8000m3化工品貯罐區(qū)安全設計.doc

8000m3化工品貯罐區(qū)安全設計摘 要本文首先詳細查閱了相關標準規(guī)范等確定了設計壓力，設計溫度，設計壽命等基本設計參數(shù)。然后對貯罐的選材、型號、安裝方式及安全附件進行了設計；緊接著進行了主要結構件的結構設計及其強度校驗。通過對貯罐區(qū)整體的化工安全考慮，確定了貯罐的設計方案和貯區(qū)總體的布局。最后本文對苯乙烯、冰醋酸事故案例進行了分析并制定了事故應急預案等。關鍵詞：冰醋酸 苯乙烯 貯罐區(qū)展開總平面布置 消防水池 應急預案 目 錄摘要I 第一章、確定設計參數(shù) 81.1 苯乙烯8 1.1.1 設計壓力8 1.1.2 設計溫度81.1.3設計壽命91.1.4 腐蝕速率91.1.5 風載荷.101.1.6 雪載荷.101.2 冰醋酸10 1.2.1 設計壓力10 1.2.2 設計溫度101.2.3設計壽命111.2.4 腐蝕速率111.2.5 風載荷121.2.6 雪載荷12 第二章、化學品的物化及危險性分析 132.1 苯乙烯13 2.1.1 物化性質13 2.1.2 危險特性分析13 2.1.2.1火災危險特性14 2.1.2.2 毒害性142.2 冰醋酸14 2.1.1 物化性質14 2.1.2 危險特性分析15 2.1.2.1火災危險特性16 2.1.2.2 毒害性16 2.1.2.3 酸性腐蝕性17 第三章、儲罐的選材、型號、安裝方式及安全附件 183.1 苯乙烯18 3.1.1 貯罐的選材18 3.1.2 型號及安裝方式193.1.3安全附件203.2 冰醋酸22 3.2.1 儲罐選材22 3.2.2 型號243.2.3安裝方式253.2.4 安全附件26.第四章 主要結構件的結構設計及其強度校驗.31 4.1冰醋酸篇.314.1.1 罐壁設計.324.1.2 罐頂設計.344.1.3 罐底設計.354.1.4 常用配件設計.364.2苯乙烯篇.394.2.1 罐壁設計.394.2.2 罐頂設計.394.2.3 罐底設計.444.2.4 常用配件設計.45第五章 安全裝置的選擇和設計 5.1 壓力表.48 5.2 防雷設施.495.3火災報警系統(tǒng).505.4 溫度計.515.5 液位計.52第六章 對化工品貯罐區(qū)展開總平面布置 6.1 罐組布置.536.2 管組間的防火間距536.3 防火堤設計546.3.1 防火堤有效容積546.3.2 防火堤長和寬546.3.3 防火堤高度5563.4 防火堤臺階設計566.4 儲罐與道路的防火間距566.5 儲罐泡沫消防站566.6 變電配所576.7 罐區(qū)泵房576.8 汽車裝卸站57 第七章 消防設施7.1水消防系統(tǒng).587.2泡沫消防系統(tǒng).587.3消防設施的確定過程.597.3.1冷卻系統(tǒng)形式的確定.597.3.2系統(tǒng)組成.597.3.3適用范圍.597.3.8 泡沫滅火設備簡介617.3.11消防用水量計算.627.4消防管網(wǎng)及器材設置.66第八章 貯罐區(qū)物質危險性分析及火災危險等級的劃分 8.1 苯乙烯物質危險性分析.69 8.1.1 物質危險性分析.70 8.1.2 火災危險等級劃分.71 8.2 冰醋酸物質危險性分析.72 8.2.1冰醋酸儲罐物質危險性分析.72 8.2.2冰醋酸儲罐火災危險等級劃分.75第九章 典型事故案例分析 9.1 苯乙烯事故案例分析.76 9.1.1 2001年“大勇”輪與 “大望”輪碰撞泄露事故.76 9.1.2 1983年蘭州化學工業(yè)公司苯乙烯車間爆炸事故.77 9.1.3 2007年北京大興區(qū)某化工廠因苯乙烯泄漏傷害事故.77 9.2 冰醋酸事故案例分析.77 9.2.1 1983年某工廠生產(chǎn)對硝基苯甲酸過程中冰醋酸泄露爆炸事故.77第十章 安全對策措施及職業(yè)危害控制措施的設計 10.1 苯乙烯安全對策措施及職業(yè)危害控制措施的設計.79 10.1.1 苯乙烯安全對策措施.79 10.1.2 苯乙烯職業(yè)危害控制措施.88 10.2 冰醋酸安全對策措施及職業(yè)危害控制措施的設計.92 10.2.1 