4ⅹ1000m3环己烷储罐区安全设计.docx

设计题目4ⅹ1000m3环己烷储罐区安全设计第1章储罐选型及尺寸设计1.1储罐选择1.1.1 环己烷的理化性质:环己烷，别名六氢化苯，为无色有刺激性气味的液体。不溶于水，溶于多数有机溶剂。极易燃烧。一般用作一般溶剂、色谱分析标准物质及用于有机合成，可在树脂、涂料、脂肪、石蜡油类中应用，还可制备环己醇和环己酮等有机物。表1-1 环己烷性质一览表参数数值参数数值熔点/℃6.5蒸气压/kPa13.098相对分子质量84.16爆炸上限/V%8.4液体密度(水=1)0.78爆炸下限/V%1.2沸点/℃80.7临界温度/℃280.4燃点/℃245临界压力/MPa4.05闪点/℃-16.5燃烧热/(kJ·mol-1)3916.1　环己烷极易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂接触发生强烈反应，甚至引起燃烧。在火场中，受热的容器有爆炸危险。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。1.1.2 储罐选型储罐种类是按照几何形状来划分的，按几何形状可分为五大类，即立式筒形储罐、卧式圆筒形储罐、球形储罐、双曲线储罐和悬链式储罐。其中后两者已被淘汰。立式圆筒形储罐按其罐顶结构可分为固定顶储罐和浮顶储罐两种类型。浮顶储罐可分为浮顶储罐和内浮顶储罐。[3]液体化学品储罐的选型要根据该物料的火灾危险性类别来决定。类别划分参照《建筑设计防火规范》（GB50016—2006）和《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）。[1][2]一般情况下，当物料的闪点≤28℃，其火灾的危险性属于甲B类。也就是说该物料由于在常温下其易燃性、易挥发性、发生火灾的危险性很大，必须选用储存损耗很少的内浮顶储罐。环己烷闪点(℃)：-16.5，故选用内浮顶储罐；设计温度——0℃-50℃；设计压力——常压，即-0.49kpa—1.96kpa；环己烷一般条件下无腐蚀性。1.2储罐设计1.2.1 壁厚设计设计储罐壁厚应采用下列公式计算[5]：（1-1）（1-2）（1-3）根据文献[4]查表得，公称容积为1000的内浮顶储罐，计算容积为1140，储罐内径为11.5m ，罐壁高度12m ，拱顶高度1.254m ，总高13.254m；罐壁厚度为底圈7mm，二三四五六七圈，6mm；Q235-A，F ：使用温度大于-20℃，许用最大板厚为8mm，=375mpa, =235mpa, =157mpa 。考虑储罐的使用条件，材料的焊接性能，加工制造以及经济的合理性，选择Q235-A，F钢作为储罐罐壁的材料。1.2.2 加强圈计算在风荷载作用下，罐壁筒体应进行稳定性校核，防止储罐被风吹瘪。判断储罐的侧压稳定条件为：（1-4）式中：——为罐壁许用临界压力，pa；——为设计外压，pa。当时，就可以认为罐壁具备了足够的抗风能力；反之，则罐壁需设置加强圈以提高储罐的抗外压能力。储罐的临界压力计算公式是根据薄壁短圆筒在外压作用下的临界压力公式得到的[5]：（1-5）E=192（1-6）——圆筒壁厚，m；D——圆筒直径，m；L——圆筒长度，m。经计算，=9.37罐壁的设计外压用下式表示，即：（1-7）对于内浮顶储罐，实验结果=1.0，q=0，则罐壁的设计外压计算为：（1-8）取=1.0，=0.40经计算：=900pa（1-9）因为，所以不用设置加强圈。1.3附件1.通气孔：内浮顶储罐由于内浮盘盖住了液面，因此蒸发损失很少，所以罐顶上不设机械呼吸阀和安全阀。但在实用中，浮顶环形间隙或其他附件结合部位仍难免有泄漏之处，为防止气体积聚达到危险程度，在罐顶和罐壁上都开有通气孔。通气孔的规格选则：规格：DN150、型号：GTQ-150、质量：16kg；2.透光孔：透光孔主要用于储罐放空后通风和检修时采光，它安装于固定顶顶盖上，一般可设在储液进出口管上方的位置，与人孔对称布置（方位180°处），其中心距罐壁800~1000mm。透光孔的公称直径一般为DN500。如有两个以上的透光孔时，则透光孔与人孔，清扫孔（或排污孔）的位置尽可能沿圆周均匀布置，便于通风采光。为了开闭安全，透光孔附近的罐顶栏杆需局部加高，局部平台最好用花纹钢板，以便防滑。透光孔的规格选择：规格：DN500、型号：GTG-500C、质量：18kg；3.排污孔：排污孔设置在储罐底部最低位置，放水管可兼做排污管；4.人孔：人孔的数量应根据储罐的大小及维修要求设置。通常在罐顶设一个人孔，在罐壁设一个或多个人孔。人孔应设在方便操作的位置，并避开罐内附件。对内浮顶储罐，在其固定顶上应设置1个DN500或DN600的人孔；在内浮顶上应设置1个DN600的人孔；在内浮顶支撑高度以上及以下的罐壁上各设1个DN600的人孔。5.取样器：以往物料化验分析需要的储液样品是由操作人员从设置在罐顶上的量孔直接手工采集。取样器