文 献 综 述

此次课程设计的主题为500吨异丁烯贮存工艺安全设计。异丁烯又称2-甲基丙烯，无色气体，属易燃易爆危险化学品，容易聚合，不溶于水，易溶于多数有机溶剂，主要用于制造合成橡胶和用作有机化工原料，其用途非常广泛。随着合成橡胶、聚异丁烯等产业的迅速发展，以及异丁烯新的应用领域不断开发和拓展，近年来全球对异丁烯的需求量持续增长。因此异丁烯的生产与储存就成了我们必须要关注的问题，而本次设计主要研究的是异丁烯贮存工艺的安全设计，异丁烯与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的危险，受热可能发生剧烈的聚合反应，与氧化剂接触猛烈反应。气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。所以异丁烯的贮存有着苛刻的条件。

由于异丁烯本身易燃易爆，因此不论是生产过程，还是运输过程，以及储存过程都是具有重大危险性的，一旦发生事故，对人和物都会造成极大的损失，所以我们对这些过程的研究也是具有一定意义的，不但可以减少事故的发生，更能减少事故的损失，还能体现”安全生产”和”以人为本”的理念。

目前国内聚异丁烯的第一大应用领域是润滑油，主要用于生产润滑油添加剂#8212;聚异丁烯无灰分散剂，以及单独用作二冲程内燃机油或润滑油粘度指数改进剂。同时，国内聚异丁烯用量相对较多的下游产品还有汽油清净分散剂、燃烧性能改进剂等。此外，粘合剂、密封剂、电绝缘材料、食品包装等领域对聚异丁烯的需求也在不断增加。伴随着我国经济的持续平稳发展，近年来我国橡胶产业和聚异丁烯产业发展迅速，并进而拉动高纯度异丁烯消费需求的快速增长。按照化工利用途径来分，直接利用碳四提取的抽余异丁烯，主要用于生产甲基叔丁基醚（MTBE）、叔丁醇、甲基丙烯酸甲脂（MMA）、对叔辛基酚、异戊二烯、聚丁烯、低活性聚异丁烯等；高纯度异丁烯主要用于生产丁基橡胶、高活性聚异丁烯、叔丁胺、甲代烯丙基氯、抗氧剂等。异丁烯的生产主要有两种来源：一为抽余异丁烯，即来源于炼油厂催化裂化装置副产的液化气以及石化企业乙烯裂解装置副产的碳四化合物；二是通过MTBE裂解生产高纯度异丁烯。目前MTBE裂解法和异构化法已经成为世界上生产异丁烯的两种主要的方法。

随着现代化科技的进步，和人民生活水平的提高，人们对环境和自身健康的关注越来越多，对化工生产、运输、储存要求也越来越高。希望厂区尽量不出现在居民区附近，希望生产过程中转化率达到最大，最好是全部转化，实现最多的产率，同时尽量减少废气物的排放；希望储存的时候能够占地面积小，土地利用率高，安全性能稳定可靠。因此人们对化工企业生产和储存的要求也变得更加严格了，异丁烯的贮存需要关注的问题也就更多了。

异丁烯的贮存工艺安全设计首先要分析异丁烯的爆炸危险性；其次是储存异丁烯所用储罐的选型和计算；再次要考虑工厂的选址以及总平面布置；然后考虑储罐区的布置包括防火堤、隔堤等；因为异丁烯易燃易爆，消防问题无疑是我们设计的重点，因此接着就要考虑消防用水量计算以及消防栓的布置，包括储罐的水喷雾冷却系统、消防道路、消防水池、事故池和消火栓的设计，使厂区各项布局更趋合理，更为科学，并满足消防安全要求；由于异丁烯的高危性，必然要用到报警设备，所以必须确定报警仪的选择和分布；由于对于储罐区来说自然灾害也是一种随机性危险源，所以选择雷电为例考虑一下自然灾害对储罐区的危害以及预防；在对异丁烯罐区进行安全设计以后，必须对罐区进行危险源辨识，并提出相应的安全对策措施。

在对异丁烯进行危险性分析的时候，分析出火灾危险性等级为甲级，又综合考虑其他因素，得出结论储罐采用球罐，球罐为大容量、承压的球形储存容器，广泛应用于市政建设、燃气储存、石油、化工、冶金等各种工业生产领域中。它可以用来作为液化石油气、液化天然气、液氧、液氨、液氮、丙烯、丁烯、丙烷、乙烯及其他介质的储存容器。也可以作为压缩气体（空气、氧气、氮气、城市煤气）的储罐。确定为球罐以后还要选择一些必要的安全附件如安全阀、人孔、压力表、温度计、排污孔等。厂区选址方面，要遵循的是厂区必须位于人口密集场所的当地最小频率风向的上风侧。与人口密集的学校、医院等要有一定的安全距离。厂区内的平面布置以占地面积最小，土地利用率最高为原则，通过GB50016#8212;2006《建筑设计防火规范》对厂区内各种必要设施进行合理的布局，包括事故收集池、消防池、消防道路、配电房、办公室、装卸站等。罐区内的布置依据GB50160#8212;2008《石油化工企业设计防火规范》进行布置，首先确定罐与罐之间的防火间距，然后确定罐到防火墙的防火间距，防火堤的高度，必要时还要设置隔堤。消防道路的设计包括路面宽度、环绕形式、以及坡度等。有了消防水池以后，就要计算消防用水量和布置消防栓，根据石化规相关章节对消防用水进行计算，对消防栓进行布置，结合储罐类型为球罐选择的消防系统为水喷雾消防系统。由于异丁烯的高危性，需要在罐区装设报警器，报警器在现场和控制室都必须有警报联通。自然灾害中，以夏季常见多发的雷电为代表进行考虑，对防雷设施进行选择和布置。整个罐区布置包括辅助设施设计完毕以后，需要对整个罐区进行重大危险源辨识，通过系统工程学里的事故树对可能发生的事故进行定量和定性分析，包括最小割（径）集的求取和重要度分析，提出可行性措施，制定安全管理对策。最后针对异丁烯的泄露做一个应急预案，我们的目标是不发生事故，即使发生事故也要将伤害降到最低。

本次设计重点解决的就是异丁烯的安全储存问题。根据所列的设计要点，对异丁烯罐区进行合理的设计，利用事故树（ETA）分析的方法，全面、系统、细致的对整个储罐区贮存过程中可能发生的危险进行分析，找出可能出现的危险因素，制定出完善的应对策略，从而提高系统的安全性。

参考文献