冰醋酸安全對策措施.92 10.2.2 冰醋酸職業(yè)危害控制措施.97第十一章 安全管理制度及應急救援預案的制定 11.1 安全管理制度.100 11.1.1 安全管理的目的.100 11.1.2 安全管理的依據(jù).100 11.1.3 安全管理制度的內容.100 11.2 應急預案.101 11.2.1 編制目的.101 11.2.2 編制依據(jù).101 11.2.3 適用范圍.101 11.2.4 應急預案體系.101 11.3本單位的危險性分析.101 11.3.1 本單位概況.101 11.3.2 危險源與風險分析.101 11.4 組織機構及職責.102 11.5 預警與防護.103 11.6 應急響應.104 11.7 保障措施.107 11.8 培訓演練.107參考文獻.108第1章 確定設計參數(shù)1.1苯乙烯1.1.1、設計壓力根據(jù)GB 1502011 壓力容器中設計壓力的定義：設定的容器頂部的最高壓力，與相應的設計溫度一起作為設計載荷條件，其值不低于工作壓力。而計算壓力的定義是：在相應設計溫度下，用以確定元件厚度的壓力，其中包括液柱靜壓力；當元件所受的液柱靜壓力小于5%的設計壓力時，可以忽略不計。如此看來。設計壓力是整個儲罐的載荷條件，而計算壓力是具體受壓元件的計算參數(shù)設計壓力是反映儲罐受壓狀況的重要指標，但不能全部、準確的反映容器各部位的實際受力情況，因此，設計壓力和計算壓力可能不一致。根據(jù)HG 21502.1-92鋼制立式圓筒固定頂儲罐系列中的規(guī)定，苯乙烯儲罐的設計正壓為2kPa，負壓為 0.5kPa。1.1.2 設計溫度根據(jù)GB1502011壓力容器及HG-205801998鋼制化工容器設計基礎規(guī)定 等 關于設計溫度的規(guī)定如下。設計溫度指容器在正常工作情況下，設定的受壓元件的金屬溫度（沿元件金屬截面的溫度平均值。它與設計壓力一起作為設計載荷條件。不過，有別于設計壓力是整臺容器的載荷條件；設計溫度是指具體受壓元件的載荷條件。同時，設計溫度也是具體受壓元件的溫度計算參數(shù)，就像計算壓力是具體受壓元件的壓力計算參數(shù)。對于苯乙烯儲罐，可以根據(jù)各個工作元件的工作溫度的不同，分別設定每個元件的設計溫度。比如說罐體和安全附件可以設置不同的設計溫度。但是從經(jīng)濟效益，選材的方便程度等方面考慮，我們可以考慮設計溫度為一個最值。對于儲罐的設計溫度，由于儲罐壁與外界環(huán)境間的直接接觸，此時應該記及環(huán)境溫度對容器壁溫的影響，并且考慮儲罐的正常儲存狀態(tài)。其中，苯乙烯低閃點易聚合，根據(jù)SHT 3007-2007 石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范中第3.2條，苯乙烯儲罐內部，需要保證介質溫度 在520范圍內，因此儲罐中介質的儲存溫度設計在520，假設上下偏差5，則工作溫度在030。再考慮環(huán)境溫度對容器外壁的影響，在南京地區(qū)氣溫在-1040，考慮一下剩余，我們設計儲罐的設計溫度可以選為50。1.1.3 設計壽命壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程（簡稱容規(guī)）第32條規(guī)定：“為防止壓力容器超壽命運行引發(fā)安全問題，設計單位一般應在設計圖樣上注明壓力容器設計使用壽命”。同樣，GB 1501998鋼制壓力容器第 3.3.5.2條規(guī)定：“應根據(jù)預期的容器壽命和介質對材料的腐蝕速率，確定腐蝕余量”可以看出，兩者都要求設計單位對壓力容器的設計使用壽命有一個明確的預期和表示，二者就目前大多數(shù)設計者來說，都不愿意在圖樣上注明壓力容器的設計使用壽命，因為壓力容器設計使用壽命的確定是一個較為復雜的問題，它涉及到材料的選用、腐蝕量的確 定、容器結構設計、使用環(huán)境等多種因素：而準確地預計設計使用壽命，一方面反映了設計者的設計經(jīng)驗和水平，另一方面亦是對容器使用單位的安全負責。