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某化工园贮罐区的设计及其安全技术研究——A罐区2x20000m3柴油贮罐文献综述

 2020-03-20 23:46:53  

1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2000字左右的文献综述:

文 献 综 述

一、研究背景、意义及应用价值

随着中国经济的快速发展,对柴油的需求日益递增,柴油产量比逐年增加。环保法规对柴油质量要求日益严格。如何优化利用有限的石油资源,满足中国的柴油需求,是炼油行业和科研单位面临的问题[1]

柴油又称油渣,是石油提炼后的一种油质的产物,为稍有粘性的棕色液体,主要化学成分有烷烃和芳烃, 沸点在170℃至390℃之间,易燃易挥发,不溶于水,易溶于醇和其他有机溶剂。

柴油燃料是一种复杂的石油化合物的混合物,燃烧时排至空气中的废气含有上千种的化学物质,废气中含有氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳、醛类和不完全燃烧时的大量黑烟,黑烟中有未经燃烧的油雾、碳粒,一些高沸点杂环和芳烃物质,并有些致癌物[2]。由于其沸点较高,故形成蒸汽后进入人体呼吸道引起的中毒可能性较小。柴油的雾滴吸入后可致吸入性肺炎。在生产作业中, 人体皮肤如果较长时间与柴油接触,会发生接触性皮炎[3]

由此可知,柴油作为重要的化工原料之一,并且具有一定的危害性,所以柴油储罐的设计、储罐区的布置和消防设计以及安全技术研究对于化工生产和应用上有重要的意义。

二、国内外研究概况及发展趋势

储罐被广泛应用于炼油化工生产装置中,在其应用中经常遇到油品蒸发损失及储罐失稳变形等实际问题。储罐发生失稳变形的主要原因包括罐体刚度设计不足、用于抵抗风载荷的加强圈和抗风圈设计不合理等[4]

根据 GB 50160-2008《石油化工企业设计防火规范》,轻柴油的火灾危险性为乙B类,且根据柴油的性质,不易挥发,闪点高,可以选取固定顶罐中的拱顶罐作为柴油储罐[5]

一个比较典型的完整罐区主要由贮罐、泵、附属火炬、控制室、配电室、变压器室、风机室和安全消防设施等组成[6]。储罐区的布置应本着”以人为本”、”预防为主”、”防消结合”的原则,可燃液体罐组不应毗邻布置在高于工艺装置、全厂性重要设施或全厂人员集中的阶梯上,不宜靠近排洪沟布置。罐区泡沫站应布置在防火堤外的非防爆区,与可燃液体罐组的间距不得小于20 米。一般而言,液体化工产品罐区储罐的布置须严格执行石油化工企业设计防火规范中的相关规定。这些罐区防火工艺设计布置的最大特点在于:它规定液体化工产品的罐区需要成组布置,并且在较大规模的罐区布置场地中,两个相邻储罐之间的防火间距需要引起重点关注[7]

国内外有关研究机构始终对石油产品的火灾危险性进行研究工作, 涉及的试验研究内容小到直径十厘米的油盘, 大到几千立方米的油罐, 以及柴油等不同种类的油品。通过这些研究, 取得了许多有价值的试验数据和研究成果。对油罐直径大于2.6m的实际规模的柴油等的主要火灾特征参数(如燃烧速度、火焰高度、热辐射等)、着火罐火焰呈紊流型浮力扩散等已基本确定[8]

在调查中发现,重视汽油、煤油安全,轻视柴油安全的现象在石油、石化等企业普遍存在,柴油安全隐患令人担忧。因此,对柴油及柴油储罐的燃烧和爆炸的危险性进行系统分析,解决柴油存储中存在的问题,可有效防止柴油着火爆炸事故的发生。根据燃烧的条件,当油罐内液面空间油蒸汽浓度达到爆炸极限范围,遇到点火源时,就会产生爆炸,因此,不仅应对正常情况下容易发生火灾爆炸的油品给予高度重视,还应对非正常情况下容易发生火灾爆炸的油品给予应有的重视。危险场所不是固定不变的,在某些条件下可以相互转化。从某种程度上而言,容易被人们忽视的小危险其实更危险。从柴油的燃烧爆炸危险性分析可以看出,正常条件下,如炎热干燥的天气、附近存在火源、工作中违章操作、油库的安全设备、设施配备不合理或管理使用不当等,都有可能将柴油引燃、引爆[9]

