摘 要

甲酸甲酯是无色有香味的挥发性液体，对呼吸道、眼、鼻及下呼吸道有较强的刺激作用，可引起胸部压抑感，呼吸困难。工作场所最大允许浓度为100ppm（250mg/m³），LD50即Lethal Dose, 50%为1500 mg/kg。甲酸甲酯具有广泛的用途，可直接用作处理菸草、干水果、谷物等的烟薰剂和杀菌剂；也常用作硝化纤维素、醋酸纤维素的溶剂；在医药上，常用作止咳剂美沙芬等药物的合成原料^[24]。甲酸甲酯具有易燃易爆性，闪点为-32℃，与空气混合形成爆炸性蒸汽，爆炸极限为5.9％-20％，蒸汽重于空气（蒸汽密度为2.1），具有很强的扩散传播能力。与氧化剂能发生剧烈反应，在温度升高时能放出有毒烟雾。由于物质的不安全状态或人的不安全行为，致使大量甲酸甲酯泄漏，甚至发生火灾、爆炸和人员中毒事故，造成大量的财产损失及人员伤亡。因此，预防和控制甲酸甲酯储罐区火灾和爆炸事故的发生，对于减少人员伤亡，财产损失，维护社会稳定具有十分重要的意义，开展甲酸甲酯储罐区安全设计与评价工作日益为人们所重视^[25]。本文主要通过查阅大量文献资料，对3600立方甲酸甲酯储罐结构进行设计,主要包括储罐类型、壁厚、高度、直径；储罐间防火间距及储罐与防火提之间的距离；消防通道、消防用水量、消防给水管道、消防水泵、泡沫灭火系统；储罐区爆炸危险的区域范围划分；报警仪；防雷建筑等级、避雷针等方面。此外，本文在设计的基础上对储罐区进行进一步的安全评价工作，所采用的安全评价方法为TNT当量法，以安全评价来优化安全设计。

关键词：甲酸甲酯储罐 结构设计 罐区设计 安全评价

Safety design and evaluation of 3600 cubic methyl formate tank area

Abstract

Methyl formate is colorless scented volatile liquid, the respiratory tract, eyes, nose, and the lower respiratory tract have strong stimulation, can cause chest abdomen, difficulty breathing, workplace maximum allowable concentration to 100 ppm（250mg/m³）, in 2.5 hours under the concentration of one percen. Methyl formate has a wide range of USES, can be used directly for tobacco, dried fruits, grains and other tobacco fumigants and fungicides, also commonly used as nitrocellulose, cellulose acetate solvents, in medicine, commonly used as a cough medicine such as methadone synthetic raw materials. Methyl formate is extremely flammable, flash point for - 32 ℃, can form explosive mixtures with air and steam explosion limit of 5.9 to 20%, steam over the air (steam density 2.1), can spread to quite a distance to ignite the fire vicinity, and the flame propagation. It can react violently with oxidants and release toxic fumes when the temperature rises. Due to the unsafe state of materials or unsafe behavior of people, a large number of methyl formate leakage, even fire, explosion and personnel poisoning accidents, resulting in a large number of property losses and casualties. Therefore, preventing and controlling the occurrence of fire and explosion accidents in the methyl formate storage tank area is of great significance for reducing casualties, property losses and maintaining social stability. Therefore, the safety design and evaluation of the methyl formate storage tank area has attracted increasing attention. This article mainly through the review of a large number of literature, the design of the 3600 cubic methyl formate storage tank structure, mainly including the tank type, wall thickness, height, diameter; fire exit Firefighting water supply, firefighting water supply pipes, firefighting pumps, foam fire extinguishing systems; regional scope of explosion hazards in storage tanks; alarms; lightning protection building grades, lightning rods, etc. In addition, on the basis of the design, this paper carries out further safety evaluation of the tank area. The safety evaluation method adopted is the TNT equivalent method, and the safety design is optimized by the safety evaluation.