當然，設計使用壽命是設計者根據(jù)容器的設計參數(shù)和使用條件給予的一個預期的數(shù)據(jù)，它并不是容器的真正使用壽命，其作用是提醒使用者，當使用時間超過設計使用壽命時，應縮短檢驗周期，加強必要的防范措施。一般地說，確定苯乙烯儲罐設計使用壽命，主要應考慮以下幾點：材料的選擇；腐蝕余量的確定；容器結構設計的合理性及防腐性；制造工藝的科學性；非正常因素(如超工況運行等)按國際壓力容器設計的慣例，應在圖紙上標明壓力容器的設計使用壽命，這樣做才能真正體現(xiàn)對用戶和對設備安全高度負責的精神，也能大大地降低壓力容器的爆炸事故(違規(guī)操作、長期超過設計使用壽命運行是引發(fā)壓力容器爆炸的主要因素)。除了一些特殊或重要的設備，一般我們可將設計使用壽命定為1015年。作為易燃易爆易揮發(fā)的苯乙烯，儲罐設計壽命一般有一定年限。對于我們設計苯乙烯儲罐的規(guī)格：1000m3 ，屬于大型儲罐，設備是被動的，工藝是主動的，一般10年工藝技術會發(fā)展一次較大規(guī)模的改善，設計壽命通?？梢远闉槭绞迥?，我們這里選用設計壽命為15年。1.1.4、腐蝕速率對于苯乙烯，本身基本無腐蝕性，根據(jù)腐蝕裕量計算公式（腐蝕裕量設計壽命腐蝕速率），從經(jīng)濟效益等因素來看，儲存的苯乙烯本身基本無腐蝕性，為了安全起見，我們可以按輕微腐蝕程度計算（0.050.13mm/a），根據(jù)腐蝕數(shù)據(jù)與選材手冊，耐蝕速率可以選擇0.09mm/a,屬于優(yōu)良狀態(tài)。則腐蝕裕量計算為1.35mm。但考慮到頂蓋與殼體的差異，可以設計頂蓋為1.54mm，殼體為1.58mm。1.1.5、風載荷風載荷是指垂直于氣流方向的平面所受到的風的壓力，Wpv2/1600 kN/m2,v為所處環(huán)境的最大風速，Wp指的是標態(tài)下垂直于風向每平方米面積所受到風的壓力。查氣象資料可知，近年南京近10年最大風力為12級，風力大于32.6m/s，提供風載裕度后，取風速為33m/s，有Wp1089/16000.681kN/m21.1.6雪載荷雪載荷是根據(jù)該地區(qū)最大降雪量來確定的，查氣象資料表明，南京近50年來積雪最大厚度達到37cm，秦嶺淮河以南地區(qū)雪的密度區(qū)取150kg/m3,根據(jù)Sogh ，可求出基本雪壓為So0.54kpa，雪載荷根據(jù)公式ShUSo。計算，Sh為雪載荷計算的標準值，U為屋面積雪分布系數(shù)，So為基本雪壓，其中，U取值在雪分布均勻時取1.0，但現(xiàn)實中不存在理想狀態(tài)，參考相關數(shù)據(jù)U取1.4，計算后有Sh1.40.540.756kN/m2。1.2 冰醋酸1.2.1、設計壓力根據(jù)GB 1502011 壓力容器中設計壓力的定義：設定的容器頂部的最高壓力，與相應的設計溫度一起作為設計載荷條件，其值不低于工作壓力。而計算壓力的定義是：在相應設計溫度下，用以確定元件厚度的壓力，其中包括液柱靜壓力；當元件所受的液柱靜壓力小于5%的設計壓力時，可以忽略不計。根據(jù)HG 21502.1-92鋼制立式圓筒固定頂儲罐系列第2.4.1條及HG 20580-1998 鋼制化工容器設計基礎規(guī)定第4章中相關規(guī)定，冰醋酸儲罐的設計壓力選用：正壓為2kPa，負壓為 0.5kPa。1.2.2 設計溫度根據(jù)SHT 3007-2007 石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范中第3.2條及HG 20580-1998 鋼制化工容器設計基礎規(guī)定第5章中相關規(guī)定：最低設計溫度盛裝液體體積占容器容積1/4以上的儲罐，最低設計溫度取環(huán)境溫度南京平均月最低溫度-3.5，則最低設計溫度為-3.5。冰醋酸溫度低于16.7時，就會凝固成冰狀，凝固時體積膨脹, 能使容器破裂。在冰醋酸的儲存過程中要保持冰醋酸是液體，溫度必須超過16.7。當T15時，設計溫度為介質工作溫度加15-30，同時考慮南京近50年最高氣溫為40.7和一定的余量，因此設計溫度設為50。1.2.3 設計壽命固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程TSG R0004第32條規(guī)定：“為防止壓力容器超壽命運行引發(fā)安全問題，設計單位一般應在設計圖樣上注明壓力容器設計使用壽命”。