某化工储运公司储罐安全设计1.doc

课程设计任务书课题名称化工安全课程设计某化工储运公司安全设计院 （系）城市建设与安全工程学院专 业安全工程姓 名学 号起讫日期指导教师 目录第1章 储罐的设计- 5 -1.1 甲醇储罐的设计- 5 -1.1.1甲醇储罐的选型和选材- 5 -1.1.2甲醇储罐的经济尺寸选择- 6 -1.1.3 甲醇储罐的壁厚设计- 7 -1.1.4罐底设计- 11 -1.1.5 甲醇储罐的罐顶设计- 12 -1.1.6甲醇储罐的安全附件- 14 -1.2 醋酸储罐的设计- 18 -1.2.1醋酸储罐的选型和选材- 18 -1.2.2醋酸储罐经济尺寸的选择- 21 -1.2.3 醋酸储罐的壁厚设计- 21 -1.2.4 醋酸储罐的罐底设计- 21 -1.2.5醋酸储罐的罐顶设计- 22 -1.2.6醋酸储罐的安全附件- 23 -第2章 罐区平面布置- 26 -2.1储罐区平面设计要求- 26 -2.2防火间距的确定- 26 -2.2.1储罐之间防火间距的确定- 26 -2.2.2储罐与防火堤之间防火间距的确定- 27 -2.3防火堤和隔堤尺寸的确定- 28 -2.3.1防火堤长和宽的确定- 28 -2.3.2防火堤高度确定:- 29 -2.3.3隔堤尺寸的确定- 29 -2.4防火堤和隔堤的基础设计- 29 -2.4.1防火堤和隔堤的材料选择- 29 -2.4.2防火堤防火、防腐、防冻涂层要求- 30 -2.4.3防火堤、隔堤上的通道设置- 30 -2.4.4防火堤内的地面设计- 30 -2.5公用设施的布置- 30 -第3章 消防安全设计- 34 -3.1消防通道的具体要求- 34 -3.2消防等级的确定- 35 -3.3灭火剂的选择- 35 -3.4灭火设备的选择- 36 -3.5消防水炮的布置- 38 -3.6消火栓的布置- 38 -3.7消防水池的设计- 38 -第4章 危险性分析及安全措施- 40 -4.1重大危险源辨识- 40 -4.2危险性分析- 41 -4.2.1甲醇危险性分析- 41 -4.2.2.醋酸的危险性分析- 43 -4.2.3.甲醇、醋酸罐区危险性分析- 44 -4.3安全措施- 45 -4.3.1甲醇罐区- 45 -4.3.2醋酸罐区- 48 -4.4事故树分析法的应用- 50 -4.4.1甲醇中毒事故树分析- 50 -4.4.2 罐区火灾事故树分析- 53 -4.5安全管理- 57 -参考文献：- 59 -某化工储运公司安全设计摘要 本文安全设计首先分析了储罐区内的储存物质的物化和危险特性分析，确定储罐的设计参数，以及材料和型号的选择；其次对储罐上的主要构件、安全装进行了设计；然后对化工品储罐区展开了总平面布置，确定了消防间距、消防通道、消防等级、消防设备等消防问题，并对贮罐区物质危险性进行分析，划分火灾危险等级，设计合理的安全设施来预防事故，设计相应的安全对策和职业危害控制措施，最后制定了安全管理制度和应急救援预案。关键词： 储罐设计 消防平面布置 安全措施 应急对策 1、储罐的设计背景及设计要求：本设计背景为：某化工企业需建5000甲醇储罐4只，6只4000醋酸储罐，建设地点位于贮运码头罐区的预留地。另有一层办公室400，检测分析室50，配电房20，污水处理厂200，泵房20，以及一汽车装卸站。当地最小频率风为西北方。设计要求：1、 完成工程的平面布置设计：绘制总平面布置图，书写设计说明书。2、 完成工程的消防安全设计：着重消防通道、消防等级确定，灭火剂（及器材）的选型，防雷电、 静电措施设计。3、 完成工程的安全技术及管理制度设计：a、着重于物质危险性分析及安全卫生措施及管理制度设计；b、着重于储罐、管道及其它相关设备危险性分析及安全附件的选择、安全技术措施及管理制度设计；c、工程相关的其它安全技术设计，如开停车、检修维修及泄漏、火灾、爆炸事故的应急处治技术和方案。