硫酸罐區火災危險性的劃分探討

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(航天長征化學工程股份有限公司蘭州分公司，甘肅 蘭州 730050)

石油化工廠通常設有罐區，用于貯存產品或原料，依據貯存物品的性質、貯罐壓力、貯罐容積、裝卸方式，需要滿足不同的規定，同時還需滿足項目所在地消防和環保等部門的要求。

石油化工裝置的特點多為可燃、易爆、有毒(產品或原料具有可燃、易爆、有毒的特性)。罐區工藝較中間生產線簡單，但由于物品集中存放，發生事故時，造成的危害和損失都很慘重，歷年來罐區已成為事故多發區，為此，國家相關部門制訂了嚴格的設計標準和規范，將隱患杜絕在源頭。硫酸罐區通常儲存的是98%和93%的濃硫酸，但其火災危險性如何確定卻一直存有爭議。因此，探討如何合理地確定濃硫酸的火災危險性，對于化工設計工作具有重要的意義。

1 物品火災危險性的分類原則

根據生產中使用或產生的物質性質及其數量等因素，GB 50016—2014《建筑設計防火規范》第3.1.1將生產的火災危險性劃分為甲、乙、丙、丁、戊五大類，第3.1.3條根據儲存物品本身的火災危險性，參照其生產的火災危險性分類，并吸取倉庫儲存管理經驗及《危險貨物運輸規則》等因素，將儲存物品劃分為甲、乙、丙、丁、戊五大類。而考慮到應用于石油化工企業時，需要確定可能釋放出爆炸性混合物的可燃氣體所在的位置或點(釋放源)，以便據之確定火災和爆炸危險場所的范圍，GB 50160—2008《石油化工企業設計防火規范》按可燃氣體和液化烴、可燃液體對介質的火災危險性進行分類，將可燃氣體劃分為甲、乙類，液化烴、可燃液體細分為甲A、甲B，乙A、乙B，丙A、丙B三大類。

2 標準規范的正確選擇

根據GB 50016—2014《建筑設計防火規范》在1.0.2及條文說明中的標注：對人民防空工程、石油和天然氣工程、石油化工等工程，由于其專業性較強，有些要求比較特殊，特別是其中的工藝防火和生產過程中的本質安全要求部分與一般工業或民用建筑有所不同，當有專門的國家標準時，宜從其規定。故石油化工等工程設計首先應遵循GB 50160—2008《石油化工企業設計防火規范》。兩個規范的分類方法雖然略有不同，但具體內容協調互補，如《建筑設計防火規范》第4部分甲、乙、丙液體儲運的相關規定與《石油化工企業設計防火規范》第6部分儲運設施的相關規定一致且互補。

3 硫酸是否具有火災危險性的討論

硫酸作為一種常用的化工原料，廣泛應用于化學肥料、化工、醫藥、塑料、染料、石油提煉等行業，很多企業將其作為產品或原料，設有罐區，用于硫酸的儲存。硫酸本身不存在爆炸性和易燃性，但由于其氧化性和脫水性，與可燃物接觸時，可能起火。同時，硫酸流經設備或管線時易腐蝕金屬產生氫氣，當氫氣蓄積，并達到爆炸范圍時，遇明火即會發生爆炸。

鐵道部鐵運[2010]105號《關于印發〈鐵路危險貨物辦理站、專用線(專用鐵路)貨運安全設備設施暫行技術條件〉通知》中，第2.35條明確將濃硫酸劃分為易造成火災危險性的不可燃液體(易造成火災危險性的不可燃液體系指液體本身不燃，但遇酸、受熱、撞擊、摩擦以及遇有機物或硫磺等易燃的無機物，易引起燃燒或爆炸的氧化性物質，如濃硫酸、硝酸、雙氧水等)。

