河南某顺酐厂区总图设计要点

王会崇

（天津渤化工程有限公司，天津300193）

顺酐是一种重要的化工物料，近年我公司承接了多个正丁烷法生产顺酐项目，本人作为总图工程师规划了多个顺酐厂区。本文将以河南某5万t/a顺酐厂区为例，从装置区的布置、检修、施工及吊装场地、架空电力线路影响、污水处理场四个方面,与大家交流一下在设计过程中遇到的问题。该厂区为正丁烷法生产顺酐，主要原料为正丁烷（火灾危险性类别为甲A类），顺酐装置为甲类装置。本项目属于“两重点一重大”（政府安监部门重点监管的危险化工工艺、重点监管的危险化学品和重大危险源的监管）项目，按照《国家安全监管总局住房城乡建设部关于进一步加强危险化学品建设项目安全设计管理的通知安监总管三[2013]76号》本项目总平面布置需满足《石油化工企业设计防火标准》GB50160相关条文要求。

1 顺酐装置区的布置

顺酐装置一般由鼓风机房、氧化单元、溶剂吸收单元、尾气处理单元、装置储罐、装置变配电所、装置机柜间组成，根据《石油化工企业设计防火标准》GB50160第2.0.12条以上单元构成同一装置——5万t/a顺酐装置（甲类）。5万t顺酐装置与厂区内装置区外相邻建、构筑物的防火间距按照《石油化工企业设计防火标准》GB50160第4.2.12条进行布置，装置内各建、构筑物之间的防火间距按照《石油化工企业设计防火标准》GB50160第5.2.1条及相关规范进行布置。

从节约土地、管道等经济性方面考虑,装置内各建、构筑物最好能集中布置到一个地块内；但从检修、消防要求方面考虑到防止火灾蔓延，减少财产损失等因素，大型装置应用道路将装置内设备、建筑物区进行分割。根据《石油化工企业设计防火标准》GB50160相关规定：5万t/a顺酐装置四周设置环形消防道路，消防道路路面宽度为6m，路面内缘转弯半径为12m，路面上净空高度不低于5m。装置内设置贯通式道路，道路有3个出入口，分别位于东、西、北三个方向，道路的路面宽度为6m，路面上的净空高度不小于4.5m，路面内缘转弯半径为6m。

装置的控制室、变配电所为装置的重要设施布置在装置南侧边缘，位于爆炸危险区范围以外相对安全的区域。装置储罐是为了平衡生产、产品质量检测、或一次性投入而需要的在装置内设置的原料、产品或其他专用储罐，本项目的装置储罐总容积为660m3，集中布置在装置区西北边缘，尽可能地减少影响装置生产的不安全因素，减少灾 害程度。厂区总平面布置见图1。

图1 河南某顺酐厂区总平布置面图

2 装置区检修、施工及吊装场地的布置

总平面布置需要根据检修、施工及吊装的需要布置检修、施工及吊装场地。本项目为满足检修需要在装置区的东北角布置了维修场地，装置罐区、尾气处理单元与溶剂吸收单元之间铺设硬化地面，该硬化地面上空管线净空满足维修车辆通行要求。

氧化单元反应器体积庞大，直径约为6.5m，高度约为9m；反应器内并非空心，而是数千根很细的钢管填充到里面，意味着反应器基本上是实心设备。每台反应器相当于一幢30多m2的三层实心钢楼，体积和质量均很大，无法在工厂加工完成后运送到施工现场，而需要将在工厂加工好的各设备构件运到施工现场，进行现场组装，然后吊装到氧化单元框架内。施工现场需留出足够的材料堆放场地和吊装场地。各构件为钢材，材料堆放荷载大，反应器组装期间及组装完成后吊装前需放置到荷载足够大的地面上，以免地面不均匀沉降导致不方便组装或吊装，甚至设备损坏，为此根据该项目的地质条件，在拟建氧化单元的每个反应器旁边与拟建厂区道路之间留出30m×10m的堆料场，用于堆放设备构件和重载地面用于放置反应器。堆料场内部、堆料场与承重地面之间设置变形缝（见图2）。