Key Words: Methyl formate storage tanks; Structural design; Tank design; Safety assessment

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 概述 1

1.1背景 1

1.2 国内外研究现状 1

第二章 储罐设计 4

2.1 储罐选型选材 4

2.1.1 储罐选型 4

2.1.2 储罐选材 4

2.2 储罐参数设计 5

2.2.1 储罐尺寸设计 5

2.2.2 储罐设计条件 5

2.2.3 储罐壁厚计算 6

2.3 低温储罐结构设计 7

2.3.1 保冷设施 7

2.4 附件 7

2.4.1 液位计及量液孔 7

2.4.2 温度计及密度计 8

2.4.3 人孔 8

2.4.4 透光孔 8

2.4.5 呼吸阀 9

2.4.6 罐顶盘梯和平台 9

2.5 小结 9

第三章 罐区设计 10

3.1 罐区总平面设计 10

3.1.1 储罐布置 10

3.1.2 防火堤设计 10

3.1.3 隔堤设计 12

3.1.4 小结 12

3.2 罐区消防系统设计 13

3.2.1 消防通道设计 13

3.2.2 灭火系统的选择 13

3.2.3 消防冷却用水量的确定 13

3.2.4 给水管道的设计 15

3.2.3 小结 15

3.3 罐区火灾爆炸危险区域划分 15

3.3.1 火灾爆炸危险性划分 15

3.3.2 小结 16

3.4 储罐区可燃气体（蒸汽）报警仪布置 16

3.4.1 爆炸下限与毒性 16

3.4.2 可燃气体（蒸汽）报警仪设置 16

3.4.3 通风装置 17

3.4.4 小结 17

3.5 储罐区的防雷设计 17

3.5.1 防静电设施 17

3.5.2 防雷设施 18

3.5.3 小结 18

第四章 储罐区安全评价 19

4.1 危险有害因素分析 19

4.2池火灾模型分析评价法 19

4.3 有毒气体中毒模型分析法 23

4.4 TNT当量法安全评价 24

4.5 基于安全评价的对策措施 26

第五章 结论与展望 27

5.1 结论 27

5.2 展望 28

参考文献 29

概述

1.1背景

近年来，随着国际和国内经济形势上的转变，我国的化学工业也呈现出稳定的发展势态，在此背景下甲酸甲酯作为碳一化学极其重要的中间体和应用广泛的有机合成原料也呈现出需求量迅速增长的情况。同时我国在多地均建有并且有大量正在建设的甲酸甲酯储存区。甲酸甲酯极易燃，与氧化剂能发生剧烈反应，在温度升高时能放出有毒烟雾。由于物质的不安全状态或人的不安全行为，容易导致甲酸甲酯泄漏，甚至发生火灾、爆炸和人员中毒事故，造成大量的财产损失及人员伤亡。在2013年，某化工有限公司发生一起甲酸甲酯爆炸火灾事故，事故共造成5人死亡，两台储罐损坏，50 m3 原甲酸甲酯产品燃尽，直接经济损失120万元。经过调查本次事故的直接原因是作业人员在罐顶违章进行电焊作业产生的火花引爆了作业罐顶采样孔外溢的甲酸甲酯蒸气，并回火至罐内，造成大罐内的爆炸性气体爆炸。此类储罐事故的层出不穷应使我们深刻认识到其严重性并从中吸取教训，因此，预防和控制甲酸甲酯储罐区火灾和爆炸事故的发生，对于减少人员伤亡，财产损失，维护社会稳定具有十分重要的意义，开展甲酸甲酯储罐区安全设计与评价工作日益为人们所重视。为了提高甲酸甲酯罐区的本质安全以及针对储罐的安全性，必须对甲酸甲酯罐区进行合理有效的设计，并开展安全评价来优化安全设计。

本课题要求根据国家法律法规规范的要求，对3600 m³甲酸甲酯罐区，包括6个甲酸甲酯储罐进行合理设计，并开展安全评价，通过评价结果来优化安全设计，从设计上提高甲酸甲酯罐区的本质安全化水平。

1.2 国内外研究现状

1、甲酸甲酯罐区安全设计