、热源，防止阳光直射。环己醇 环己醇外观无色、有樟脑气味、晶体或液体，熔点是25.2，沸点160.9，微溶于水对人的眼、鼻、咽喉有刺激作用。液态的本品对皮肤有刺激作用，本品可燃，具刺激性，遇明火、高热可燃。与氧化
