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摘要：本文主要對精細化工定義、特點及化工罐區工藝設計需遵循的原則進行闡述，并從罐區選址、存儲規模和儲罐類型、儲罐布置等方面入手，對化工罐區工藝設計的要點進行分析，希望在實際化工罐區設計中，對設計要點進行有效把控，確保罐區設計更加安全、規范。

關鍵詞：精細化工廠；罐區；工藝設計

對于精細化工廠區而言，罐區在區內主要負責原料、半成品以及成品的儲運工作，在精細化工廠區中發揮著重要作用。罐區平面布置、儲罐選型等工藝實施情況，會影響化工原料、產品等儲運的安全性。因此，對罐區工藝設計要點進行重點管控，確保設計的可靠性具有一定的必要性。

1.精細化工定義、特點及罐區工藝設計原則

（1）定義和特點。精細化工指的是以生產精細化學品為主的工業簡稱，屬于技術密集、綜合性工業[1]。特點為：原料種類比較多，工藝流程復雜，涉及范圍廣（包括農藥、醫藥、化妝品等），化學合成、劑型加工為主要的生產內容。

（2）罐區工藝設計原則。在化工罐區工藝設計環節，為了確保所選擇的儲罐類型、存儲規模以及儲罐布置等更加可靠，應遵循以下原則：其一，經濟性。在罐區位置、儲罐管道以及存儲規模設計環節，應考慮施工材料、占地以及運輸中產生的費用，確保以最少的投資獲取最大的效益。其二，安全性。罐區儲運的安全性作為設計環節需要關注的內容，在罐區消防設施建設、選址以及管道設備選用中，應提前分析建設存在的安全隱患，并制定出相應的應急方案，確保化工原料儲存、輸送的安全性，為施工人員提供安全的作業環境。

2.精細化工廠區罐區的工藝設計要點分析

（1）選擇罐區地址。罐區選址作為設計的首要問題，選擇合適的位置，使化工原料儲運更加便捷，實現運輸成本的節約。因此，在實際設計罐區時，位置的選定需考慮多方面的因素，其一，需對地形、地質以及氣象等因素進行分析，如果罐區建設于低洼地段，在洪澇災害的影響下容易出現一些安全事故；如果所選罐區建設位置承壓能力比較弱，當罐內承重超過其最大限度時，容易導致罐區下沉。其二，應考慮交通、供電等配套條件，通常將罐區建設于供水、供電以及交通便捷的位置，化工污水排放應靠近低洼地帶或污水處理位置，實現罐區污水的合理排放，減少對周圍水源、土壤的污染。其三，需考慮外部環境、環保安全等條件，比如根據罐區實際情況為其改建、擴建預留一定面積，確保罐區內建筑物之間有一定間距，滿足消防要求，且要求罐區地址與生產區、供熱區以及工藝處理區保持合理的距離，滿足安全防火規定。

（2）存儲規模和儲罐類型確定。對于化工企業而言，罐區工藝設計中需要確定存儲的規模、儲罐的容量，在滿足工藝要求的基礎上，盡可能地節約用地，實現成本的控制。通常依據化工廠生產、原料和產品運輸情況來確定罐區存儲規模，需全面考慮化學品儲存天數、穩定性等要求，盡可能地使用大容量的儲罐，使儲罐的個數減少，便于日常管理。一般情況下根據化學品進出罐、加熱要求以及儲罐清理要求等來確定儲罐的數量。同時，由于不同化學原料、產品的性質和特點具有差異性，為了確保儲運的安全性，化學原料和產品性質不發生變化，在罐區工藝設計中，應充分考慮物料特性（揮發性、毒性、腐蝕性等）、存儲溫度等因素，比如在儲存易揮發的化學品時，應選用罐內氣體空間小的內浮頂罐，并根據介質特征采取相應的防曬對策；在儲存甲類液體介質時，為了防止儲罐頂部溫度過高所引發的損耗，需在儲罐外部涂刷合適的防曬產品，減少儲運介質的損耗和對環境的污染，一定程度可以降低儲罐發生火災的幾率；針對酯類、甲醛等易氧化、易聚合的特殊液體介質，應使用固定頂儲罐，且加入適量的氮氣進行密封存儲；對于沸點比較低的化學品時，應選用固定頂儲罐，且采取降溫的方式進行存儲。此外，為了保證儲存介質的質量，減少損耗，應對儲存溫度進行合理控制，比如針對易固化、粘度高的化學品，應采取加熱的方式對其進行儲運；對于特殊的液體存儲介質，應根據介質的特性合理控制存儲溫度。

