3000m3苯乙烯储罐区的安全设计

第一章概述

1.1苯乙烯基本性质

苯乙烯，又称乙烯基苯，分子式为C8H8，分子量为104.14。苯乙烯为无色至黄色的易燃油状液体，具有高折射性和特殊芳香气味，溶于乙醇、乙醚、甲醇、丙酮、二硫化碳，不溶于水。储存时缓慢聚合，在有光、加热或有过氧化物时聚合加快。苯乙烯有毒，其毒性中等，在空气中最大允许含量为100ppm。苯乙烯是重要的有机合成单体，主要用于合成丁苯橡胶及聚苯乙烯树脂、聚酯玻璃钢和涂料等。

1.2苯乙烯的危险性分析

1．2．1苯乙烯的危险特性 1．物理危险性

根据常用危险化学品的分类及标志 (GB 13690-92)将苯乙烯划为第3.3 类 高闪点易燃液体。苯乙烯为可疑致癌物，具有刺激性，对人的眼和上呼吸道粘膜有刺激和麻醉作用。常见神经衰弱综合征，有头痛、乏力、恶心、食欲减退、腹胀、忧郁、健忘、指颤等。对呼吸道有刺激作用，长期接触有时引起阻塞性肺部病变。皮肤粗糙、皲裂和增厚。当苯乙烯浓度较高时，立即引起眼及上呼吸道粘膜的刺激，出现眼痛、流泪、流涕、喷嚏、咽痛、咳嗽等，继之头痛、头晕、恶心、呕吐、全身乏力等；严重者可有眩晕、步态蹒跚。眼部受苯乙烯液体污染时，可致灼伤。同时，苯乙烯对环境有严重危害，对水体、土壤和大气可造成污染

2．化学危险性

其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。遇酸性催化剂如路易斯催化剂、齐格勒催化剂、硫酸、氯化铁、氯化铝等都能产生猛烈聚合，放出大量热量。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。其有害燃烧产物为一氧化碳和二氧化碳。

3.苯乙烯的急救措施

皮肤接触： 脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。

眼睛接触： 立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。

吸入： 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输

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氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。

食入： 饮足量温水，催吐。就医。

4.灭火方法： 尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。灭火剂：泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。用水灭火无效。遇大火，消防人员须在有防护掩蔽处操作。

1．2．2苯乙烯的操作处置、储存与应急处理

操作注意事项： 密闭操作，加强通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具（半面罩），戴化学安全防护眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴橡胶耐油手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类接触。灌装时应控制流速，且有接地装置，防止静电积聚。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。

储存注意事项： 通常商品加有阻聚剂。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。包装要求密封，不可与空气接触。应与氧化剂、酸类分开存放，切忌混储。不宜大量储存或久存。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和合适的收容材料。

应急处理： 迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用活性炭或其它惰性材料吸收。也可以用不燃性分散剂制成的乳液刷洗，洗液稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置

1．3苯乙烯的包装方法和运输注意事项

包装方法： 小开口钢桶；薄钢板桶或镀锡薄钢板桶（罐）外花格箱；安瓿瓶外普通木箱；螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶（罐）外普通木箱；螺纹口玻璃瓶、塑料瓶或镀锡薄钢板桶（罐）外满底板花格箱、纤维板箱或胶合板箱。

运输注意事项： 铁路运输时应严格按照铁道部《危险货物运输规则》中的危险货物配装表进行配装。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及

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泄漏应急处理设备。夏季最好早晚运输。运输时所用的槽（罐）车应有接地链，槽内可设孔隔板以减少震荡产生静电。严禁与氧化剂、酸类、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。中途停留时应远离火种、热源、高温区。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置，禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。公路运输时要按规定路线行驶，勿在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。严禁用木船、水泥船散装运输。

第二章 3000m3苯乙烯拱顶罐的设计

注:大型常压储罐的材料一般用Q235-A Q235-B.2002年国家有关部门取消了Q235-A,现在已不提倡再使用,一般使用Q235-B,其性能更好,国家已大量生产,资源丰富,价格也经济.