HG/T20580-2011鋼制化工容器設計基礎規(guī)定 第八章相關規(guī)定：確定儲罐設計使用壽命，主要應考慮以下因素：選擇合適的材料及結構設計；合理的腐蝕裕量；限制蠕變（高溫工況）或疲勞的可能性；容器建造的費用；裝量的更換周期等。推薦的容器設計使用壽命如下：一般容器、換熱器：10年；分餾塔、反應器、高壓換熱器：20年；球形容器:25年；重要的反應容器（如厚壁加氫反應器、氨合成塔等）：30年。 考慮本冰醋酸儲罐的具體條件，我們設計該儲罐的使用壽命為20年。1.2.4 腐蝕速率根據(jù)腐蝕數(shù)據(jù)與選材手冊第十章 醋酸和醋酸工業(yè) 中可以查的：，耐醋酸腐蝕最有良的有下列一些金屬材料，鉻鎳不銹鋼、高合金不銹鋼、高硅鋼、含鉬高硅鐵，鎳鉬鐵合金、鎳鉬鉻鐵合金等，上述材料在沸點一下各種濃度的酸中腐蝕速率低于0.1mm/a。故在選用上述鋼材時，將冰醋酸的腐蝕速率確定為0.1mm/a是合理的。1.2.5 風載荷根據(jù)GB 50009-2001（2006版）建筑結構荷載規(guī)范第7章、條文說明7.1.2中相關規(guī)定，風載荷是指垂直于氣流方向的平面所受到的風的壓力，Wpv2/1600 kN/m2,v為所處環(huán)境的最大風速，Wp指的是標態(tài)下垂直于風向每平方米面積所受到風的壓力。查氣象資料可知，今年南京最大風力為12級，也就是32.6m/s，提供風載裕度后，取風速為33m/s，有Wp1089/16000.681 kN/m21.2.6 雪載荷根據(jù)GB 50009-2001（2006版）建筑結構荷載規(guī)范6.1、條文說明6.1.2、附錄D.1.1、及查氣象資料表明，南京近50年來積雪最大厚度達到37cm，秦嶺淮河以南地區(qū)雪的密度區(qū)取150kg/m3,根據(jù)Sogh ，可求出基本雪壓為So0.54kpa，雪載荷根據(jù)公式ShrSo。計算，Sh為雪載荷計算的標準值，r為屋面積雪分布系數(shù)，So為基本雪壓，其中，r取值在雪分布均勻時取1.0，但現(xiàn)實中不存在理想狀態(tài)，參考相關數(shù)據(jù)r取1.4，計算后有Sh1.40.540.756kN/m2第2章 化學品的物化及危險性分析2.1、苯乙烯 2.1.1、物化性質中文名稱：苯乙烯。英文名稱：Phenylethylene；Styrene。別名：乙烯苯。CAS No.：100-42-5。分子式：C8H8；C6H5CHCH2。分子量：104.14。危險標記：7(易燃液體)。 主要成分：含量: 一級99.5;二級99.0。外觀與性狀：無色透明油狀液體。熔點()：-30.6。沸點()：146。相對密度(水=1)：0.91。相對蒸氣密度(空氣=1)：3.6。蒸氣壓(kPa)：1.33(30.8)。閃點：34.4。燃燒熱(kJ/mol)：4376.9。辛醇-水分配系數(shù)(KOW)： 3.2。 穩(wěn)定性和反應活性：穩(wěn)定。禁配物：氧化劑、酸類。避免接觸的條件：光照、空氣。2.1.2、危險特性分析根據(jù)危險化學品重大危險源辨識（GB182182009）、危險貨物品名表（GB 12268-2005）、危險化學品名錄 （2002版）、劇毒化學品名錄（2002版）、建筑設計防火規(guī)范（GB50016-2006）、石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范（GB50160-2008）物質常用危險化學品的分類及標志 (GB 13690-92)UN編號石化規(guī)建規(guī)劇毒品爆炸極限苯乙烯33541高閃點易燃液體2055乙A乙爆炸上限%(V/V)： 6.1爆炸下限%(V/V)： 1.1 2.1.2.1 火災危險特性根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范，苯乙烯火災危險類別屬于乙A類，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱或與氧化劑接觸，有燃燒爆炸的危險。