4、 如需增加辅助设施，请自行添加设计内容5、 平面布置按照遵循占地面积最小原则第1章 储罐的设计1.1 甲醇储罐的设计1.1.1甲醇储罐的选型和选材一、选型1、甲醇的理化性质： 物质名称甲醇分子式物化特性沸点（）64.8相对密度（水-）0.79饱和蒸气压（KPa）13.33（21.2熔点-97.8蒸气密度（空气=1）111溶解性溶于水、醇、醚等外观与性状无色澄清液体，有刺激性气味，易挥发，易流动。主要用途主要用于制甲醛、香精、染料、医药、防冻剂等。火灾爆炸危险性易燃，蒸气能与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限6.0%36.5%(体积)闪点（）11引燃温度（）385致死量100200ml危险特性易燃，蒸气能与空气形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触能发生化学反应或引起燃烧。在火场中，受热的容器有爆炸危险。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到远的地方，遇明火会引着起回燃。健康危害对中枢神经系统有麻痹作用；对视神经和视网膜有特殊选择作用，引起病变；可致代谢性酸中毒。2 、内浮顶罐的性质 内浮顶罐是在固定顶罐内部再加上一个浮动顶盖，主要由固定顶罐体、内浮盘、密封装置、通气孔、高低液位报警器等组成。这种罐的浮动顶漂浮在储液面上，浮顶与罐壁之间有一环形空间,环形空间中有密封元件。浮顶与密封元件一起构成了储液面上的覆盖层，随着储液上下浮动,使得罐内的储液与大气完全隔开,不受风雨等外界因素的影响，减少了储液储存过程中的蒸发损耗,减少了大气污染，易于保证贮液的质量和安全。因此，内浮顶罐是降低固定顶贮罐物料蒸发损失最安全、最经济、最简便的结构形式，现已广泛用于储存汽油、醛类、醇类、酮类、苯类等易燃易爆易挥发的液体化学品。 内浮顶罐与固定顶罐比较有以下优点: (1)大量减少蒸发损耗。 (2)由于液面上有浮动顶覆盖,储液与空气隔绝,减少空气污染和着火爆炸危险,易于保证储液质量,特别适用于储存高级汽油和喷气燃料以及有毒污染的液体化学品。 (3)易于将己建成固定顶罐改选为内浮顶罐,并取消呼吸阀,阻火器等附件,投资少,经济效益明显。 (4)因有固定顶能有效防止风砂、雨雪或灰尘污染储液,在各种气候条件下保证储液的质量,有“全天候车储罐”之称。 (5)在密封效果相同的情况下，与浮顶罐相比，能进一步降低蒸发损耗，这是由于固定顶盖的遮挡以及固定顶与内浮盘之间的气相层甚至比双盘式浮顶具有更显著的隔热效果。 因此基于以上优点以甲醇的危险性故选用内浮顶罐为宜，从而增加其安全性。二、 选材 储罐用材的选择根据储罐的设计温度、物料的特性、钢材的性能和使用限制，在保证储罐各部分安全、可靠的基础上节省投资的原则。 甲醇储罐为常温常压下使用，甲醇在常温下对金属腐蚀性极小，甲醇在碳钢中的腐蚀速度为0.01-0.05mm/a，所以罐体采用Q235-A钢制造，其含碳量适中，综合性能最好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合。内浮顶由专业厂家生产制造，一般采用18-8不锈钢和铝及铝合金材料制成，对比甲醇在两种材料中的腐蚀情况，采用18-8不锈钢。1.1.2甲醇储罐的经济尺寸选择 贮罐在给定容积的情况下设计，直径和高度尺寸可有不同的组合。只有其中的一种尺寸的材料最省，相应投资最省。按材料最省和按费用最省两种计算贮罐的经济尺寸，在不考虑基础和土地费用的情况下，对小型敞口贮罐和封闭贮罐是完全相同的。计算贮罐经济尺寸见表1。表1-1贮罐经济尺寸储罐经济尺寸罐壁情况储存形式最省材料经济尺寸最省费用经济尺寸等壁厚小型敞口储罐小型封闭储罐不等壁厚大型封闭储罐注：=S1 +S2,。其中。