甲醇罐組的設計

王麗碩

(河北生特瑞工程設計有限公司，河北 石家莊 050000)

甲醇作為一種結構簡單的一元醇，不僅是重要的化工原料，還是性能優良的能源和車用燃料，應用十分廣泛。甲醇罐組成了化工設計的常見問題。由于甲醇易燃易爆，設計時應重點防范火災事故。

1 物質簡介

1.1 理化性質

甲醇，又名羥基甲烷、木醇、木精，CAS號：67-56-1，是結構最簡單的飽和一元醇。分子式CH4O，相對分子質量32，相對密度(水=1)=0.79，相對蒸汽密度(空氣=1)=1.11，熔點為-97.8℃，沸點為64.8℃，閃點為11℃，爆炸上下限分別為44%、5%(體積分數)，屬于甲類可燃液體。

1.2 用途

甲醇作為基本有機原料之一，用途十分廣泛，可用于有機合成，制造甲醛、氯甲烷、甲胺和甲酸甲酯等多種有機產品。還可用作分析試劑，如作溶劑、甲基化試劑、色譜分析試劑。另外，甲醇與異丁烯反應得到甲基叔丁基醚(高辛烷值無鉛汽油添加劑)，是性能優良的能源和車用燃料。

2 儲罐設計

儲罐材質選Q235B。筒體結構設計為圓筒形，制造容易，安裝內件方便，承壓能力較好。橢圓形封頭，結構由橢圓形封頭和一直筒段筒體組成。根據石化規，儲存甲B、乙A類的液體應選用金屬浮艙式的浮頂或內浮頂罐。由于甲醇易揮發，因此選擇內浮頂罐，由于外界環境溫差變化導致部分甲醇揮發，揮發出來的甲醇氣體熱漲冷縮，浮盤隨之上升下降，從而維持儲罐內壓力恒定。同時可減少由揮發造成的物料損失。儲罐放空口需加阻火器，放空管道做成向下U型彎防止雨淋。

3 罐組設計

3.1 圍堤設計

對于內浮頂罐，相鄰儲罐防護間距應大于等于0.4倍儲罐直徑，罐組應設防火堤，防護堤內的有效容積不應小于罐組內1個最大儲罐的容積，若設置事故存液池時，防護堤內的有效容積不應小于罐組內1個最大儲罐容積的一半。立式儲罐至防火堤內堤腳線的距離不應小于儲罐壁高度的一半[1]。通常設1.2 m高圍堤，隔堤高0.6 m。圍堤上需設踏步，方便操作人員進出。

根據安監總管三〔2014〕68號文，可燃液體儲罐按單罐單堤的要求設置防火堤或隔堤。因此，罐組圍堤內設隔堤，將每個儲罐分開布置。隔堤內有效容積不應小于隔堤內1個最大儲罐容積的十分之一?？扇家后w的儲罐基礎、防火隔、隔堤及管架等，均應采用不燃燒材料。防火堤的耐火極限不得小于3 h[1]。每個隔堤內設集水坑，罐組地面向集水坑找坡，接排水管道至廠區雨水管網和事故水管網。地面需做防滲處理。

3.2 儀表設計

甲醇屬于國家首批重點監管的危險化學品，根據規范甲醇的臨界儲存量為500 t[2]，罐組甲醇的儲存量超過500 t即構成重大危險源，儀表控制需要設安全儀表控制系統。因此，建議將每個甲醇儲罐設兩個遠傳液位計，儲罐進出料管道加自動切斷閥，液位高高位聯鎖關閉進料切斷閥同時停泵，液位低低位聯鎖關閉出料切斷閥同時停出料泵(工藝不允許的另外考慮)，分別接至DCS系統和SIS系統。提高安全控制等級。同時，每個儲罐安裝遠傳溫度計，信號接至控制室，監控儲罐溫度，防止儲罐溫度過高發生事故。

由于甲醇氣體可燃，工藝設備、管道及儀表等的連接處均做密封處理，防止甲醇液體泄漏、揮發。同時在罐組內設可燃氣體檢測器，一旦儲罐或閥門等發生泄漏，空氣中會集聚大量甲醇氣體，達到檢測濃度值，可燃氣體檢測器立即報警，通知廠區人員采取相應措施，防止火災或爆炸事故的發生。

3.3 給排水和消防

根據《化工企業安全衛生設計規定》，在有毒性危害的作業環境中，應設計必要的淋洗器、洗眼器等衛生防護設施，其服務半徑小于15 m。并根據作業特點和防護要求，配置事故柜、急救箱和個人防護用品。洗眼器應放在罐組踏步附件，方便操作人員接觸到甲醇介質時，快速到達洗眼器進行沖洗。洗眼器供水管道注意保溫，防止冬天管道凍裂。

由于甲醇易燃易爆，一旦發生火災事故，滅火設施顯得尤

為重要，因此需要布置適當數量的滅火器，由水專業人員根據罐組甲醇儲罐的容積，確定滅火器的位置和數量。每個儲罐設消防冷卻噴淋。消防管網安裝完畢后，應對其進行強度試驗、沖洗和嚴密性試驗。

3.4 防雷防靜電

3.4.1 防雷接地措施

雷擊能破壞設備，導致火災和爆炸事故的發生。因此甲醇儲罐需采取防雷接地措施。甲醇儲罐均為金屬罐，罐壁厚均大于4 mm，放空管裝設阻火器，可利用自身放空管和罐體做接閃器[3]，罐組儲罐接地點不少于兩點，接地點沿設備周長均勻布置，并與罐組接地網連接。設備及其管線均應接地，即與保護線PE連接。防雷裝置應定期進行檢查和預防性實驗；接閃器及引下線等如腐蝕30%以上，應立即更換；所有設備及電氣裝置，其金屬外殼和框架均應可靠接地。

3.4.2 防靜電措施

按《爆炸危險環境電力裝置設計規范》的規定，在爆炸危險環境內，電氣設備的級別和組別不得低于爆炸性介質的級別和組別，配備防爆工具。甲醇罐組的電氣設備應配備防爆型，級別組別不低于ⅡAT2。

所有正常情況下不帶電的電氣設備的金屬外殼、構架及穿線鋼管等均可靠接地，以防止靜電積聚、放電而出現爆炸危險。所有金屬工藝設備、管線及管件等均就近與接地裝置相連接。依據規范，平行敷設的金屬管道、構架、電纜金屬外皮等，相互間凈距小于100 mm時，每隔20 m用聚氯乙烯軟銅線BVR6跨接一次，交叉凈距小于100 mm時，交叉處也用金屬線BVR6跨接[4]。所有金屬管的首尾、轉彎處和直線段每隔100 m接地一次。輸送甲醇的管道、法蘭采用多股銅線跨接。

根據規范，甲醇罐區為爆炸危險區域，在爆炸危險區域主要出入口設置人體靜電導除裝置，并與全廠接地系統可靠連接。在甲醇罐區出入口，設置人體靜電導出裝置，采用導電性能良好的金屬材質，與接地系統可靠相連。

4 小結

由于甲醇屬于易燃易爆介質,在進行罐組設計時需嚴格按照規范確定儲罐間距，防火堤、儲罐基礎等采用耐火材料，采用自動控制系統監控液位，配備消防設施，采取防雷防靜電措施，防止火災事故的發生。