（3）合理布置儲罐。其一，儲罐布置的要求。油罐基礎布置情況會直接影響其上面油罐是否能夠正常生產，如果油罐地基所出現的不均勻沉降情況比較嚴重，浮頂油罐容易會呈現出橢圓形，對浮頂升降產生負面影響，間接性威脅到油罐的安全性。因此，在建設油罐基礎時，要求其基礎高于設計地坪，通常控制在0.5m，確保沉降后罐底高度高于設計高度，便于罐底污油排空，且不會影響管道的連接，為了防止不均勻下沉情況的出現，要求基礎地質保持均勻，在計算油罐地基最低承載力時，應全面考慮油罐自重及其他重量。其二，為了保證化工儲罐之間、罐區建筑物以及化工廠設施的安全性，應按照廠區整體布局、工藝要求等合理布置儲罐區。在罐區設計中需考慮原罐區與加工裝置、成品罐區與裝車臺以及性質類似的物料罐區等之間的間距，通常對原料罐、成品罐進行成組布置，即同一罐組內的化學品性質大體相同，比如將危險系數高的甲乙類液體設置于同一罐組，將易腐蝕的化學品設置于同一罐組，便于對其進行防腐處理。同時，儲罐布置環節，還應從占地面積方面入手，嘗試將尺寸、形狀等相近的儲罐布置在同一罐組內；對于數量和罐組總容積較小的儲罐，應將不同性質的化學品劃分為一組，以隔堤的方式對物理、化學性質差異較大的化學品進行分割處理，在滿足節約用地要求的同時，便于集中管理各個罐組。

（4）罐區內管線工藝。罐區內管線工藝主要包括單管、雙（多）管及獨立管道系統這幾種布置形式。單管系統指的是同一油罐組2個及以上油罐共用1根管道，如圖1所示。這種布置形式所需的管道較少，建設投資費用相對較少，但這種工藝流程也具有一定缺陷，比如多個油罐共用1根管道，意味著油罐、罐組之間無法進行相互輸轉，若二者之間需要輸轉，需設置臨時管線，在對多個油品進行輸送之前，需將管道清理干凈，防止混油現象發生，并且這種工藝流程無法實現收發油作業的同時進行。該工藝通常應用于單一油品輸送、收發業務量少，且無需進行輸轉操作的油罐區。雙管系統指的是1個及以上油罐共用2根管道，多管系統指的是2個及以上油罐共用2根以上的管道，即針對大宗散裝油品中的單一油品分別設置2根主干道，用于收發油作業，并且各油罐設置2根進出油管，用于進、出油作業，且對進出油管道、閥門作出不同顏色的標記，確保操作的安全性。如圖2所示。其優勢在于同組油罐之間能夠實現相互輸轉，收發油作業可以同時進行，雙管系統在進行輸轉作業時，由于2根管道已被占用，無法開展收發油作業，對于作業量較大的油庫，通常使用3管系統，在滿足罐區油品輸轉的同時，可以進行收發油作業。獨立管道系統指的是任意罐區每個油罐設置獨立的1根管道，如圖3所示。這種工藝形式專管專用、布置清晰等方面具有明顯的優勢，且使用完后無需進行排空，其檢修過程中也不會影響其他油罐的作業。但其建設消耗的材料較多，泵房管組也會增多。該工藝系統主要應用于油庫對潤滑油進行輸送，由于其品種、數量較多，業務量相對較少，能夠達到防止混油的目的。