图2 堆料场与承重地面平面示意图

堆料场按照重载地面进行设计，由上到下依次为：1）220mm厚的C20细石混凝土，配双层双向Ø8@200钢筋,设置变形缝，缝宽20mm,深30mm,沥青胶泥填缝；2）150mm厚3∶7灰土夯实；3）地基处理：去除回填土中杂物，用二八灰土300mm回填，150mm一层并分层碾压，压实系数不小于0.95。重载地面由结构专业设计基础，由上到下依次为：1）800mm厚C30混凝土内添加15%的毛石基础，周圈配筋；2）100mm厚C15素混凝土垫层；3）用300mm砂夹石换掉原来的老土。以上满足《化工企业总图运输设计规范》GB50489相关要求：施工生产基地应具备施工机械和建筑材料等的运输条件，并宜利用永久性铁路、道路和水运等运输设施和线路。施工用地宜利用厂区空隙地、堆场和卫生防护带。施工用地内不得设置永久性或半永久性的设施。

3 架空电力线路对总图的影响

当化工厂区周围有高压架空线路时，除了满足高压走廊宽度内不得建任何建筑物外，还需满足倒杆距离的要求。该厂区南侧围墙外4.4m处为110kv高压架空电力线路，在进行总图规划时应采取适当的避让措施。《城市电力规划规范》GB/T 50293规定：110kV高压走廊范围为15～25m，高压走廊宽度内不得建任何建筑物；《石油化工企业设计防火标准》GB50160规定：厂区内甲/乙类液体罐组（罐外壁）、甲/乙类工艺装置或设施（最外侧设备外缘或建筑物的最外侧轴线）与架空电力线路（中心线）之间应满足1.5倍塔杆高度，丙类可燃液体罐组、装置或设施的防火间距可按相应甲、乙类的可燃液体罐组、装置或设施的规定减少25%。本项目根据厂区内外的实际情况并综合厂区的总体布置，为节约土地、方便交通运输将成品仓库、成品罐区布置在厂区最南侧，装卸场地边缘至架空电力线路中心线之间满足高压走廊的要求，结合厂外南侧道路为顺酐产品运出的必要通道，总图布置时利用高压线杆的倒杆作为装卸场地及回车场，既满足了倒杆距离的要求又充分利用空间节约了土地(见图1)。

4 污水处理场设计要点

本项目污水处理场由业主委托给污水处理专业厂家进行设计，但总图布置统一考虑。污水处理场设备厂家将污水处理场火灾危险性定义为丁类，但厂家在介绍工艺流程时提到厌氧反应器会产生沼气（甲烷，火灾危险性类别为甲类，密度较空气轻），但量比较小，且该设备为室外设备。考虑到厌氧反应器所产生的气体量较少，为室外设备，空气流通性好，无论从产生气体的量还是积聚效应来讲产生危险的风险都很低，该设备仍定义为丁类设备。厌氧反应器为密闭设备，沼气从设备顶部的通气孔释放出来，设计时将厌氧反应器的气体排放口作为释放源划分防爆分区，将其他建、构筑物均布置在防爆分区外，甲烷较空气轻，防爆分区范围较小。这样即解决了释放甲类气体带来爆炸危险的问题，又相对紧凑的布置了其他的建构筑物，节约了用地。

5 结语

通过对顺酐厂区设计过程中装置区布置、检修、施工及吊装场地、架空电力线路影响、污水处理场等几个设计要点的探索，顺酐厂区的总平面布置除考虑到厂区内部因素（比如检修、施工及吊装要求）外，还应该考虑到厂区外部各因素（比如架空电力线路）对总平面布置的影响；装置区布置应满足消防、检修等各方面的要求；对设备厂家提供的资料（比如污水处理场）一定要仔细核实，弄清生产流程及参与生产的各物料的物理、化学性质，在单体及总平面布置时采取相应的措施。这样综合各影响因素设计出来的厂区总平面更科学、合理。