H为贮罐高度；R为贮罐直径；D为贮罐直径(内径)；为材料许用应力；为焊接接头系数；S1为储罐罐顶板厚度； S2为储罐罐底板厚度；C1为贮罐罐壁单位面积平均费用；C2为贮罐罐底单位面积平均费用：C3为储罐罐顶单位面积平均费用。 从表1-1可以看出，对大型封闭贮罐，按材料最省的经济尺寸H=。这实际上把罐顶和罐底都看作同等费用来考虑，而在工程中往往罐顶比罐底费用多。若把罐壁和罐顶费用看作相同的费用，并且分别为罐底费用两倍时，其经济尺寸为H=0.375D (1-1)较为合理。在确定贮罐的设计容积时，贮罐安全高度还应考虑液位的极限波动及消防的要求（贮罐空气泡沫接管到液面之间应留有一定高度，以保证储液面上泡沫覆盖层能有足够厚度）。内浮顶罐的体积公式为： 在充装化工原料和成品是充装系数定位0.9。利用公式（1-1）（1-2）则：1）甲醇储罐高度与直径计算结果为：×D2×H×0.375×D3×0.95000D=26.6m，H=10m所以甲醇储罐的直径为26.6m，高为10.0m。1.1.3 甲醇储罐的壁厚设计设计参数： 表1-2储罐内径：26.6m罐壁高度：10m储罐设计温度：55； 储罐设计压力：常压储液密度：相对密度：0.792许用应力：157MPa腐蚀裕量：2mm 钢板负偏差：0.8mm其他设计参数1）设计压力设计压力是指设定的容器顶部的最高压力。由于甲醇和醋酸的饱和蒸汽压小于常压，设计压力为0.1MPa。2）设计温度设计温度是指容器正常操作时，在相应设计压力下，设定的受压元件的金属温度，甲醇贮罐工作温度为常温。南京地区气温一般在0到40之间，设计温度要大于其最高温度，取55。3）设计寿命压力容器一般寿命为10到20年，设计为15年。4）腐蚀速率甲醇对碳钢腐蚀性不大，约为0.01mm/a，醋酸在316L中能形成钝化膜，所以对合金的腐蚀性很小。5）风载荷P=2.25W=2.25×0.74×0.25=0.420kPa=420Pa为风压高度变化系数, 对于有密集建筑群的大城市，取0.74W 为建罐地区基本风压，根据建筑结构荷载规范，基本风压取值，南京50年一遇风压值为0.25KN/m3。设计考虑储存液体静压力由上至下逐渐增加，且储罐容积>1000立方米，采用不等壁厚。由于甲醇罐直径26.6m，可以采用定点法计算。由GB50341-2003产式圆筒钢制焊接油罐设计规范，壁厚计算公式： （13） （14）式中 储存介质条件下罐壁板的计算厚度（mm） 试水条件下罐壁板的计算厚度（mm） 油罐内径（m） 计算液位高度（m），从所计算的那圈壁板底端到罐壁包边角钢顶部的高度，或到溢流口下沿（有溢流口时）的高度 储液相对密度（取储液与水密度之比） 设计温度下钢板的许用应力（） 常温下钢板的许用应力 焊接接头系数，取=0.9;当标准规定的最低屈服强度大于390时，底圈罐板取=0.85 表1-3 钢板许用应力值计算壁厚分别加至各自附加壁厚的较大值。设计每圈板宽2米，共五块板。取C1=0.8mm，C2=2.0mm从底下开始计数，计算可得：第一层：第二层：第三层：第四层：第五层： 表1-4罐壁最小公称厚度各层圈板厚度为： 表1-5圈板厚度(mm)第一层10第二层9第三层8第四层6第五层6 1.1.4罐底设计 罐底设计的主要依据是：对罐底的结构形式、排板、焊接、联接方法和板厚的要求1、排 扳： 罐底的排版形式根据储罐的大小、控制焊接变形等制造工艺因素决定。对于直径大于或等于12.5m的储罐，罐底外缘受罐壁作用力及边缘力较大，故底板的外周需比中部为厚，宜采用弓形边缘板。如图1-1所示： 图1-12、罐底扳的厚度根据HG 21502.2-92（化工钢制立式圆筒形内浮顶储罐系列标准）查得，中幅板为7mm，边缘板为9mm。1.1.5 甲醇储罐的罐顶设计1、 内浮顶罐浮盘的选择根据不同材料的性质以13.5m浮盘为例，按照国家标准GB50341-2003 «立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范»的要求，在不考虑腐蚀余量的情况下，对其耗材和性能比较。