精细化工的特性及防火间距思考

上海工程化学设计院有限公司 上海 200235

1 概述

在《“十一五”化学工业科技发展纲要》中，精细化工已被作为化学工业发展的战略重点之一，从政策和资金上予以重点支持。但令人遗憾的是至今还没有适合精细化工企业的防火设计标准，影响了精细化工产业的健康发展，鉴于现行标准体系不够完善或缺失，为适应新型工业化道路的需要，国家标准委决定组织实施十大重点产业调整和振兴规划相关标准研制的三年计划(2009年起)，并将精细化工列入研制目录之中。在此，笔者结合近期参与《上海化学工业区精细化工项目消防安全技术咨询报告》(以下简称《咨询报告》)工作，着重探讨精细化工的特性及其防火安全间距。

2 精细化工与基本石油化工

化工产品按用途可划分成基本石油化工产品和精细化工产品两大类。

基本石油化工产品一般指基本原料经初级或次级加工得到的大吨位产品，如乙烯、丙烯、苯、甲醇、醋酸、环氧乙烷等，是合成许多重要化工产品的原料或中间体。

精细化工产品指对基本石油化工产品进行深加工而制取的具有特定功能和用途，小批量、多品种、高附加值、技术密集的一类化工产品，为各工业部门广泛应用的辅助材料或人民生活的消费品，如涂料、试剂、医药、功能高分子材料等。

基本石油化工产品和精细化工产品虽同为化工产品，但前者为上游产品，后者为下游深加工产品，精细化工为基本石油化工的延伸，两者具有相同的属性，却又有各自不同的特点。

3 火灾危险属性

火灾危险性取决于生产中使用的原材料或生产过程中的副产物或产品的数量和火灾危险类别。通过分析上海化工园区精细化工项目，其火灾危险性属甲、乙类的占80%。有机精细化工产品绝大多数都是以石油化工产品为基本原料进行深加工，该园区内目前精细化工所需原材料多达500多种，有的产品所需原材料多达数十种，涉及烯、烃、醇、烷、醚、酮、氯、氟、聚氨酯等，有的产品所需辅助材料如试剂、助剂、添加剂、表面活性剂、抗氧化剂等本身就是易燃有机溶剂。此外，有的原料火灾危险类别虽不高，但生产过程中的副产物为甲类或乙类。

通过有关火灾爆炸事故案例分析，精细化工具有与基本石油化工易燃易爆相同属性。笔者认为这是制定精细化工设计防火标准的基本出发点。

4 精细化工的特性

4.1 多品种

精细化工产品呈现多品种的特点，目前精细化工产品已超过10万种，根据原化工部化计字(86)第179号《关于精细化工产品分类的暂行规定》，精细化工产品分为农药、染料、涂料(包括油漆和油墨)及颜料、试剂和高纯物、信息用化学品(包括感光材料、磁性材料等)、食品和饲料添加剂、粘合剂、催化剂和各种助剂、化学药品、日用化学品、功能高分子材料等11大类，如果包括催化剂和各种助剂中细分的类别，合计约30个类别，达2～3万个品种，超过我国化工行业约4万多个产品品种一半以上。

根据对上海化工园区的10多个企业不完全统计，其精细化工产品涵盖医药、农药、染料、涂料、日用化学、试剂、催化剂、助剂、表面活性剂、粘胶剂、阻燃剂、功能性高分子材料等14个门类，达60多个品种。

4.2 小规模

(1) 精细化学品的专用性强，效能高，用量不大，且更新换代快，市场寿命较短。与基本化工的大吨位规模不同，一般呈现小批量生产的特点，如上海化工园区的精细化工企业，年生产规模大部分在千吨级，小的如梯希爱化成工业的试剂仅8t。

(2) 一般精细化工企业设置可燃液体储罐的容量小，如上海化工园区设置甲、乙类液体储罐的企业，单罐储量都不超过200m3，相当于《石油化工企业设计防火规范》中的装置储罐，在现行国家标准《建筑设计防火规范》中可燃液体储罐分组布置的限量规定之内，见表1。