2.1设计条件:

内径D=18.90m 罐高H=11.76m, 拱顶曲率半径 Rn=D=18.9m 设计压力,正压=2000Pa,负压=500Pa 设计温度–19 ~ 150 度

材质腐蚀裕度1mm 焊缝系数1 储罐材料Q235-A 储罐圈板数6

2.2试设计该罐

2.2.1罐壁厚度

罐壁厚度的计算公式为

t?pD2?????pt?C

式中 t--罐壁厚度,m

p --设计点压力,Pa,p?p设??gH ρ--液体密度kg/m3 g--重力加速度,m/s2 H--设计点的液头高度,m D--储罐直径,m

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φ--焊缝系数取, 取φ=1

???--罐壁材料的许用应力???=113MPa

tt按照上式计算的厚度如下为 表2—1

罐壁圈数 1 2 3 4 5 6 罐壁高度m 11.76 9.76 7.76 5.76 3.76 1.76 壁板厚度mm 9.84 8.36 7.83 5.73 3.84 2.37 名义厚度mm 10 9 8 6 5 5 第一圈的壁厚

p设?1000Pa

p?p设??gH=1000+905.9?9.81?11.76?0.105Mpa

t?pD2?????pt?C

t1=

0.105?18.90?0.001?0.00984m?9.84mm

2?113?1?0.105下面几圈方法类似,得到表格中的数据.

为了保证连接强度,底圈壁板立缝应与底边缘板的搭接焊缝相互错开200mm.

为了减少焊接应力罐壁板上开孔与壁板立缝错开300,环缝错开200以上,相邻二层壁板立缝相互错开500,以上.壁板开孔开孔必须设补强圈,允许两块拼接,但拼接焊缝应与壁板环焊缝平行.为了保证焊接质量和提供报警信息,补强圈必须开M10信号孔.

罐身焊缝分立缝,环相向焊缝,先焊立缝,后焊环向焊缝.罐身环向焊缝搭接,外侧连续焊接,内侧为连续焊接.

罐身底圈板与底板连接为丁字型焊接,由于地板比底板厚,因此壁板需要坡口,采用细焊条小电流多层施焊,先焊外边,厚焊里边,几个焊工同时对称施焊

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2．2.2拱顶的设计

拱顶板由中心顶板,环向肋条,径向肋条,包边角钢组成.. 顶罐厚度计算 t=0.42Rn

t—顶板计算厚度mm Rn—拱顶曲率半径m

t?0.42?18.90?7.94mm

环向肋条,不得与包边角钢和罐壁相焊罐顶板与包边角钢的焊接应采取若顶结构(内侧不焊)。

为了减少焊接变形拱顶板采取分段逆向，对成位置同时焊接，内侧顶板与肋条采取断续接焊。

2．3.3罐底的设计

储罐底板如果渗漏,不但易流出油品，导致火灾，并且修换储罐底板进行焊割施工也十分不便，是非常危险的作业。由于底板下表面接触罐基容易受潮．而上表面又经常受到所储油品中沉积水分和杂质的影响，容易腐蚀。所以罐底钢板的厚度应不小于4-6mm；对容积超过50000 m3的油罐．底板厚度至少要在8mm以上。同时罐底四周与身板连接处的应力较为复杂．要求采用较厚的钢板做底板外缘的边板。一般容积小于3000 m3的储罐．边板厚度应为4-6mm；5000 m3-50000 m3的储罐．边板厚度应为8-12mm。按<<消防法>>和<<钢制焊接常压容器>>JB/T 4735-97的规定1000m3≤V<10000 m3的浮顶罐,罐底厚度为9mm. 实际设计边缘板厚度为9mm,中间板为6mm. ② 制造工艺

油罐的罐底是由若干块钢板焊接而成，直接铺在基础上，其直径略大于罐壁底团直径，伸出底圈壁板外缘的宽度一般为罐底边板6倍且不小于40mm。中幅板与中幅板之间、中幅板与边缘板之间来用搭接焊接，边缘板与边缘板之间采用对接焊接。焊接接口均采用射线探伤.中幅板一般采用Q235-A边缘板材料应与壁扳材料一致。 因为油罐的底板直接铺放在基础上，罐内液体重量是通过罐底传到基础上，所以底板基本上不受液体静压力的影响，但考虑到腐蚀问题、焊接工

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