钢浮顶。按照标准要求下盘、上盘及周边钢板选用4.5mm厚，中间隔板选用2.5mm厚，整体重量超过为35t。不锈钢浮顶。不锈钢内浮顶适用性好，耐腐蚀，适用于大多数介质。浮顶盖板选用0.5mm厚，骨架、浮筒用1.2mm厚，13.5m浮盘重量约在9t。铝浮顶。铝浮顶耐腐蚀性较好，整体重量轻，制作方便。盖板选用0.5mm厚铝板，骨架选用2mm厚，浮筒选用1.7mm厚，13.5m浮盘重量约在2.1t。由于重量轻，浮盘运行稳定性好。根据上面的比较，选用铝浮顶的性价比高，经济合理；如必须选用钢浮顶，选用不锈钢材料做内浮顶无论从使用方面，还是价格方面都比选用碳钢浮顶更为合理。内浮盘与罐壁之间的密封通常采用弹性材料密封结构（也叫填料式密封），如图1-2所示，在内浮顶储罐中，密封间隙通常取为150mm，在采用断面宽度230250mm的软泡沫塑料密封块后，密封力约为200N/m。为消除蒸气空间，弹性块应浸入液面一下2050mm，外层橡胶密封应能在使用环境中经久耐用，且不使储液受到污染和色变。为了防止液体的毛细现象，要在橡胶密封袋上压有锯齿。 图1-21罐壁； 2密封胶袋（带锯齿）； 3固定钩板；4软泡沫塑料密封块；5内浮盘内浮盘的直径为：，浮盘板厚为4mm 。因此本设计采用PLZ-26.6/5000 浮盘型号说明：PLZ-/PLZ:铝制内浮盘：储罐内径取26.6米：储罐公称容积取5000立方米內浮顶罐顶中的固定顶设计压力：设计内压：=0设计外压：=+（15）经计算=51.3，则=51.3+0.7=52-固定顶单位面积自重-雪压载荷或附加荷载，取其中较大者，且不小于0.70 我国主要地区50年一遇到雪值地区雪压值地区雪压值北京0.4济南0.3上海0.2青岛0.2南京0.65郑州0.4浮顶罐的罐壁设计外压：（16） =3.375×0.74×0.4=0.999kPa-风压高度变化系数，取0.74-建罐地区的基本风压，内浮顶罐罐壁设计外压：（17） =2.25×0.74×0.4=0.666kPa公式中意义同上取两者较大值：0.999kPa 我国主要地区50年一遇风压值地区风压值地区风压值上海0.55郑州0.45南京0.4洛阳0.4徐州0.35南通0.451.1.6甲醇储罐的安全附件1、氮封 由于环保的理念并且为减少呼吸损耗，此次设计在内浮盘上加氮封，不采用通气孔的方式，这样能减少油气排放造成的空气污染，结构如图2所示。当储罐液面下降压力降低时，向罐内补充氮气，当储罐液面上升压力增加时，停止补充氮气，同时被压缩的氮气从呼吸阀适量排出，从而始终保持罐内的氮气压力微量正压（压力一般在4001000Pa之间）。只有这样才能做到既隔绝空气，又保证储罐不变形。图1-3 氮封2、呼吸阀呼吸阀使罐内空间与大气隔绝，只有罐内压力达到呼吸阀额定呼出正压时，罐内蒸汽才能排出。呼吸阀安装在储罐罐顶的中心部位用以调节储罐的正压或真空度。GFQ-11全天候呼吸阀适用于储存闪点低于28的甲类油品和闪点低于60的乙类油品，如汽油、苯、甲苯、煤油、轻柴油、机油、厚油等油品及性质相同的化工产品储罐，并且耐腐蚀、防静电、耐低温、防冻性能好， 结构简单，易检修，安全方便，所以本设计采用GFQ-11全天候呼吸阀，结构如图1-4所示：图1-4 GFQ-11全天候呼吸阀3、阻火器通过呼吸阀排出的罐内气体，与空气混合后若遇有明火就有产生爆炸和燃烧的可能性，并将危及整个储罐的安全，阻火器能阻止火焰由外部向储罐内混合气体的传播，从而保证储罐的安全。本次设计选用ZGB-II石油储罐阻火器，结构如图1-5所示：图1-5 ZGB-II石油储罐阻火器4、高液位报警器可燃液体的储罐除设置液位计外,还应设高液位报警器（如图1-6所示），防止过量充液造成灾害性事故。 