引起遇酸性催化劑如路易斯催化劑、齊格勒催化劑、硫酸、氯化鐵、氯化鋁等都能產(chǎn)生猛烈聚合，放出大量熱量。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇火源會著火回燃。2.1.2.2毒害性苯乙烯有毒，對眼和上呼吸道粘膜有刺激和麻醉作用。高濃度時，立即引起眼及上呼吸道粘膜的刺激，出現(xiàn)眼痛、流淚、流涕、噴嚏、咽痛、咳嗽等，繼之頭痛、頭暈、惡心、嘔吐、全身乏力等；嚴重者可有眩暈、步態(tài)蹣跚。眼部受苯乙烯液體污染時，可致灼傷。慢性影響：常見神經(jīng)衰弱綜合征，有頭痛、乏力、惡心、食欲減退、腹脹、憂郁、健忘、指顫等。對呼吸道有刺激作用，長期接觸有時引起阻塞性肺部病變。皮膚粗糙、皸裂和增厚。2.2冰醋酸2.2.1 物化性質乙酸在常溫下是一種有強烈刺激性酸味的無色液體。乙酸的熔點為16.6（289.6 K）。沸點117.9 (391.2 K）。相對密度1.05，閃點39，爆炸極限4%17%（體積）。純的乙酸在低于熔點時會凍結成冰狀晶體，所以無水乙酸又稱為冰醋酸。乙酸易溶于水和乙醇，其水溶液呈弱酸性。乙酸鹽也易溶于水。中文名稱：醋酸別名：醋酸、冰醋酸英文名稱：ACETIC ACID，Ethanoic acid，Vinegar acid，mathane-carboxylic acid英文縮寫：A C 聯(lián)合國編號（UNNO）：2789CAS號：64-19-7 化學式：CH3COOH 分子量：60.05相對密度（水為1）：1.050凝固點（）：16.7沸點（）：1183粘度(mPa.s）：122(20）20時蒸氣壓（kPa）：1.5外觀及氣味：無色液體，有刺鼻的醋味。溶解性：能溶于水、乙醇、乙醚、四氯化碳及甘油等有機溶劑。相容性：材料：稀釋后對金屬有強烈腐蝕性，316#和318#不銹鋼及鋁可作良好的結構材料。國家產(chǎn)品標準號：GB/T 676-20072.2.2冰醋酸危險性分析本次的設計中涉及的化學物質有冰醋酸。根據(jù)危險化學品重大危險源辨識（GB182182009）、危險貨物品名表（GB 12268-2005）、危險化學品名錄 （2002版）、劇毒化學品名錄（2002版）、建筑設計防火規(guī)范（GB50016-2006）、石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范（GB50160-2008）物質常用危險化學品的分類及標志 (GB 13690-92)UN編號石化規(guī)建規(guī)劇毒品爆炸極限冰醋酸81601高閃點易燃液體2789乙A乙爆炸下限為4.7%, 爆炸上限為17.0%2.2.2.1火災爆炸危險性根據(jù)建筑設計防火規(guī)范中儲存物品的火災危險性，冰醋酸的火災危險類別屬于乙類 可燃性液體會與空氣形成爆炸性混合物。由于冰醋酸具有一定的揮發(fā)性，當溫度較高時，由于溫度升高，蒸發(fā)加速，一旦泄露，就會與外界周圍的空氣形成爆炸性的混合氣體，如遇到明火就會發(fā)生混合氣體的爆炸事故。與強氧化劑可發(fā)生反應； 冰醋酸的相對分子量約為60，而空氣只有29，比空氣重。一旦泄露容易在低處和溝渠等地方積聚； 受熱分解時會產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳。當一氧化碳的濃度較大時，由于它具有一定的毒性，會導致人和動物中毒。而當二氧化碳的濃度較大時，由于它具有窒息作用，也會對人體的健康造成危害。2.2.2.2毒性毒性：屬低毒類。急性毒性：LD503530mg/kg(大鼠經(jīng)口）；1060mg/kg（兔經(jīng)皮）；LC505620ppm，1小時（小鼠吸入）；人經(jīng)口1.47mg/kg，最低中毒量，出現(xiàn)消化道癥狀；人經(jīng)口2050g，致死劑量。亞急性和慢性毒性：人吸入200490mg/m3712年，有眼瞼水腫，結膜充血，慢性咽炎，支氣管炎。致突變性：微生物致突變：大腸桿菌300ppm(3小時）。姊妹染色單體交換：人淋巴細胞5mmlo/L。生殖毒性：大鼠經(jīng)口最低中毒劑量（TDL0）：700mg/kg(18天，產(chǎn)后），對新生鼠行為有影響。