【设备相关】大型甲醇储罐安全措施设计

甲醇内浮顶储罐设夏季水喷淋系统，配氮封设施，比采用拱顶罐减少物料损失约95％，中国石化总公司将内浮顶罐列为环保、清洁生产设备。另外，由于喷淋水属间接冷却水，受污染少，可循环使用，不会带来新的环境问题。...

1、甲醇内浮顶储罐设夏季水喷淋系统，配氮封设施，比采用拱顶罐减少物料损失约95％，中国石化总公司将内浮顶罐列为环保、清洁生产设备。另外，由于喷淋水属间接冷却水，受污染少，可循环使用，不会带来新的环境问题。

　　2、甲醇储罐连接管线发生泄露后果预测：

在不利气象条件下甲醇浓度达到最低致死浓度86000mg/m3和短时间接触浓度限值50mg/m3的距离分别是23m和2.2km；在典型条件下达到最低致死浓度86000mg/m3和短时间接触浓度限值50mg/m3的距离分别是20m和1.8km甲醇泄露后的影响区域比较大，需要采取有效的控制和管理措施避免甲醇的泄露。另外还需要制定合理的应急预案来确保一旦甲醇泄露后的应对措施。

正常工况，少量的甲醇蒸汽排入全厂火炬系统烧掉。

　3、用内浮顶加氮封比较好，安全且环保，需要注意的是氮封压力的控制要可靠，必要时罐顶可设压控的通大气的快开阀，以保证罐内氮气压力超高时的压力卸放，以策设备安全。退而求其次，也可以采用拱顶加氮封的形式。

4、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。在易泄漏的部位设置固定式可燃气体检测报警器,以随时监测泄漏情况。另外，为了防雷防静电，采取甲醇罐区内的管道、储罐上的导电不连续处采用金属导体跨接，并进行静电接地处理，还有控制物料流速、控制进料方式、防止水等杂质混入甲醇物料等。

　　5、内浮顶储罐的消防措施

化工品种类主要有：醇类（甲醇、乙醇、正丁醇、辛醇、乙二醇、二甘醇）、甲醛、丙酮、丁酮、苯类（苯、甲苯、二甲苯）、溶剂油、酯类（丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、邻苯二甲酸二辛酯），还有苯乙烯、二甲酸甲酰胺等等。储存挥发性大、闪点低的液体，如苯、甲苯、甲醇、乙醇、甲醛、丙酮、丁酮等采用固定拱顶罐，则会在罐内顶部形成一个极易发生爆炸的危险混合气体空间；采用内浮顶罐，由于浮盘与液体介质之间是直接接触，大大减少油气物料蒸发，使浮盘与油罐之间的化工气体浓度得以控制，一方面使爆炸的可能性大为降低，另一方面也能减少对化工库周围环境的污染。因此，选用内浮顶罐储存此类介质比选用拱顶罐安全、清洁。

根据《低倍数泡沫灭火系统设计规范》（下称《低规》）第2．1．2条：对水溶性甲、乙、丙类液体和含氧添加剂含量体积比超过10％的无铅汽油，以及用一套泡沫灭火系统同时保护水溶性和非水溶性甲、乙、丙类液体的，必须选用抗溶性泡沫液。选用抗溶性泡沫液灭火，由于泡沫含大量的水（泡沫中水含量为94-97％），遇到水溶性液体时，这些化工品的分子极性很强，会大量吸收泡沫中的水，使泡沫很快破坏，起不到灭火作用。因此，抗溶性泡沫灭火系统只能设计成液上喷射，不能采用液下喷射，并应采用软施放的供给方式。这对固定顶储罐的消防设计，不存在问题。只要在罐内安装泡沫溜槽或泡沫降落槽等泡沫缓冲装置即可。而对于储存水溶性液体的内浮顶储罐来说，若设置泡沫溜槽或泡沫降落槽，浮盘必须开孔，这样在罐内增加了物料的蒸发面积，浮盘与罐顶之间形成一个易发生爆炸的危险气体空间，从而失去内浮顶罐的意义。因此内浮顶储罐在没有新型的不用破坏内浮顶的泡沫缓冲装置出现之前，暂时只能利用泡沫在罐壁的附着来减缓泡沫的降落速度。

　　在设计时，要解决两个问题：

（1）如何使泡沫在进入罐内后沿罐壁流动？

（2）内浮顶罐在着火时，罐壁受热使泡沫蒸发，形成所谓“气垫层”，使泡沫不能附壁流动。

解决方法是：

（1）在罐内壁泡沫进口处安装泡沫挡板，使泡沫不会因压力而冲向罐中心，而是沿挡板导向罐壁。泡沫附壁流一方面可以减缓泡沫降落速度，另一方面内浮顶罐着火时的燃烧面主要是在周边，泡沫可以迅速覆盖在着火面上。

（2）除罐外壁原有冷却水系统外，在泡沫发生器下端纵向加强冷却，尽量使罐内壁不形成“气垫层”，有效地实施灭火保护。

《低规》第3．2．3条的规定，考虑了由于没有泡沫缓冲装置造成泡沫的破坏，因此增加了泡沫连续供给时间。但现在认为增加泡沫连续供给时间并非最好的解决方法，而应该加大泡沫供给强度。因为两者虽然都是增加泡沫供给量，但增加泡沫供给强度可以在更短的时间内达到灭火需要的泡沫厚度。化工品储罐一般单罐都较小，增加泡沫供给强度是可行的。