1挡板条；2引流接管；3液位继电器图1-6 高液位报警器5、 静电引出线储罐在装油、卸油或调和时，在油面上会聚集大量静电荷，这些静电荷若不除掉，将会在内浮顶灌与罐之间产生电位差，容易引起火花。为保证安全，至少安装二组静电导线。6、导向防转装置导向管可以兼作量液管，多用于钢制内浮顶罐，铝制内浮顶多采用钢丝绳作为导向防转装置。7、 防雷和防静电接地对于爆炸危险场所,储罐应按规范要求做防雷和防静电接地设计。钢制储罐的防雷接地装置可兼作防静电接地用。其主要作用是使浮顶和储罐保持相等的电位，防止静电的危害，保证储罐安全运转。8、水喷淋装置 如果储存的仅是可燃液体的话，按道理来讲，选用浮顶罐本身就是为减少储罐火灾几率和火灾危险程度而考虑的，因为一旦起火，也只在浮顶与罐壁间的密封装置处燃烧，火势不大，易于扑灭，且大大减低油气损耗和对大气的污染。但甲醇是剧毒、高易燃性（闪点低，只有12.22°C）、极易挥发、易爆的危险品，所以才考虑加氮封，但费用较高，另外，甲醇具有较强的挥发性，温度愈高，挥发性愈强，故设一个夏季水喷淋冷却设施，以减少物料损失，并保证安全。但是由于夏季温度较高，甲醇储罐需安装水喷淋系统，夏季防日晒喷淋冷却的用水量供给强度为3L(minm2)。设计只需考虑使冷却水沿着罐壁均匀地流下，淋湿罐壁，控制罐壁温升即可此装置安装在罐的高度的1/3的位置处。水喷淋个数的计算：根据化工设备设计全书P47页，淋水管的洒水孔径不小于4mm，以防止水垢、灰尘堵塞洒水管。淋水环形管的洒水孔的个数按下列公式定： （18） 式中N-洒水孔数d-洒水孔径,取4mmQ-所需淋水量-流量系数，取0.6-膨胀系数，取1.0-水的单位体积质量，-洒水孔内外面的压差，MPa由规范查得洒水量，则Q=2.5××26.6×10=2089即Q=2089由公式（18）得：N=且水雾喷头的雾化角的雾化角为120度9、 人孔 人孔主要在检修和清除液渣时进入储罐。人孔的公称压力可按储液密度和高度来选择，公称直径一般有DN500、DN600、DN750三种。人孔安装于罐壁第一圈壁板上，其中心距罐底约750mm。本储罐选用DN600的人孔10、 管道与阀门在甲醇罐区的管道安全设计时,工艺物料管道应符合下列基本要求：（1)采用无缝管道,管道之间除必须用法兰或螺纹连接外,其余均应采用焊接;（2)管道应架空或沿地面敷设。必须采用管沟敷设时,应采取措施防止物料在管沟内积聚,并在进、出罐群及建(构)筑物处密封隔离,管沟内的污水应经水封井排入污水管网;(3)管道不得穿越与其无关的建(构)筑物的上方或地下。(4)进、出储罐的主管道根部宜设双重阀门。11、 盘梯 盘梯具有占地面积小、用料省的特点。整个盘梯通过焊于储罐体上的若干个支架与储罐相连接，即盘梯是支撑在支架上的。12、储罐的进出料开口 进料口一般开在储罐壁的下部，出料口一般开在储罐底部，位置一般高于排净口一般采用接管法兰与泵或其它设备连接。 13、温度计 温度计距罐底1.3m，为了保证温度计的准确性，温度计应设置在远离加热的地方，二者水平距离不得小于2m。温度计应设置在距罐底1.3m处。1.2 醋酸储罐的设计1.2.1醋酸储罐的选型和选材一、 选型1、醋酸的理化性质：物质名称醋酸分子式 理化性质性状：无色透明液体，有刺激性酸臭。相对密度（水=1）：1.05 相对密度（空气=1）：2.07 比重：1.049熔点）：16.7 沸点）：118.1辛醇/水分配系数值：-0.310.17饱和蒸气压（KPa）：1.52（20）燃烧热（KJ/mol）：873.7 折射率2.07临界温度）：321.6 临界压力（MPa）：5.78溶解性：溶于水、醚、甘油不溶于二硫化碳最小点火能（mj）：0.62稳定性：稳定危险特性燃烧性：易燃聚合危害：不聚合闪点）：39引燃温度）463禁忌物：碱类、强氧化剂爆炸极限：4.0-17.0燃烧（分解）产物：一氧化碳、二氧化碳易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与铬酸、过氧化钠、硝酸或其他氧化剂接触，有引起爆炸的危险。