大鼠睪丸內最低中毒劑量（TDL0）：400mg/kg(1天，雄性），對雄性生育指數(shù)有影響。健康危害侵入途徑：吸入、食入、經(jīng)皮吸收。慢性影響：眼瞼水腫、結膜充血、慢性咽炎和支氣管炎。長期反復接觸，可致皮膚干燥、脫脂和皮炎。健康危害性評價：2，3， 2 閾限值（TLV）：50大鼠經(jīng)口LD50：3530（mg/kg）健康危害：吸入后對鼻、喉和呼吸道有刺激性。對眼有強烈刺激作用。皮膚接觸，輕者出現(xiàn)紅斑，重者引起化學灼傷。誤服濃乙酸，口腔和消化道可產(chǎn)生糜爛，重者可因休克而致死。 2.2.2.3 酸性腐蝕性酸性羧酸中，例如乙酸的羧基氫原子能夠部分電離變?yōu)闅潆x子（質子）而釋放出來，導致羧酸的酸性。乙酸在水溶液中是一元弱酸，酸度系數(shù)為4.8，pKa=4.75(25），濃度為1mol/L的醋酸溶液（類似于家用醋的濃度）的pH為2.4，也就是說僅有0.4%的醋酸分子是解離的。乙酸的酸性促使它還可以與碳酸鈉、氫氧化銅、苯酚鈉等物質反應。2CH3COOH + Na2CO3 =2CH3COONa + CO2 + H2O2CH3COOH + Cu(OH)2=Cu（CH3COO）2 + 2H2OCH3COOH + C6H5ONa =C6H5OH (苯酚）+ CH3COONa 腐蝕性對于許多金屬，乙酸是有腐蝕性的，例如鐵、鎂和鋅，反應生成氫氣和金屬乙酸鹽。因為鋁在空氣中表面會形成氧化鋁保護層，所以鋁制容器能用來運輸乙酸。金屬的乙酸鹽也可以用乙酸和相應的堿性物質反應，比如最著名的例子：小蘇打與醋的反應。除了醋酸鉻（II），幾乎所有的醋酸鹽能溶于水。Mg（s）+ 2 CH3COOH（aq） (CH3COO)2Mg(aq) + H2（g）NaHCO3（s）+ CH3COOH(aq) CH3COONa(aq) + CO2(g) + H2O（l）乙酸能發(fā)生普通羧酸的典型化學反應，特別注意的是，可以還原生成乙醇，通過親核取代機理生成乙酰氯，也可以雙分子脫水生成酸酐。同樣，乙酸也可以成酯或氨基化合物。如乙酸可以與乙醇在濃硫酸存在并加熱的條件下生成乙酸乙酯（本反應為可逆反應，反應類型屬于取代反應中的酯化反應）。CH3COOH + CH3CH2OH CH3COOCH2CH3 + H2O 第3章 貯罐的選材、型號、安裝方式及安全附件3.1、苯乙烯3.1.1、貯罐的選材壓力容器使用的鋼材品種很多，有鋼板、鋼管、鑄鍛件、各種型鋼等。根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范6.2.1 儲罐應采用鋼罐。其中鋼板，是制造儲罐的主要材料，按其軋制方式，有冷軋薄板和熱軋厚板；按材料種類，有碳素鋼板、低合金鋼板、高合金鋼板、不銹鋼與碳鋼或低合金鋼以及銅、鋁、鈦等有色金屬。 鋼材的品種繁多，鋼結構中采用的鋼材主要有二類。一類是碳素結構鋼。根據(jù)現(xiàn)行的國家標準碳素結構鋼(GB700)的規(guī)定，碳素結構鋼的牌號由代表屈服點的字母Q、屈服點的數(shù)值（N/mm2）、質量等級符號和脫氧方法符號等四個部分按順序組成。碳素結構鋼分為Q195、Q215、Q235、Q255和Q275等五種，屈服強度越大，其含碳量、強度和硬度越大，塑性越低。其中Q235在使用、加工和焊接方面的性能都比較好，是鋼結構常用鋼材之一。 低合金鋼交貨時供方應提供屈服強度、極限強度、伸長率和冷彎試驗等力學性能質保；還要提供碳、錳、硅、硫、磷、釩、鋁和鐵等化學成分含量的質保。低合金鋼是指在煉鋼過程中添加一種或幾種少量合金元素，其總量低于5的鋼材。低合金鋼因含有合金元素而具有較高的強度。根據(jù)現(xiàn)行國家標準低合金高強度結構鋼(GBT/l591)的規(guī)定，其牌號與碳素結構鋼牌號的表示方法相同，常用的低合金鋼有Q345、Q390、Q420等。鋼材選用的原則應既能使結構安全可靠和滿足使用要求，又要最大可能節(jié)約鋼材和降低造價。為保證承重結構的承載力和防止在一定條件下可能出現(xiàn)的脆性破壞，應綜合考慮下列因素，選用合適的鋼材牌號和材性。