储存水溶性液体化工品采用内浮顶罐是目前化工品库的普遍作法。因此抗溶性泡沫消防系统将在实际中使用越来越多，如何更好地解决泡沫混合液的供给强度，供给时间及泡沫的软施放和克服泡沫“气垫层”等问题，具有重要的意义

6、甲醇储罐的消防设计

罐区的消防分为泡沫消防和水消防，本罐区内消防采用半固定式低倍数泡沫灭火系统，选择液上喷射泡沫灭火系统。针对甲醇为水溶性的有机溶剂，普通的空气泡沫与之接触，泡沫中的水分会很快被吸收，泡沫很快消失，灭火困难，因此对于水溶性甲、乙类液体必须选用抗溶性空气泡沫液来扑救火灾，空气泡沫比这些液体轻，能浮在液体表面自由展开，并强韧地覆盖在燃烧液体表面上，形成固体薄膜，该薄膜能有效地防止水溶性有机溶剂吸收泡沫水分，而且有较长时间的稳定性，能耐火焰和高温，从而切断可燃气体与外界空气的接触实施灭火。甲醇罐组选用YEKH-6型抗溶性泡沫灭火剂。甲醇罐组采用移动式消防冷却水系统。着火罐的供水范围为罐周全长，供水强度为0.8L/sm (Φ19mm水枪) ，临近罐的供水范围为罐周半长，供水强度为0.7L/sm，消防冷却水的延续时间6h。

　7、

1、甲醇罐组采用移动式消防冷却水系统，移动式消防冷却水系统的水源是来自消防车的，很难满足其供水强度和时间；建议设固定式的，除非业主原来就没有消防水系统（管网和泵站）,甲醇罐正运行时没有脱水的问题，污染问题为以下两方面：

其一：罐底板的渗漏。5 P& S; S( N7 L6 _5 x

建议在基础结构上考虑：

1、环墙下设混凝土承台，是基础形成密闭结构，即使有渗漏，不至于进入土壤和地下水。

2、环墙上设检漏孔，与伸入基础砂垫层的检漏管相联，便于及时发现地板渗漏。

其二、来自开罐清罐时的残液和清洗排污。

建议：

1为了尽量减少残液的量，可从排污法内侧（近罐侧）接管线（加阀）连接到罐出料（泵入口）管线上，同时罐底板可以做成斜底或倒锥底。

2、罐四周设排污围堰，汇入排污井，最后进入污水系统进行集中处理。围堰和井口均须高于地坪，以保证污水不至漫溢到雨水系统，也可以避免雨水进入污水系统，造成污水系统不堪重负。

3、考虑加氮封，但费用较高，我拿不定主意啊：甲醇这种甲B类介质，用内浮顶罐或者采用拱顶加氮封的罐形，均已经满足规范了。采用内浮顶加氮封，是有点锦上添花的嫌疑。但是如果后续工艺上或者业主有特殊要求，储存的是近似100%纯度的精甲醇，那么保证储存期间产品品质稳定就必须考虑。加氮封可以有效阻止甲醇因为吸潮造成纯度下降，更不用说在安全环保上带来的好处。而所增加的一次性投资，无非是取消通气窗，增加呼吸阀、氮封调节阀、紧急泄放人孔和一些配管而已.

　8、

1、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。

2、防止静电：甲醇罐区内可能引起燃烧、爆炸的静电火源主要来自物料输送、人员行走、穿脱衣服以及其它物体摩擦产生的静电。因此,与罐区安全设计密切相关的则是防止和减少物料输送产生的静电,其主要内容包括：

(1)控制物料流速：液体物料在管道中的流速越高,接近管壁处的速度梯度就越高,因而产生的静电量也越大；

(2)控制进料方式：甲醇液体经管道进入储罐时应设防冲击档板。如甲醇从顶部进入储罐,进料管应伸至罐底部,距底不大于200ｍｍ,以减少静电产生；

(3)防止水等杂质混入甲醇物料：由于不同物质间的相对运动要产生静电,因此,应尽力防止水等杂质进入物料系统；

(4)管道、储罐等的接地与跨接：静电荷的产生并不危险,实际的危险在于电荷的积聚,一旦储备到足够的能量,就会放电产生火花将可燃气体引燃引爆。

故为了加速静电荷的释放,甲醇罐区内的管道、储罐上的导电不连续处应采用金属导体跨接,并进行静电接地处理。

　9、

其一：罐底板的渗漏。

建议在基础结构上考虑：

1、环墙下设混凝土承台，是基础形成密闭结构，即使有渗漏，不至于进入土壤和地下水。

2、环墙上设检漏孔，与伸入基础砂垫层的检漏管相联，便于及时发现地板渗漏。防渗漏更可靠的方法是：沥青砂垫层和细沙层下面加一层完整的HDPE膜覆盖在罐底，开3——4个溢流孔，如果有泄漏，不会渗入地下且能及时发现。罐周围做一圈围堰，渗漏的物料也可以收集。关于氮封和浮顶罐，两项都要，喷淋就用不找了，浮顶罐的挥发非常小。

　10、甲醇贮罐，一般采用如下措施：

1：采用内浮顶，主要为了减少物料的挥发量。由于甲醇吸水性比较大，如果对甲醇的纯度要求比较高，建议增加氮封措施。增加了氮封后，需考虑在罐顶增加呼吸阀，以及防爆人孔。

2：我们设计没有增加水喷淋设施，一般来讲，采用内浮顶，可以不用水喷淋。

3：甲醇为中度毒性介质，而不是剧毒介质，（剧毒一般为极度，高度介质）。

4：其他的措施按乙醇为甲B类介质考虑，如设备接地、可燃有毒气体探测、火灾报警系统、泡沫消防等等。