（5）管線的布置、安裝。其一，在對罐區的管線進行布置、安裝時，需遵循相關要求，尤其是聯合站罐區的管道，其運轉情況、工況組合對罐區管道事故、合理調度等產生直接影響，在對其布置、安裝的過程中，首先在總平面圖上對其分區布置，在滿足熱力、水力等要求的基礎上，盡量縮短供排水管線、油氣、電路等長度，確保線路布置更加美觀、整齊。針對場地內地上和地下線路、供電和通訊線路應將其集中布設于場內道路兩側，防止地上管線、電線等將工藝裝置包圍，盡量避免管線、電線在場區道路交叉。同時，對于主要的油管線，應統一使用伴熱管線，通常根據場區地下水分布情況、土壤性質等來確定管線的敷設方式，比如帶壓的水、油、氣管線通常使用地上架空敷設方式，將管底到地面的距離控制在2m左右，如果泵、換熱器等設備安裝于架空管線下，需根據實際情況調整管底距地面的距離，便于對相關設備安裝、檢修；對于罐區到泵房的管線，通常采取管墩地面敷設，將管道水平間距控制在0.2m以上，并對埋地鋼管采取一定的防腐措施。此外，如果管線敷設越過道路，需對管底高度進行合理控制，通常將其距主道、人行道距離分別控制在4.5m、2.2m。其二，通常在儲罐下方安裝進出管道，特殊工藝要求下，在儲罐上方設置進料管道，比如在儲運易燃液體物料時，應在儲罐上面設置內插管，將其插至儲罐底部2cm處，防止易燃進料產生靜電引發爆炸事件；進出管道通常以管墩形式進行敷設，將管道墩高控制在3cm-5cm之內，目的是節約管墩敷設的成本，便于開展配管作業，防止泵口管道發生氣袋、液袋問題[2]。同時，關于罐組內管道的敷設，為了增強隔堤、防火堤的密封性能，防止管道運行中出現變形、振動等問題，應在隔堤、防火堤周圍敷設罐組內管道，當管道需穿過防火堤時，需預埋套管，且使用阻燃性材料對套管和管道之間進行密封處理；如果罐組內主管道布設比較集中，為了滿足人員通行的需求，應在主管道上方設置剛構式跨橋。此外，在布設儲罐進出口管道時，為了防止儲罐沉降情況的發生，應靈活地對管道布置進行調整，比如在管道進出口位置增加小段金屬軟管，增強進出口管道的柔性，滿足多種化學品儲運需求。