根據(jù)GB150-2011固定式壓力容器 中4.1.14 非壓力容器專用碳素鋼板（Q235B 和Q235C ）的使用規(guī)定見附錄D 。其中，容器的設計壓力小于1.6MPa，容器的設計溫度Q235B為20300 Q235C鋼板是0300。 對于苯乙烯儲罐，由設計壓力為2kPa，可知該儲罐為非壓力容器，對鋼的強度與腐蝕性要求不是很高，可以選用Q235B或Q235C。在使用、加工和焊接方面的性能都比較好，從經(jīng)濟角度考慮，Q235B最適合。3.1.2、型號及安裝方式由于儲存介質的不同，儲罐的形式也是多種多樣的。按大小分類： 100m3 以上為大型儲罐，多為立式儲罐； 100m 3 以下的為小型儲罐，多為臥式儲罐。按結構分類：可分為固定頂儲罐、浮頂儲罐、球形儲罐等。按形式分類：可分為立式儲罐、臥式儲罐等。按用途分類：可分為生產(chǎn)油罐、存儲油罐等。對于結構方面，目前我國使用范圍最廣泛、制作安裝技術最成熟的是拱頂儲罐、浮頂儲罐和臥式儲罐。其中，拱頂儲罐是指罐頂為球冠狀、罐體為圓柱形的一種鋼制容器。拱頂儲罐制造簡單、造價低廉，所以在國內外許多行業(yè)應用最為廣泛，最常用的容積為 1000 -10000m3，目前，國內拱頂儲罐的最大容積已經(jīng)達到 30000m3 。對于苯乙烯儲罐，其規(guī)格為1000m3，為大型儲罐，宜使用立式拱頂儲罐。根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范中6.2.2 儲存甲B、乙A類的液體應選用金屬浮艙式的浮頂或內浮頂罐。對于有特殊要求的物料，可選用其他型式的儲罐。對于有特殊要求的甲B、乙A液體物料，如苯乙烯、酯類、加氫原料等易聚合或易氧化的液體物料，選用固定頂儲罐加氮封儲存也是可行的。對于儲存介質苯乙烯，具有易聚合易燃易爆的性質，可以選用固定頂罐加氮封。根據(jù)GB 50205-2001 鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范、GB50128-2005立式圓筒鋼制儲罐驗收規(guī)范 第四章，儲罐的組裝有基礎檢查、罐底組裝、罐壁組裝、固定頂組裝和附件安裝等。大型立式儲罐主體的安裝方法有正裝法和倒裝法。正裝法是指以罐底為基準平面，罐壁板從底層第一節(jié)開始，逐塊逐節(jié)向上安裝，倒裝法是罐頂為基準平面，先安裝頂圈壁板和罐頂，然后自上而下，逐圈壁板組裝焊接和頂起，交替進行，依次直到底圈壁板安裝完畢，國外施工企業(yè)大多采用正裝法，而國內企業(yè)大多的拱頂罐采用倒裝法。本儲罐安裝方式采用倒裝法。綜合上面所述，1000m3的苯乙烯儲罐一般選擇立式拱頂固定頂罐，并且設氮封裝置。3.1.3、安全附件3.1.3.1、液位報警根據(jù)SHT 3007-2007油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范第5.5.1條：常壓或低壓儲罐應設置液位計、溫度計和高液位報警器。第6.4.2條：液位計、溫度計和壓力表應能就地顯示，并傳送至控制室集中顯示。3.3.1.1 液面計液面計是用來觀察設備內部液面位置的裝置。常見的液面計有板式液面計、玻璃管液面計、浮子式液面計、和磁性液面計4種類型，尤其以玻璃管液面計最為常用。液面計結構有多種型式，其中部分已經(jīng)標準化，最常用的是玻璃管液面計、玻璃板液面計等。根據(jù)壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程的安全要求，主要有以下幾方面：1應根據(jù)壓力容器的介質、最高工作壓力和溫度準確選用。2在安裝使用前，低、中壓容器液面計，應進行15倍液面計公稱壓力的水壓試驗；高壓容器液面計，應進行125倍液面計公稱壓力的水壓試驗。3艷服0以下介質的壓力容器，應選用防霜液面計。4嚴寒地區(qū)室外使用的液面計，應選用夾套型或保溫型結構的液面計。5易燃、毒性程度為極度、高度危害介質的液化氣體壓力容器，應采用板式或自動液面指示計，并應有防止泄漏的保護裝置。6要求液面指示平穩(wěn)的，不應采用浮子(標)式液面計。7液面計應安裝在便于觀察的位置。如液面計的安裝位置不便于觀察，則應增加其他輔助舉措措施。