孙 惠，邢铁锋，贺慧宁，章志成

(1.中国空分工程有限公司，浙江 杭州 310000；2.浙江森田新材料有限公司，浙江 金华 321200)

根据GB50016-2008《石油化工企业设计防火规范》[1]定义，丁二烯(21℃时饱和蒸气压245.27kPa)属于液化烃，火灾危险性类别为甲A类。根据GB18218-2009《危险化学品重大危险源辨识》[2]规定，丁二烯的临界量为5t。危险临界量较低，因此丁二烯罐区极易形成重大危险源，容易引发火灾爆炸等恶性事故危害极大。现有部分企业对丁二烯罐区危险认知不够，造成现有安全措施难以满足安全生产需求，造成一些生产事故。譬如：2012年4月台中油五轻丁二烯厂爆炸等事故。本文对丁二烯罐区存在的问题进行分析探讨，分别在各专业采取相应安全技术及安全措施，提高丁二烯罐区整体安全性。

1 丁二烯主要危险特性

1,3-丁二烯(别名联乙烯)，易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。若遇高热，可发生聚合反应，放出大量热量而引起容器破裂和爆炸事故。皮肤直接接触丁二烯可发生灼伤或冻伤[3]。

丁二烯为《关于公布首批重点监管的危险化学品名录的通知》(安监总管三[2011]95号)中的首批重点监管的危险化学品。

2 丁二烯罐区安全设计

2.1 罐区工艺流程

图1 工艺流程图

工艺流程图详见图1。

丁二烯槽车进入卸车区后，将卸料泵房中的丁二烯压缩机与丁二烯槽车的气相管相连接，物料通过卸料管道送入丁二烯储罐中。

2.2 罐区工艺安全措施

(1)输送丁二烯物料的管道采用管道密闭输送。管道的连接采用焊接，管道与设备、阀门采用法兰连接，减少跑冒滴漏的发生。

(2)丁二烯储罐及管路在使用前使用氮气吹扫，进出料管路采用双阀切断并采用金属软管柔性连接。

(3)丁二烯装卸车采用液下装卸方式。

(4)本项目丁二烯罐区采用5只180 m3的卧式椭圆双封头碳钢储罐，其中1只为应急罐。当常用储罐中发生温度、压力升高有自聚失控风险时，通过丁二烯卸料泵进行紧急转料储存至应急罐，常用储罐顶部安全阀起跳后丁二烯工艺气体转入应急罐。

(5)根据丁二烯遇高热，可发生聚合反应导致容器管道破裂的特性，要求储存温度在20℃左右。储罐采用内盘管通7℃冷冻水的措施进行降温。夏季南方温度较高时，利用设置在钢平台下方的喷淋冷却水对储罐进行冷却。丁二烯储罐设置温度计、液位计、压力计与输送泵及压缩机联锁，当出现温度压力异常的时采取紧急倒罐措施，以快速降低储罐爆炸危险。

(6)丁二烯极易与空气中的氧气发生反应。因此在丁二烯储罐处设置氮封保护措施，保证空气中的氧气与丁二烯隔离，并及时分析阻聚剂含量，当阻聚剂含量较低时及时补充。

(7)根据GB50016-2008《石油化工企业设计防火规范》规定，丁二烯储罐需采用在储罐泄露是的底部注水措施，将丁二烯液面升至水面以上以减少丁二烯的泄露。本项目采用注水泵将消防管网中的消防水进行二次增压[4]，以达到注水目的，并在储罐底部设有DN100双排净阀。

(8)考虑到丁二烯受热易自聚的特性，储罐设置双爆破片及安全阀。安全阀起跳压力分别为0.8MPa及0.84MPa。安全阀出口管路接至事故应急罐，事故应急罐的安全阀管路接至焚烧炉。进出管道上设置安全阀，安全阀起跳压力为0.8MPa，安全阀出口接至焚烧炉。

2.3 设备及管道布置安全措施

图2 设备布置图

设备布置图详见图2。

(1)丁二烯储罐Vn=180m3，φ4000X13000(H)，装填系数0.8。属于Ⅱ类压力容器[5]。储罐间距1500mm，储罐离防火堤间距3200 mm，满足GB50016-2008《石油化工企业设计防火规范》要求。

(2)丁二烯储罐区设置高度为+0.500 m的防火堤。

(3)丁二烯储罐距离压缩机房及泵房间距为35 m，满足GB50016-2008《石油化工企业设计防火规范》要求。

(4)注水泵布置在防火堤之外，以防在出现丁二烯泄露时不受影响及时对丁二烯储罐进行注水。

(5)为保证丁二烯输送泵不气蚀，将丁二烯储罐基础高度设置为+2.200 m。

(6)输送丁二烯物料且管径大于DN50、操作压力大于0.1 MPa的管道属于GC2管道，管道设计、制造、安装、检验需符合符合《压力管道安全技术监察规程-工业管道》TSG D0001-2009的要求。

(7)丁二烯储罐阀门及管件的管道等级采用2.5MPa等级，选用D1222金属缠绕垫片，全螺纹螺柱。符合GB50016-2008《石油化工企业设计防火规范》要求。

2.4 电气专业采用的安全措施

(1)丁二烯储罐组属2区爆炸危险环境，电力装置的设计按《爆炸危险环境电力装置设计规范》(GB50058-2014)和有关规定进行设计。选用防爆操作箱、防爆灯具、开关等防爆电气设备。

(2)罐区设备、钢平台设置可靠的静电接地保护措施。输送管路采用紫铜片法兰跨接导除静电。

(3)丁二烯罐区进出楼梯处设置静电触摸球。

2.5 自控专业采用的安全措施

(1)丁二烯储罐组属于防爆区域，设置可燃气体浓度检测报警器。可燃气体浓度超限时及时发出声光报警，提醒操作人员注意并采取有效措施。

(2)丁二烯储罐设置液位高高限报警联锁关闭卸料压缩机及液位低低限报警联锁关闭输送泵措施。

(3)储罐设置压力高限及高高限报警，当压力超高时发出声光报警，提醒操作人员注意并采取相应措施。

(4)储罐设置温度高限及高高限报警，当温度超高时发出声光报警，提醒操作人员注意并采取相应措施。

(5)丁二烯易燃易爆，储罐区属于爆炸危险区域，区域内的现场仪表防爆等级不低于EXdIIBT4。

(6)丁二烯储罐组设置防爆网络高清红外枪式摄像机，对储罐区进行实时监控，发生异常能够及时处理。

2.6 土建专业采用的安全措施

(1)进出储罐区防火堤的管道采用不燃材料密封。

(2)丁二烯罐区在不同方位上设置台阶进出罐区。

2.7 给排水专业采用的安全措施

(1)丁二烯罐区配置32具4kg磷酸铵盐干粉灭火器及16只灭火器箱。

(2)丁二烯储罐顶部钢平台下方设置消防冷却喷淋设施。

(3)丁二烯储罐区防火堤附近设置3只喷淋洗眼器。

(4)丁二烯罐区防火堤内设置集液坑，防火堤外设置雨污分流阀门井，清污水分流至事故池。

3 结语

丁二烯由于易燃易爆受热易自聚，危险临界存储量较低，极易形成重大危险源，一旦发生事故将造成严重后果。在储存、运输、使用过程中须从各个方面采取一系列的安全措施提升装置的本质安全，从而减少丁二烯生产事故的发生。