（6）輸油泵站安裝及設計要點。其一，在罐區內安裝泵時，應盡量與吸油液位處靠近，如果所安裝的泵擁有卸油，應盡量靠近碼頭、棧橋，充分發揮其吸入的性能；如果所安裝的泵擁有中轉、付油，需對壓頭進行合理計算，來確定其最佳安裝位置。在選擇泵的進口管道時，根據排除管直徑來確定，使吸入管阻力損失減少，為了防止管道上壁氣體積存，進口管道中心線的高度應高于泵入口中心的高度，并對泵的吸、排管增加支撐，使管道重量、應力得以分散，為了避免雜質進入泵葉輪，應將過濾器安裝于管道泵進口管線上，在保證液流正常通過的同時，適當增加有效過濾面積。此外，泵在具體使用中，其操作程序可以按照普通的離心泵進行操作，如果處于輸送熱油運轉狀態下，需提前對泵進行預熱，將其溫度控制在50℃/h，確保其各部位受熱均勻，將入口壓力控制在2000kPa之內。關于泵的密封維護，若其使用填料進行密封，完全可以按照離心泵的維護方法開展維護工作；若其以機械的方式進行密封，在新安裝的管線上，通常先按照填料密封使用2-3個月，等管道被沖洗干凈后，然后使用機械密封進行運轉；若罐區管線上的泵入口壓力低于800kPa，可使用不平衡型機械密封，若泵入口壓力處于800-4000kPa內，應使用平衡型機械密封，將其斷面的彈簧壓力控制在50-150kPa。其二，罐區在運行過程中會輸送多類型的介質，需要機泵設備輔助其生產工作開展，所以，在泵區設計中應考慮選址、配管等問題。一般情況下應建設露天泵站，要求泵的基礎高度超過0.1m，泵房、泵棚以及泵站內地面高度應超過周圍地平0.2m。如果輸送的介質為液化烴、酸以及堿性液體物料時，應設置泵房、泵棚；對于甲乙類可燃性液體泵房的設計，應避開地面地溝、地坑等位置，在側墻下設置相應的通風裝置，為了保證泵房的安全性，需設置多個疏散門，且要求各個泵房門向外開啟[3]。泵站管線的布設，通常露天泵站、泵棚以及泵房應布設地上管線，通過計算的方式來確定泵吸入管、排出管的直徑，將排氣閥、過濾器分別設置于泵進口閥與泵管線最高點處、泵進口位置，比如對液氨、石油液化氣等介質進行輸送時，應在泵進出口管線處設置排氣閥，將其延伸至放空系統；對易凝結的介質進行輸送時，應設置固定的過濾器，通常在泵入口接口管與切斷閥之間安裝過濾器。此外，還需要對泵進出口管線進行支撐處理，確保施加于泵入口接口管的力在規定范圍內。

（7）儲罐自控設計要點。化工企業罐區所存儲的化學品數量比較大，且部分化學品具有一定的危險性，對儲罐自控設計提出更高的要求。儲罐上的壓力、液位作為重要自控信號，在設計環節應考慮信號傳送到控制室的顯示情況；對于有加熱、冷卻需求的儲罐，在設計中應檢測儲罐內溫度，防止儲罐溫度超過限定溫度，或者采取相應的溫控舉措，比如利用蒸汽內盤管進行加熱的儲罐，應在管壁安裝溫度檢測元件，通過蒸汽調節閥與檢測元件的聯合控制，當儲罐內介質比較低時，通過調節閥將更多蒸汽輸入儲罐內，提高儲罐內溫度；反之，當儲罐內溫度比較高時，應關小或關閉調節閥門，對罐內介質溫度進行合理控制。尤其在儲罐溫度要求高，且儲罐內物料與水相溶的情況下，通過對其溫度控制，防止罐內水沸騰引發安全事故。此外，通過設置自控儀表，便于對罐區控制變量、工藝進行檢測、記錄以及調節，并且通過設置閥門、機泵等對重要參數進行自動控制，促使罐區安全性提高，實現管理的自動化。

（8）其他設計要點。罐區工藝設計中還需要考慮其他要素，比如在罐組內設置排水溝、集水坑，確保罐組內泄漏的物料、雨水等順利排出；如果罐組內的介質具有腐蝕性、毒性，應按照安全噴淋洗眼器，對其服務的半徑進行合理設置，通常將服務的半徑控制在15m之內[4]；為了避免儲罐內物料遭受太陽照射發生質變，應采取一些遮陽措施，比如搭建遮陽棚，將隔熱膠涂刷于儲罐外部，或者對儲罐外部進行噴淋操作。此外，如果儲罐內存儲的物料具有一定的可燃性，應安裝液位報警器或自動切斷、聯鎖進料的設備，以滿足這類物料安全儲運的要求。

3.結束語

化工廠區罐區設計作為一項復雜的工作，對罐區設計的安全性、可靠性等要求比較高。在罐區設計中，應全面分析存儲物料的特性、廠區建設要求等，確定罐區建設的位置，對其進行合理布置。對于設計人員而言，應全面掌握化工罐區設計標準、技術等，對罐區設計要點進行重點把控，確保化工罐區穩定、安全運行。

作者：賈朝策 單位：廣東政和工程有限公司河北分公司