大型壓力容器還應有集中控制的舉措措施和警報裝置。液面計的最高和最低安全液位，應作出顯著的標記。 8壓力容器操縱職員，應加強液面汁的維護治理，常常保持完好和清楚。應對液面計實行按期檢驗軌制，使用單位可根據(jù)運行實際情況，在治理軌制中詳細劃定。 9液面計有下列情況之一的，應休止使用： 超過檢修周期；玻璃板(管)有裂紋、破碎；閥件固死；常常泛起假液位。 10使用放射性同位素料位檢測儀表，應嚴格執(zhí)行國務院發(fā)布的放射性同位素與射線裝置放射防護條例的劃定，采取有效保護措施，防止使用現(xiàn)場放射危害對于1000m3的苯乙烯儲罐，我們可以選用板式或自動液面指示計。3.1.3.1.2 溫度計 利用固體、液體、氣體受溫度的影響而熱脹冷縮等的現(xiàn)象為設計的依據(jù)。有煤油溫度計、酒精溫度計、水銀溫度計、氣體溫度計、電阻溫度計、溫差電偶溫度計、輻射溫度計和光測溫度計、雙金屬溫度計等等等等多種種類供我們選擇。對于苯乙烯液體，我們選用電阻溫度計，它的測量范圍為-260至600左右。完全滿足苯乙烯在儲存過程中能達到的所有要求。3.1.3.1.3 壓力表壓力表種類很多，它不僅有一般（普通）指針指示型，還有數(shù)字型；不僅有常規(guī)型，還有特種型；不僅有接點型，還有遠傳型；不僅有耐振型，還有抗震型；不僅有隔膜型，還有耐腐型。根據(jù)化工自控設計技術規(guī)定，在測量穩(wěn)定壓力時，最大工作壓力不應超過測量上限值的2/3;測量脈動壓力時，最大工作壓力不應超過測量上限值的1/2;測量高壓時，最大工作壓力不應超過測量上限值的3/5。一般被測壓力的最小值應不低于儀表測量上限值的1/3。從而保證儀表的輸出量與輸人量之間的線性關系. 提高儀表測量結果的精確度和靈敏度。對于苯乙烯儲罐，可以選用不銹鋼耐震真空表， 量程范圍:-0.1-6MPa 3.1.3.2、有毒氣體檢測報警儀根據(jù)SH 3063-1999石油、化工企業(yè)氣體檢測報警設計規(guī)范中第 301條：生產(chǎn)或使用可燃氣體的工藝裝置和儲運設施（包括甲類氣體和液化烴、甲B類液體的儲罐區(qū)、裝卸設施、灌裝站等，下同）的2區(qū)內及附加2區(qū)內，應按本規(guī)范設置可燃氣體檢測報警儀。生產(chǎn)或使用有毒氣體的工藝裝置和儲運設施的區(qū)域內，應按本規(guī)范設置有毒氣體檢測報警儀。既屬可燃氣體又屬有毒氣體，只設有毒氣體檢測報警儀，苯乙烯既屬可燃氣體又屬有毒氣體，故只設有毒氣體檢測報警儀。3.1.3.3 避雷針根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范9.2.3 可燃氣體、液化烴、可燃液體的鋼罐必須設防雷接地，并應符合下列規(guī)定： 甲B、乙類可燃液體地上固定頂罐，當頂板厚度小于4mm時，應裝設避雷針、線，其保護范圍應包括整個儲罐。經(jīng)計算，冰醋酸儲罐拱頂壁厚為2.42mm，小于4mm。故要設置避雷針。3.1.3.4 火災報警器 傳統(tǒng)火災探測器主要分感煙、感溫、光輻射三大類。 為克服傳統(tǒng)的電類傳感器的局限性，從上世紀七十年代開始，國際上出現(xiàn)了光纖傳感器。眾所周知，光纖在通信技術中主要用于長距離傳遞信息，但是，光纖不僅可以作為光波的傳播媒質，而且光波在光纖中傳播時表征的特征參量(振幅、相位、電場、位移、轉動)的作用而間接或直接地發(fā)生變化，從而可以將光纖用作傳感元件來探測各種物理量。光纖傳感技術是上個世紀70年代伴隨光纖通信技術的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的、以光波為載體、光纖為媒質，能感知和傳輸外界被測量信號的新型傳感技術。 由于苯乙烯儲罐罐區(qū)為易燃易爆場所，在條件允許的情況下，選用以光柵技術制備的光纖光柵溫度傳感器。3.2 冰醋酸3.2.1 儲罐選材根據(jù)石油化工設計防火規(guī)范第6.2.1條：儲罐應采用鋼罐?；ぴO備設計全書-2006版中規(guī)定，儲罐用材可分為碳鋼（碳素鋼和低合金鋼）、不銹鋼、鋁及合金等，儲罐用材的基本要求是強度、可焊性、夏比沖擊功和耐腐蝕性等。(1) 采用的材料應保證工藝要求,