对于储罐区的消防设计,可燃液体储罐消防主要靠泡沫消防设施来完成, 它的作用是利用空气泡沫漂浮在可燃液体的表面,切断可燃液体与空气的接触,从而达到灭火的目的,而消防冷却水则起辅助的冷却作用[10]。罐区消防冷却喷淋装置设计, 首要工作是消防水量的确定,其依据主要有《建筑设计防火规范》 、《石油化工企业设计防火规范》[11]

随着国内石油化工工业的发展以及国家原油战略储备库项目的实施,油罐的大型化将成为发展的必然趋势。如此巨大的油罐一旦发生火灾爆炸,其后果是难以想象的。油罐的火灾爆炸事故危害极大,不仅严重威胁人民生命安全,还给国家和企业带来重大经济损失。据统计[12],在油库事故中,火灾爆炸事故占事故总数的42.4%以上,而在油库着火爆炸事故中,油罐着火爆炸事故数占总爆炸事故数的25.6%。因此,做好事故预防非常重要[13]。

对于柴油的储存及储罐区管理有以下几点建议[14]

1、柴油储存和使用场所要设置在通风条件较好的地方,最好设置机械排风系统,尤其在地下室,还是要设置通风系统的。当采用排烟排风合用系统时,考虑到通风运行停止期间较长,会发生柴油蒸汽的积聚,导致风道内柴油蒸汽浓度增加;同时国内出现有商品柴油闪点低于45℃的现象时有发生。闪点是柴油安全性能的重要指标,闪点过低将对柴油贮存的安全性带来极大的隐患。因此,为保证通风系统启动时的安全,建议排风机采用防爆型风机。

2.对柴油的危险性要予以高度重视,要加强柴油储存和使用场所的安全管理,按要求配备相关安全设施,坚决杜绝违章操作,尤其是严禁违章动火。

3.柴油储存和使用场所内的通风、照明、通信、控制等电气设备的选型、安装、电力线路敷设等,必须符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定。

三、总结

对于储罐区而言,储罐的设计与选型非常关键,合适的储罐选型,不仅可以满足储存油品的工艺需要,降低油品蒸发损耗,保证油品质量,还可以对储罐区的总平面布置产生一定的影响;反过来, 储罐罐型的选择,不仅取决于储存油品的物性及工艺要求,也取决于储罐区的总平面布置[15]

柴油属于乙类火灾危险性油品,挥发和泄漏的油蒸气非常容易达到燃烧爆炸极限,所以储罐区是典型的重大工业危险源。一旦储罐区发生火灾,往往形成大面积燃烧,火灾波及的范围广,而且火灾持续时间长,扑救困难,人员和财产损失巨大。因此,了解油储罐区火灾的危险性,保证储罐的安全性,有效地查改储罐区消防工作的漏洞和消防设施的缺陷,设置合适的安全防护距离,是保证油库安全储存的重要保障[13]

参考文献:

[1] 熊春华,田高友,任连岭.柴油理化性质与烃族组成关联[J].石油学报(石油加工),2010,26(4):551-555.

[2] 柴油废气的危害.安防科技[J].2004,(4):33.

[3] 南南.柴油的危害及防护[J].劳动保护,1982,(9):24.

[4] 于清,王一军,许跃新,等.大型储罐设计技术的发展[J].新疆石油天然气,2006,2(4):73-75,92.

[5] 徐英,杨一凡.球罐与大型储罐[M].北京:化学工业出版社,2004.

[6] 张木兰.化工装置中液体罐区的工艺设计[J].化工设计,1997,(5):30-35.

[7] 王莉.浅析液体化工产品罐区的工艺设计[J].化学工程与装备,2012,(2):51-53.

[8] 牟善军,彭湘潍,姜春明.轻柴油危险性指标变化及安全储存措施[J].石油商技,2003,21(2):17-19.

[9] 李选民,陈卫兵.柴油存储安全问题分析[J]. 油气储运,2004,23(3):50-51

[10] 施洪昌.可燃液体贮罐区消防设计见解[J].工业用水与废水,1999,30(2):32-34.

[11] 丁国臣,刘伟.储罐区消防冷却喷淋装置设计探讨[J].工业用水与废水,1999,30(3):41-42,44.

[12] 张莹,刘峰,杨光辉,等.大型油罐火灾爆炸危害性研究[J].管道技术与设备,2007,(4):19-20,30.

[13] 郭小芳,王长征.储油库火灾爆炸环境风险评价[J].石油与天然气化工,2012,41(1):114-118.

[14] 于新宇.柴油场所爆炸危险性的分析及安全建议[J].湖南安全与防灾,2009,(11):49-50.

[15] 于晓颖,易琦,张文伟.石油库总平面布置与罐型的选择[J].石油工程建设,2008,34(4):12-15

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