表1 甲、乙类液体原料储罐储量 (m3)

(3)精细化工企业一般占地面积小，根据对上海化工园区的统计,企业占地一般在2～3ha之间，小的1ha以下(如优尔稀聚合物，浦江特种气体)，大的不到5ha(如明尼苏达矿业制造特殊材料，三爱富新材料)，而且均预留有发展用地。

4.3 操作条件温和

与基本石油化工的高温、高压特性相比，精细化工企业生产操作条件温和，如梯希爱化成工业的冷却温度为20～25℃、加热温度上限为150℃；迪氏曼医药化学的反应锅控制温度为64℃；沙提热溶胶操作温度低于150℃，压力为0.6MPa；华东理工大学华昌聚合物的环氧树脂MEF和不饱和树脂UP反应釜控制温度为100℃； 拜耳涂料系统的德士模都L反应温度不高于80℃；德固赛特种化学的聚酰胺及其共混物反应釜导热油温为300℃、干燥温度为120℃；伊立欧化学的反应釜控制温度≤63℃、压力≤0.8MPa，烘房温度为80℃。

4.4 多为复配型、间歇式生产

精细化工生产工艺，大量采用不同剂型和复配技术及其商品化的物理过程，如梯希爱化成工业的有机试剂提纯和结晶工艺；洛德精细化学的粘胶、涂料的溶解、搅拌、磨细度、分散、过滤、包装工艺；优尔稀聚合物胶体混合物的天然乳胶和合成乳胶混合工艺；宁柏迪特种化学的颜料、液体混合剂粉剂(防冻液)的混合搅拌工艺；华东理工华昌聚合物涂料的配制、分散研磨、调漆工艺等均属复配型技术的物理过程；此外，原料药后续制剂生产属物理加工过程。

为了适应小批量、多品种、更新快特点，精细化学品生产采用快进快出的间歇操作，按批次生产方式和反应单元来组织反应设备。为提高设备利用率，一套流程装置可按需求生产、更新换代品种和牌号，如华东理工大学华昌聚合物的环氧树脂MEF和不饱和树脂UP，分别选用5种规格反应釜和6种规格稀释釜，涂料配制3种型号配料罐、沙磨机、调漆罐及两种型号的三辊机；德固赛特种化学的色浆装置为便于清洗及更换品种，采用活动罐生产方式。

4.5 以封闭式厂(库)房建筑为主

精细化工企业多以封闭式厂(库)房建筑形式为主。在上海化工园区除伊立欧化学和三爱富新材料的生产装置为开敞式框架建筑外，其它多为封闭式厂(库)房建筑，且其中相当部分企业的厂房采用多层或联合建筑，如迪氏曼医药化学为一栋3层、面积2449m2的甲类厂房；明尼苏达矿业制造特殊材料丙烯酸酯压敏胶为一栋3层、面积3260m2的甲类厂房；优尔稀聚合物为一座面积2250m2的丙类联合式厂房。

笔者认为，这是制定精细化工设计防火标准的基本立足点。

5 精细化工防火安全间距的思考

5.1 现状

(1)《建筑设计防火规范》(以下简称《建规》)没有明确的规定精细化工企业相邻工厂的防火安全间距；《石油化工企业设计防火规范》(以下简称《石化规》)虽对石油化工企业与不同类企业之间和与同类企业之间的防火间距做了规定，但该规范适用范围是生产、储运各种石油化工产品的炼油厂、石油化工厂、石油化纤厂或其联合组成的工厂，也未明确注明适用于精细化工厂。现以甲、乙类生产火灾危险性工厂为例，如按《石化规》同类企业相邻工厂之间的防火间距不小于40m来确定精细化工相邻工厂之间防火间距，对于小规模、占地少特征的精细化工而言，显然间距过大，浪费土地资源，且难以达到《工业项目建设用地控制指标》有关投资强度、容积率、建筑系数等各项指标要求。

