沈阳航空航天大学 防火防爆课程设计摘 要本次课程设计是针对多元醇聚醚厂而进行的防火防爆设计首先了解聚醚生产中所需原料及其物化性质、火灾危险类别，了解聚醚生产的工艺过程，分析确定工艺过程中所存在的主要危险源及各个生产环节和存储场所的火灾危险类别对工厂进行区域规划和总平面布置，按规范设计防火间距对环氧丙烷库进行爆炸危险区域划分，对该仓库的主要防爆电气设备进行分析、选型对氢氧化钾库进行泄爆面积计算，选择确定泄爆方式选择材料库进行灭火器配置最后绘制总平面布置图和环氧丙烷库爆炸危险区域划分图 关键词：火灾危险性；耐火等级；防火间距；灭火器配置 目 录1 前言 12 工程概况 23 工程项目分析 33.1 工艺流程介绍 33.1.1 生产工艺简述 33.1.2 安全防火重点部位 33.1.3 安全工作重点 43.2 工艺环节的划分 43.2.1 生产区 43.2.2 仓储设施 54 区域划分 75 总平面的布置 85.1 分区布置 85.2 火灾危险类别的确定 95.2.1 聚醚及生产原料的理化性质简介 95.2.2 生产工艺火灾危险分类 95.2.3 存储区火灾危险分类 95.3 耐火等级的确定 105.3.1 生产区 105.3.2 储存区 105.3.3 生活区 105.3.4 附属设施区 105.4 防火间距 115.4.1 防火间距设计原则 115.4.2 防火间距的确定 126 防爆电气的设计 136.1 划分爆炸危险区域 136.2 防爆电气选择 136.2.1 爆炸性混合物分级、分组 136.2.2 防爆电气选择 137 泄爆方式确定及泄爆面积计算 147.1 泄爆方式 147.2 泄爆面积的计算 148 灭火器的配置 158.1 灭火器的选择 158.2 灭火器设置 15总结 17参考文献 18附录Ⅰ 火灾危险类别划分 19附录Ⅱ 防爆电气选型 22附录Ⅲ 灭火器的配置 24附录Ⅳ 爆炸危险区域划分 26附录Ⅴ 防火间距 27--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第13页1 前言随着科学技术进步和经济的快速发展，化工企业的规模日益增大、数量日益增多。
石油化工行业属于高危行业，具有危险物质多、生产过程复杂、对环境条件要求高、火灾危险性大、事故多发、事故严重度高的特点化工企业生产的原料和产品，几乎都是易燃、易爆物质，因此起火后，燃烧速度都很快例如，可燃气体燃烧后，其火焰的蔓延速度非常快，有时是以爆炸的形式出现的；易燃、可燃液体燃烧时，火焰蔓延速度也是较快的，并具有流动性，容易造成火势蔓延扩大此外，可燃气体或可燃液体的蔓延方向，有时是朝着可燃气体或液体流动的相反方向蔓延，针对可燃气体、液体燃烧蔓延的这一特点，在组织指挥扑救时，应特别加以注意 化工企业车间或贮罐发生火灾，由于各种因素影响，有的是先爆炸，后着火，有时是先着火，后爆炸，有的甚至发生多次爆炸和喷溅在爆炸冲击波的作用下，建筑结构遭到破坏，变形或倒塌，对灭火人员的安全也有很大的威胁化工火灾都具有火势发展蔓延快和燃烧面积大的特点，因此在组织指挥扑救化工企业的火灾时，必须根据其火灾特点，贯彻“先控制、后消灭”的原则，灵活运用灭火战术，有效地扑救火灾一般情况下，可采取计划指挥，以快制快；堵截火势，防止蔓延；上下设防，分进合击；分割包围，速战速决的战术并根据不同的火势情况，采取相应的措施，做到迅速而又安全地扑灭火灾。
综上所述，化工企业的火灾危险性大，容易造成巨大的经济损失因此，需要对石化企业进行防火防爆设计本次的课程设计主要依据《石油化工企业设计防火规范》[1]、《建筑设计防火规范》[2]、《建筑灭火器配置设计规范》[3]、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》[4]、《总图制图标准》[5]等对聚醚厂进行防火防爆设计2 工程概况由于化工企业中存在危险化学品，为了保证该企业的建筑不会对周边造成经济和环境等的破坏，不同生产企业有着不同的选址要求其中包括环境、风向、温度、面积、周围居民居住等情况为设计并建设多元醇聚醚生产企业，我把该工厂选在天津市北辰区，天津离首都北京120公里，是海上通往北京的咽喉要道，又是连接华北、东北、西北地区的交通枢纽，还是北方十几个省市通往海上的交通要道，拥有北方最大的人工港-天津港，有30多条海上航线通往300多个国际港口，是从太平洋彼岸到欧亚内陆的主要通道和欧亚大陆桥的主要出海口其地理区位具显著优势，战略地位十分重要天津有明显由陆到海的过渡特点：四季明显，长短不一；降水不多，分配不均；季风显著，日照较足；地处滨海，大陆性强，最小频率风向为东北风，常年主导风向为西南风是一个符合现代化化工厂要求的多元醇聚醚生产企业。