具有腐蚀性。吸入本品蒸气对鼻、喉和呼吸道有刺激性。对眼镜有强烈刺激作用。 2.12根据石油化工储运系统罐区设计规范醋酸储罐的选用：固定顶储罐 固定顶储罐：按形似可分为，锥顶储罐，拱顶储罐，伞形储罐，网壳顶储罐。拱顶储罐：拱顶储罐的罐顶是一种接近于球形形状的一部分。其结构一般只有自支撑拱顶一种，自支撑拱顶有可分为无加强肋拱顶（容量小于1000立方米），有加强肋拱顶（容量1000-20000立方米）。有加强肋拱顶由46mm薄钢板和加强肋，以及由拱形架和薄钢版构成。自支撑拱顶的荷载靠拱顶板周边支撑与罐壁上。拱顶R=0.81.2D。如图1-7所示： 图1-7二、选材 醋酸是用途最广、最重要的有机酸，也是腐蚀性最强的有机物质之一。醋酸对钢铁的腐蚀严重,生产和使用醋酸的设备一般需要采用价格较高的有色金属和合金。不锈钢在醋酸工业中用途广泛：含钼的超低碳铬镍不锈钢(316型)对醋酸的耐腐蚀最好,也能抗孔蚀，适合于稀醋酸蒸气，以及高温和高于大气压力环境中，也适于一切浓度的醋酸溶液；普通不锈钢比含钼钢耐腐蚀性要差一些。高合金不锈钢在沸点以下一切浓度的醋酸、和热醋酸蒸气中的腐蚀都很轻微，在高温和高浓下比普通不锈钢耐腐蚀性强。因为价格高,通常只使用于高温、高浓醋酸或产品要求高纯度,或者还含有硫酸或其它腐蚀介质等苛刻的环境中。根据以上分析,对于大容积的醋酸储罐应采用含钼不锈钢022Cr17Ni12Mo2（316L）。同时根据耐腐蚀性的情况分析,在常温和纯工业醋酸介质操作工况条件下，如醋酸储存、输送管线、设备和储罐等，采用316L就能完全满足设备和管道的耐腐蚀要求。特殊要求：由于冰醋酸闪点为43,熔点为16.7，而且冰醋酸具有一定的挥发性,能够散发出有刺激性酸臭气味,因而冰醋酸液体储罐在工艺设计上有其特殊的要求:(1)储罐的罐顶应设呼吸阀,主要用于降低常压液体固定顶罐内的挥发性液体蒸气损耗,并用来保护储罐免受超压或真空破坏,还有助于减少有气味的气体向外散发。呼吸阀的上游和通气管上应设阻火器。(2)储罐应设消防用喷淋冷却水系统,罐体和物料管道应设防静电接地。(3)较高凝固点的液体应设加热器间接加热,并设置隔热层。(4)储罐顶部设置氮封系统,使储罐内维持一定的压力(正压),防止储罐内物料与外界气体接触。1.2.2醋酸储罐经济尺寸的选择根据公式（1-1）和（1-2）及充装系数为0.9，则醋酸罐罐高度与直径计算结果为：×D2×H×0.375×D3×0.9=4000D=24.7m，H=9.3m1.2.3 醋酸储罐的壁厚设计 设计参数： 表1-6 储罐内径：24.7m储罐高度：9.3m设计温度：55设计压力：常压相对密度：1.05许用应力：117MPa钢板的负偏差=0.8mm钢板的腐蚀余量=0按照计算甲醇的壁厚计算方法利用公式（1-3）及（1-4）带入设计参数可得醋酸罐壁壁厚（mm）： 表1-7第一层第二层第三层第四层第五层129866（注：醋酸贮罐15<24.7<36，根据表3-3故罐壁最小公称厚度仍不得小于6mm）1.2.4 醋酸储罐的罐底设计 根据化工设备设计全书查明，性能比较好的罐底为倒圆锥形罐底，因此我们也选用此罐底。这种罐底及其基础呈倒圆锥形，中间低，四周高。其罐底坡度按25；随排除污泥杂质，水分的要求高低而定。在罐底中央焊有积液槽，沉降的污泥和存液集中于此，由弯管自上或由下引出排放。其特点如下：1） 液体放净口处于罐底中央。不管日后罐底如何变形，放净口总是处于罐底的最低点，这对排净沉降的杂质，水分，提高存储液体的质量十分有利。2） 因易于清洗，对于燃料储罐，可以不再设置清扫孔。3） 倒圆锥形罐底可以增加储罐容量，储罐直径越大、罐底坡度越陡，所增加的容量越大。4） 因较少形成凹凸变形和较少沉积，可以改善罐底腐蚀状况。5） 罐底受力比较复杂。 倒圆锥形罐底罐底的排板：罐底的排板形式根据储罐的大小、控制焊接变形等制造工艺因素决定。