甲醇罐组的设计

王丽硕

(河北生特瑞工程设计有限公司，河北 石家庄 050000)

甲醇作为一种结构简单的一元醇，不仅是重要的化工原料，还是性能优良的能源和车用燃料，应用十分广泛。甲醇罐组成了化工设计的常见问题。由于甲醇易燃易爆，设计时应重点防范火灾事故。

1 物质简介

1.1 理化性质

甲醇，又名羟基甲烷、木醇、木精，CAS号：67-56-1，是结构最简单的饱和一元醇。分子式CH4O，相对分子质量32，相对密度(水=1)=0.79，相对蒸汽密度(空气=1)=1.11，熔点为-97.8℃，沸点为64.8℃，闪点为11℃，爆炸上下限分别为44%、5%(体积分数)，属于甲类可燃液体。

1.2 用途

甲醇作为基本有机原料之一，用途十分广泛，可用于有机合成，制造甲醛、氯甲烷、甲胺和甲酸甲酯等多种有机产品。还可用作分析试剂，如作溶剂、甲基化试剂、色谱分析试剂。另外，甲醇与异丁烯反应得到甲基叔丁基醚(高辛烷值无铅汽油添加剂)，是性能优良的能源和车用燃料。

2 储罐设计

储罐材质选Q235B。筒体结构设计为圆筒形，制造容易，安装内件方便，承压能力较好。椭圆形封头，结构由椭圆形封头和一直筒段筒体组成。根据石化规，储存甲B、乙A类的液体应选用金属浮舱式的浮顶或内浮顶罐。由于甲醇易挥发，因此选择内浮顶罐，由于外界环境温差变化导致部分甲醇挥发，挥发出来的甲醇气体热涨冷缩，浮盘随之上升下降，从而维持储罐内压力恒定。同时可减少由挥发造成的物料损失。储罐放空口需加阻火器，放空管道做成向下U型弯防止雨淋。

3 罐组设计

3.1 围堤设计

对于内浮顶罐，相邻储罐防护间距应大于等于0.4倍储罐直径，罐组应设防火堤，防护堤内的有效容积不应小于罐组内1个最大储罐的容积，若设置事故存液池时，防护堤内的有效容积不应小于罐组内1个最大储罐容积的一半。立式储罐至防火堤内堤脚线的距离不应小于储罐壁高度的一半[1]。通常设1.2 m高围堤，隔堤高0.6 m。围堤上需设踏步，方便操作人员进出。

根据安监总管三〔2014〕68号文，可燃液体储罐按单罐单堤的要求设置防火堤或隔堤。因此，罐组围堤内设隔堤，将每个储罐分开布置。隔堤内有效容积不应小于隔堤内1个最大储罐容积的十分之一。可燃液体的储罐基础、防火隔、隔堤及管架等，均应采用不燃烧材料。防火堤的耐火极限不得小于3 h[1]。每个隔堤内设集水坑，罐组地面向集水坑找坡，接排水管道至厂区雨水管网和事故水管网。地面需做防渗处理。

3.2 仪表设计

甲醇属于国家首批重点监管的危险化学品，根据规范甲醇的临界储存量为500 t[2]，罐组甲醇的储存量超过500 t即构成重大危险源，仪表控制需要设安全仪表控制系统。因此，建议将每个甲醇储罐设两个远传液位计，储罐进出料管道加自动切断阀，液位高高位联锁关闭进料切断阀同时停泵，液位低低位联锁关闭出料切断阀同时停出料泵(工艺不允许的另外考虑)，分别接至DCS系统和SIS系统。提高安全控制等级。同时，每个储罐安装远传温度计，信号接至控制室，监控储罐温度，防止储罐温度过高发生事故。

由于甲醇气体可燃，工艺设备、管道及仪表等的连接处均做密封处理，防止甲醇液体泄漏、挥发。同时在罐组内设可燃气体检测器，一旦储罐或阀门等发生泄漏，空气中会集聚大量甲醇气体，达到检测浓度值，可燃气体检测器立即报警，通知厂区人员采取相应措施，防止火灾或爆炸事故的发生。

3.3 给排水和消防

根据《化工企业安全卫生设计规定》，在有毒性危害的作业环境中，应设计必要的淋洗器、洗眼器等卫生防护设施，其服务半径小于15 m。并根据作业特点和防护要求，配置事故柜、急救箱和个人防护用品。洗眼器应放在罐组踏步附件，方便操作人员接触到甲醇介质时，快速到达洗眼器进行冲洗。洗眼器供水管道注意保温，防止冬天管道冻裂。

由于甲醇易燃易爆，一旦发生火灾事故，灭火设施显得尤

为重要，因此需要布置适当数量的灭火器，由水专业人员根据罐组甲醇储罐的容积，确定灭火器的位置和数量。每个储罐设消防冷却喷淋。消防管网安装完毕后，应对其进行强度试验、冲洗和严密性试验。

3.4 防雷防静电

3.4.1 防雷接地措施

雷击能破坏设备，导致火灾和爆炸事故的发生。因此甲醇储罐需采取防雷接地措施。甲醇储罐均为金属罐，罐壁厚均大于4 mm，放空管装设阻火器，可利用自身放空管和罐体做接闪器[3]，罐组储罐接地点不少于两点，接地点沿设备周长均匀布置，并与罐组接地网连接。设备及其管线均应接地，即与保护线PE连接。防雷装置应定期进行检查和预防性实验；接闪器及引下线等如腐蚀30%以上，应立即更换；所有设备及电气装置，其金属外壳和框架均应可靠接地。

3.4.2 防静电措施

按《爆炸危险环境电力装置设计规范》的规定，在爆炸危险环境内，电气设备的级别和组别不得低于爆炸性介质的级别和组别，配备防爆工具。甲醇罐组的电气设备应配备防爆型，级别组别不低于ⅡAT2。

所有正常情况下不带电的电气设备的金属外壳、构架及穿线钢管等均可靠接地，以防止静电积聚、放电而出现爆炸危险。所有金属工艺设备、管线及管件等均就近与接地装置相连接。依据规范，平行敷设的金属管道、构架、电缆金属外皮等，相互间净距小于100 mm时，每隔20 m用聚氯乙烯软铜线BVR6跨接一次，交叉净距小于100 mm时，交叉处也用金属线BVR6跨接[4]。所有金属管的首尾、转弯处和直线段每隔100 m接地一次。输送甲醇的管道、法兰采用多股铜线跨接。

根据规范，甲醇罐区为爆炸危险区域，在爆炸危险区域主要出入口设置人体静电导除装置，并与全厂接地系统可靠连接。在甲醇罐区出入口，设置人体静电导出装置，采用导电性能良好的金属材质，与接地系统可靠相连。

4 小结

由于甲醇属于易燃易爆介质,在进行罐组设计时需严格按照规范确定储罐间距，防火堤、储罐基础等采用耐火材料，采用自动控制系统监控液位，配备消防设施，采取防雷防静电措施，防止火灾事故的发生。