3 工程项目分析3.1 工艺流程介绍3.1.1 生产工艺简述多元醇聚醚的工艺流程[6]是将引发剂先抽进聚合釜搅拌并抽真空，同时加入催化剂氢氧化钾，以0.4Mpa蒸汽间接加热升温至120℃，脱水停止加热抽真空然后滴加环氧丙烷至规定数量视釜温情况通冷却水移走多余反应热，并保持一定时间的反应温度和釜内微负压，使其釜内聚合反应顺利进行反应后的物料转入大釜后再重复上述过程并升温，继续滴加环氧丙烷使其继续聚合，保持微负压老化一小时，再抽真空半小时即得粗醚粗醚转到中和釜升温搅拌缓慢加入酸液和活性白土使其中和、脱色，然后真空脱，在加入防老剂混和均匀，经压滤机压滤后的滤液即为产品多元醇聚醚图3.1所示为多元醇聚醚的方框流程图环氧丙烷催化剂引发剂聚合中和压滤聚醚防老剂、白土图3.1多元醇聚醚的方框流程图本装置所用物料环氧丙烷为易燃液体环氧丙烷及助剂均为有毒物质，氢氧化钾具有强腐蚀性3.1.2 安全防火重点部位1. 聚合反应釜环氧丙烷与起始剂在催化剂存在下升温到120℃左右进行聚合反应正常反应时，液态环氧丙烷是以滴加方式逐步与起始剂聚合成高分子化合物但在反应温度低于110℃时，聚合反应速度很慢，在反应开始的诱导期内反应速度更慢，或者在正常反应时由于环氧丙烷通入量过多而来不及全部聚合时，都会发生未反应的环氧丙烷（沸点33.9℃）迅速大量气化而导致聚合釜超压，引起爆炸，故聚合釜工艺条件要求苛刻。
另外，环氧丙烷易燃、易爆，泄入大气后可能发生燃烧爆炸事故2. 环氧丙烷贮槽 环氧丙烷易燃易爆、有毒，闪点为-37.7℃，与空气混合的爆炸极限为2.8-37%（体积），系一级易燃液体该贮槽可由于氮氧保压系统故障、冷冻盐水温度过高、氯含量超标、贮槽设备密封不严等原因发生火灾、爆炸事故3.1.3 安全工作重点1.聚合反应釜投料前应将釜内空气抽尽，保持釜内真空度0.09MPa以上要特别注意检查催化剂加入量，防止聚合反应因速度慢造成环氧丙烷来不及反应而引起超压爆炸催化剂加入量不得小于1‰反应温度不得低于110℃当釜压大于0.4MPa时，应立即采用缓慢手动放空方式泄压要提醒操作人员在反应器的诱导期内，应根据釜温和釜压缓慢滴加环氧内烷，保持正常工艺条件要经常检查釜本身蒸汽加热和水冷系统因为共用一个夹套，蒸汽和水的进出口阀门不能同时关闭，以防发生聚合釜整体飞出事故2.环氧丙烷贮槽要经常检查保护气氮气分析报告槽内含氧量须小于1%，如含氧1-3%之间时，可继续送料；如含氧量超过3%，则应关闭进槽氮气阀门，贮槽可自身保压，但不得进行送料贮罐液相温度必须在10℃以下，冷冻盐水必须保持畅通，如槽温大于10℃时，应立即报告并听候处理。
贮槽最大贮量为容积的85%，绝不允许超装贮槽及釜上的安全阀（防爆膜）应监督定期检查和更换；可燃气体检测报警仪要定期校验；要经常检查防雷、防静电接地是否良好3.2 工艺环节的划分3.2.1 生产区由于多元醇聚醚的制备是一个复杂的化学反应过程，其中需要将整个反应过程分成若干部分，即分在不同的厂房来完成多元醇聚醚的制备但压滤过程是对中和反应后的混合液进行压滤，所以它们可设置在同一生产车间通过以上分析可以将整个过程分为二个生产车间具体见表3.1厂房设置 表3.1厂房设计序号厂房名称长（m）宽(m)高(m)面积(m2)具体功能1聚合厂504082000制备粗醚2中和、压滤厂503081500使粗醚中和、压滤制备聚醚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在多元醇聚醚的生产过程中参加的反应物质有：环氧丙烷、氢氧化钾、防老剂、氮气、助剂和白土1.环氧丙烷环氧丙烷是易燃液体且有毒的、易爆、泄入大气后可能引起燃烧爆炸的化学品，闪点为-27.7℃所以应该单独存放2.氢氧化钾氢氧化钾是遇酸发生剧烈反应、触及皮肤有强烈刺激作用并造成灼伤、有吸湿性或易潮解、有强腐蚀性、水解后产生腐蚀性产物的物质。
因此氢氧化钾需要单独在一个仓库中存放，且仓库需要远离火种，热源机易燃物品，保持仓库阴凉通风3. 多元醇聚醚反应的最终生成物多元醇聚醚也将占用一个专门的成品库房此外，在反应过程中需要始终通有氮气，来保证压力的均衡和空气排放的彻底因此将氮气放入罐内，并使其始终与生产釜通过管道相连在多元醇聚醚的生产流程中除了以上三项，还存在引发剂和防老剂，由于在化学性质上两个物质并没有冲突，可以存放在一起，所以将引发剂和防老剂存放在同一个仓库中综上所述，在多元醇聚醚工厂中需要有四个仓库和一个氮气罐具体情况见表3.2仓储设施表3.2仓储设施序号库房名称具体功能长(m)宽(m)高(m)占地面积(m2)3氢氧化钾库储存氢氧化钾25208500㎡4环氧丙烷库储存环氧丙烷30208600㎡5多元醇聚醚库储存产品多元醇聚醚504082000㎡6材料库储存引发剂、防老剂、白土20208400㎡7氮气库储存氮气30208600㎡除了应有的生产厂房和库房外，一个石油化工企业还需要设置以下附属设施各个建筑物的规格如表3.3所示表3.3其他设施的名称和规格编号名称长（m）宽（m）层数面积（㎡）8水泵房(1)201513009水泵房(2)2010120010消防水池(1)202040011消防水池(2)202040012锅炉房4520190013变电站40301120014车库402080015门卫室（1）2010120016门卫室（2）2010120017办公楼60203120018食堂502031000以上通过对仓库设施、厂房设施和附属设施的设计，将聚。