对于直接小于12.5m的储罐，因罐底受力不大，宜按条形排板组焊，图a.对于直径大于或等于12.5的储罐，罐底外缘受罐壁作用力及边缘力较大，故底板的外周需比中部厚，宜采用下图中的图b，对于5000立方米以上的储罐，宜采用图c.2、罐底扳的厚度根据HG 21502.2-92（化工钢制立式圆筒形内浮顶储罐系列标准）查得，中幅板为7mm，边缘板为10mm。1.2.5醋酸储罐的罐顶设计 球面拱顶是立式圆筒形储罐中使用很广泛的一种罐顶形式，常用的容积范围为100-5000。与锥形盖相比，拱顶结构简单，刚性好，能够承受较高的剩余压力（数兆帕），钢材耗量少，但气体空间较一般的锥形顶盖大，制造也比锥形顶盖麻烦一些。储罐的球面拱顶与圆柱形体的连接部分有两种形式，一种是球面拱顶与罐壁之间采用圆弧过渡的结构，如图1-9（a）所示， 它的边缘效应比较小，承压能力较高，通常用于压力储罐，但需要冲压加工成形，施工比较困难；另一种是采用边缘结构件，（如包边角钢等）将球面拱顶与罐壁两部分组焊的结构，如图1-9（b）所示，制造方便，广泛用于储罐内压不大于2000Pa的工况。 图1-9设计内压：其中：（19）K-超载系数，取K=1.2-罐内最大正压，Pa，对常压储罐，=2000Pa-罐顶单位面积自重（按投影面积）， 经计算得 =51.3=因此本装置采用圆弧过渡的结构1.2.6醋酸储罐的安全附件醋酸贮罐的一般附件固定顶储罐宜设置通气管，量油孔，透光孔，人孔，排污阀和放水管。采用气体密封的固定顶罐，还应设置事故泄压设备。储罐附件的设置和数量应符合下列规定：1) 采用气体密封的固定顶罐所选用的事故泄压设备和开启压力应高于通气管的排气压力并小于储罐的设计正压力，事故泄压设备的吸气压力应应低于进气压力并应高于储罐的设计负压力2) 通气管或呼吸阀的通气量，不得小于下列各项的呼出量之和及吸入量之和：3) 液体出罐时的最大出液量所造成的空气吸入量，应按液体最大出液量考虑：4) 液体进罐时的最大进液量所造成的罐内液体蒸气呼出量，当液体的闪点大于45时，应按最大进液量的1.07倍考虑，反之，按2.14倍考虑。5) 因大气最大温降导致罐内气体收缩所造成储罐吸入的空气量和因大气最大温升导致罐内气体膨胀而呼出的气体，储罐热呼吸通气需要量，吸入量（负压）为647.0，呼出量（正压）为472.0.6) 通气管或呼吸阀的规格应按确定的通气量和通气管或呼吸阀的通气量曲线来选定。当缺乏通气量和通气管或呼吸阀的通气量曲线时，可根据相应的规范确定，对于此储罐，进（出）储罐的最大液体量应660，通气管个数为2个。7) 量油孔，透光孔，人孔，排污阀和放水管的个数根据规范可得个数分别为：1，2，2，1，1。8) 事故泄压设备应满足气封管道系统出现故障时保障储罐安全的通气需要，事故泄压设备可直接通向大气。2、醋酸储罐温度控制（主要防止冬天温度过低） 本实用新型所设计的一种储罐温度控制装置，它主要包括储罐，所述的储罐内底部设置有蒸汽盘管，蒸汽盘管的一端为进气口，进气口与蒸汽盘管连接且连接处设置有气动阀，蒸汽盘管的另一端为出气口，储罐内通向储罐外部设置有温度检测仪，温度监测仪与气动阀控制连接。储罐底部设置有蒸汽盘管，通过向蒸汽盘管内通入蒸汽给储罐加热，储罐内设置有温度监测仪，且温度监测仪与气动阀连接设置，使得储罐内温度过高时，气动阀会自动关闭，停止蒸汽的输入，从而降低储罐内的温度，当储罐内的温度低于标准值时，气动阀自动打开，蒸汽重新输入，储罐内温度升高。这种结构设计巧妙，可对储罐内的温度自行控制，无需采用人工控制，方便了储罐内的温度的恒定。 图1-10下面通过实施例结合附图对本实用新型作进一步的描述：如图1-10所示，本实施例描述的储罐温度控制装置，它主要包括储罐1，所述的储罐1内底部设置有蒸汽盘管2,蒸汽盘管2的一端为进气口3，进气口3与蒸汽盘管2连接且连接处设置有气动阀5,蒸汽盘管2的另一端为出气口4，储罐1内通向储罐1外部设置有温度检测仪6,温度监测仪6与气动阀5控制连接。 