(2)对于精细化工厂平面布置的防火间距，目前一般生产厂房布置参照《建规》，露天化(敞开或半敞开式)布置参照《石化规》。精细化工厂一般独立(或关联)产品生产线在一个封闭式厂房内、或在露天化建筑(敞开式/半敞开式)内布置完成，类似石油化工的装置(单元)，在此以甲类生产火灾危险性为例，厂房建筑之间的防火间距参照《建规》的规定为12m，而露天化建筑之间的防火间距参照《石化规》的规定为30m，两者防火安全间距相去甚远。那么一个既有封闭厂房又有露天化建筑布置的工厂，又该如何确定其防火安全间距呢？由于没有适用规范标准，因此难以界定，致使在工程设计及审查中，存在不同的理解、不同的争议、不同的结果，影响到工程项目建设的进度，甚至影响到工程项目的立项。

通过调查，笔者认为这不仅是上海化工产业园区精细化工项目面临的问题，也是全国各地精细化工园区共同面临的问题，显现出制定精细化工设计防火安全标准的必要性和紧迫性。

5.2 建议

《建规》与《石化规》对防火安全间距考虑的侧重点有所不同。《建规》对厂房建筑防火间距的确定，主要以防热辐射为主，发生火灾后不应由于间距过小，造成火灾向相邻建筑物蔓延，且不能影响消防人员正常的扑救活动，如甲类厂房之间的防火间距规定12m；《石化规》制定防火间距的原则和依据是火灾爆炸危险场所控制范围15m。

鉴于精细化工生产、储存火灾危险性具有与基本石油化工易燃、易爆的相同属性，笔者认为，在借鉴《石化规》在火灾事故状态下一定强度的热辐射、爆炸危险区火灾影响范围控制在厂区围墙内，减少对外部企业或公共设施影响的原则，并参考美国消防协会(NFPA)有关标准后，《咨询报告》建议精细化工相邻企业之间防火安全间距，如其中甲、乙类生产厂房或设施之间不应小于30m，比《石化规》同类企业相邻工厂之间的防火间距的规定减少10m，是能够接受的。

对于工厂平面布置防火间距，鉴于精细化工生产品种众多，现仅根据精细化工企业大部分采用厂(库)房建筑形式并结合精细化工特点，提出参照《建规》确定的原则性意见。

(1)精细化工呈现品种繁多，范围广的特性，对精细化工企业定性明确的同时，应定量界定，如设置液化烃和可燃液体储罐的工厂，应对罐区总容量和单罐容量界定。

(2)产业集聚和园区化建设已成为我国精细化工产业发展趋势，因此除了制定园区内相邻精细化工企业之间防火安全间距外，还应制定出精细化工企业与园区外部相邻企业或公共设施的防火安全间距。

(3)工厂平面布置应根据不同的生产建筑形式，即按厂房之间、厂房与开敞式生产建筑(含半开敞式/全开敞式)之间、开敞式生产建筑(含半开敞式/全开敞式)之间，分别制定防火间距，使设计具有可操作性。

厂房具屋顶及四面墙体围护结构，厂房之间的防火间距参照《建规》制定，如甲类厂房之间不小于12m；厂房与开敞式生产建筑(含半开敞式/全开敞式)之间、开敞式生产建筑(含半开敞式/全开敞式)之间，按火灾爆炸危险控制范围制定，如甲类厂房与半开敞式/全开敞式生产建筑之间不小于15m。

6 结语

(1)我国正面临产业结构调整大好时机，精细化工产业的发展前景广阔，其相关设计防火技术标准的研制正当其时，国家标准委已将精细化工列入标准研制的三年计划中。

(2)最近获悉上海市消防协会为适应上海市精细化工产业发展的需要，正筹备先行编制地方标准《精细化工企业设计防火技术规程》，这是令人高兴的上下合力之举，盼望标准尽早出台，填补空白，促进我国精细化工产业的健康持续发展。