GB 18218—2009《危險化學品重大危險源辨識》依據長期地或臨時地生產、加工、使用或儲存危險化學品的臨界量對危險源進行劃分，數量等于或超過臨界量的定為重大危險源(毒性)。硫酸罐區通常貯存的是98%或93%濃硫酸，對于濃硫酸如何確定其危險性目前沒有相關標準，因此在有些地區濃硫酸危險性是按發煙硫酸的臨界量100t來劃分(例如：98%硫酸的相對密度為1.83，充裝系數取0.8～0.9，體積為70m3儲罐可儲存98%硫酸100t)，而絕大多數硫酸罐區的儲量體積大于70m3，儲量超過100t，按發煙硫酸的臨界量確定其危險性，硫酸罐區則劃分為重大危險源(毒性)。對于重大危險源，在項目建設、設計、監管、運營、安全等方面除滿足相關的標準規范外，還必須滿足國家安全監管總局和住房城鄉建設部頒布的〔2013〕76號文和40號文。

雖然在GB 12268—2012《危險貨物品名表》和GB 13690—92《常用危險化學品的分類及標志》中，將硫酸危險性劃分為8類(腐蝕性物質)，但綜上所述，硫酸除了具有強腐蝕性外，在一定條件下也有可能發生燃燒、爆炸，存在火災危險。

4 濃硫酸火災危險性的確定

硫酸罐區通常儲存的是98%和93%的濃硫酸，但其火災危險性如何確定卻一直存有爭議，硫酸的物理化學性質見表1。

表1 硫酸物理化學性質

鐵道部鐵運[2010]105號文第2.35條與GB 50016—2014《建筑設計防火規范》表3.1.3甲類中的第5條完全吻合，有些人依據鐵運[2010]105號文第2.35條將濃硫酸劃分為甲類。但企業從安全角度考慮，硫酸罐區正常情況下不存在遇酸、撞擊、摩擦以及遇有機物或硫磺等易燃的無機物，雖存在日曬升溫，但可依據罐區建設地區的不同采取相應的措施，如在日曬時間長的地區可以對罐體涂刷合格的隔熱涂料或進行隔熱處理等措施，減少日曬升溫，在日曬時間短的地區通常是在罐體上刷瀝青漆或其他涂料進行防腐即可，因此，硫酸罐區火災危險性不考慮甲類。

硫酸的氧化性隨其濃度、溫度變化，硫酸濃度(質量分數)<65%時，呈還原性；濃度在65%～85%之間，低溫下呈還原性，高溫或沸點下呈氧化性；濃度在85%～100%之間，呈氧化性。GB 12268—2012《危險貨物品名表》將硫酸危險性劃分為8類(腐蝕性物質)，并沒有劃為5類(氧化性物)，因此判斷98%和93%硫酸不屬強氧化劑，按GB 50016—2014《建筑設計防火規范》表3.1.1乙類中的第3條，不屬于甲類的氧化劑，將其劃分乙類，故濃硫酸屬于乙類。

有些地區將濃硫酸劃分為丙類，但濃硫酸沒有符合丙類的條件，無法確定。另外，將濃硫酸劃分為丁、戊類的原因是認為其難燃或不燃，但從前面的分析中得出的結論是，在一定條件下硫酸有可能發生燃燒、爆炸，存在火災危險，故將其劃分為丁、戊類是不合理的。

綜上所述，硫酸罐區及裝卸火災危險性通常定為乙類。

5 結語

硫酸不僅具有廣泛的應用，在歷史上更是有“硫酸是化學工業之母”一說，作為一種常用化學物品，其火災危險性應有明確的劃分條件，以便為設計、生產和使用提供確鑿的依據，保證各方在滿足相關標準、規范、安全的前提下，考慮其合理性和經濟性。

[1] GB 50016—2014，建筑設計防火規范[S].

[2] GB 50160—2008，石油化工設計防火規范[S].

[3] GB 12268—20125，危險貨物品名表[S].

[4] GB 18218—2009，危險化學品重大危險源辨識[S].

[5] HG/T 4335.2—2012，酸類物質泄漏的處理處置方法[S].

[6]許萍，張惠娟.淺析硫酸儲罐設計的特點及措施[J].有色金屬設計，2007(01):65-71.