3、呼吸阀呼吸阀安装在固定顶储罐罐顶的中心部位用以调节储罐的正压或真空度。QHXF-89全天候呼吸阀具有耐腐蚀、防静电、泄漏量小、防冻性能好的优点， 结构简单，易检修，安全方便，所以本设计采用QHXF-89全天候呼吸阀。4、人孔人孔主要在检修和清除液渣时进入储罐。人孔的公称压力可按储液密度和高度来选择，公称直径一般有DN500、DN600、DN750三种。人孔安装于罐壁第一圈壁板上，其中心距罐底约750mm。本储罐选用DN600的人孔。5、透光孔透光孔主要用于储罐放空后通风和检修时采光，它安装于固定顶储罐顶盖上，一般可设在储液进出口管上方的位置，与人孔对称布置（方位处），其距中心壁800-1000mm。透光孔的公称直径一般为DN5006、盘梯盘梯具有占地面积小、用料省的特点。整个盘梯通过焊于储罐体上的若干个支架与储罐相连接，即盘梯是支撑在支架上的。 第2章 罐区平面布置2.1储罐区平面设计要求 本文的设计为甲醇储罐和醋酸储罐区的安全设计，建设地点位于贮运码头罐区的预留地，当地最小频率风为西北风。整个罐区包括贮罐、泵房20m2、配电房20m2、检测分析室50m2、污水处理厂200m2、一汽车装卸站和一层办公室400m2及配套的给排水、供电、消防、污水排放等公用设施。因设计要求只为贮罐区的安全设计，且贮罐区位于大型化工厂中，故不考虑其与周围环境的设计要求，仅考虑贮罐的布置，防火堤的设置，消防措施的设计等方面。 根据石油化工企业设计防火规范(GB50160-2008) 罐区应该布置在工厂的西北侧且与主导风向的接触面积尽量最大。已知厂区的最小频率风为西北风，那么储罐从西南向东北布置，尽量避免出现任一储罐的西北方向也布置有储罐 。将预留地分为4个区，分别为罐区，泵区，办公区，污水处理区。 本次安全设计的储罐四周必须用防火堤围起来，防止泄露的可燃液体扩散。 罐区的储罐只能布置两排。因为储罐成斜线布置，那么储罐周围的防火堤成平行四边形。 罐组内包含甲醇和醋酸储罐，而甲醇与醋酸接触会发生反应，所以在两种储罐间应该设有隔堤，防止泄露时相互反应。2.2防火间距的确定2.2.1储罐之间防火间距的确定 根据石油化工企业设计防火规范(GB50160-2008)表2可知甲醇属于甲B类液体，醋酸属于乙A类液体，其中第6.2.8条规定：罐组内相邻可燃液体地上储罐的防火间距不应小于表6.2.8的规定。表2-1罐组内相邻可燃液体地上储罐的防火间距类别储罐型式固定顶罐浮顶、内浮顶罐卧罐1000m3>1000m3甲B、乙类0.75D0.6D0.4D0.8m丙A类0.4D丙B类2m5m注：1、表中D为相邻较大罐的直径，单罐容积大于1000m3的储罐取直径或高度的较大值；2、可燃液体的低压储罐，其防火间距按固定顶罐考虑所以，本次设计中甲醇罐组内相邻储罐的防火间距为0.4D，醋酸罐组内相邻储罐的防火间距为0.6D。根据石油化工企业设计防火规范(GB50160-2008) 第6.2.10条“两排立式储罐的间距应符合表6.2.8的规定，且不应小于5m；两排直径小于5m的立式储罐及卧式储罐的间距不应小于3m。”本次设计中，该罐区有4台容积为5000m3大型甲醇储罐和6台容积为4000m3大型醋酸储罐。甲醇储罐采用的大型立式内浮顶低温常压储罐，规格为公称D=26.6m，罐高H=10m，且甲醇属于甲B类液体，根据规定甲醇储罐之间的防火间距L1为： L1=0.4D=10.64m因此为方便建设及保证符合防火间距要求，甲醇储罐之间的防火间距取为12m，两排立式储罐之间的间距为12m。醋酸储罐采用的大型立式固定顶低温常压储罐，规格为公称D= 24.7m，罐高H=9.3m，且醋酸属于乙A类液体，根据规定醋酸储罐之间的防火间距L2为： L2=0.6D=14.82m因此为方便建设及保证符合防火间距要求，醋酸储罐之间的防火间距取为