一、化工安全技术课程设计的目的
本环节是在专业基础课和专业课的基础上，通过具体的工程案例的分析和设计，使学生更好地熟悉和理解化工安全技术的基本理论。通过化工安全课程设计，掌握生产过程中引起火灾爆炸的原因和基本规律，为分析和解决生产过程中的已经存在的或尚未出现的不安全因素问题提供坚实的实践基础和处理预防措施。 1、进一步理解和掌握化工安全的基本理论；
2、熟悉危险性生产或储存装置或场所存在的主要危险、有害因素； 3、了解生产工艺流程、熟悉安全生产规程和安全管理制度；
4、运用化工安全技术的基本理论和安全管理原理提出针对性的安全对策措施。
二、课程设计的主要内容
1、准备和熟悉有关参考资料；
2、了解生产工艺过程，分析确定工艺过程中所存在的主要危险及各个生产环节和存储场所的火灾危险类别；
3、设定工厂内的生产场所、附属设施、存储区的建、构筑物的功能，确定建、构筑的耐火等级，进行工厂区域规划和总平面布置；
4、分析选择某一厂房进行化工危险区域划分； 5、对某一有危险的厂房计算其泄爆面积，并选择确定泄爆方式；
7、绘制厂区总平面布置图和厂房危险区域划分图； 8、报告的编制与修改。
三、主要参考资料
1、《建筑设计防火规范》GB50016-2014 2、《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008
3、《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058-2014 4、有关化工生产工艺、化工安全技术图书资料
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摘要
石油化学工业简称石油化工，是化学工业的重要组成部分，在国民经济的发展中有重要作用，是我国的支柱产业部门之一。石油化工指以石油和天然气为原料，生产石油产品和石油化工产品的加工工业。石油产品又称油品，主要包括各种燃料油（汽油、煤油、柴油等）和润滑油以及液化石油气、石油焦碳、石蜡、沥青等。生产这些产品的加工过程常被称为石油炼制，简称 。石油化工产品以 过程提供的原料油进一步化学加工获得。
厂的生产、储存、经营是危险性较大的行业，潜在着火灾、爆炸、中毒等危险有害因素，突发性事件多，产生的后果严重，易造成众多人员伤亡和巨额财产损失。近半个世纪以来，发生的多起特大事故，无不令人触目惊心。
本设计是针对 厂而进行的化工安全设计。通过对 厂的生产工艺过程的了解，根据生产原料及产品的性质，进行生产设计，再根据生产工艺过程，设置工厂内所需的厂房。根据《石油化工企业设计防火规范》分析确定各生产环节和存储场所的火灾危险类别来设计。按照工厂的生产生活需要，对厂区进行合理分区布置，大致可分为：存储区、生产区、生活区及附属设施区四个部分。然后又依据《石油化工企业设计防火规范》和《建筑设计防火规范》GB50016-2014来确定工厂内的主要建筑物以及它们之间的防火间距，然后对工厂进行区域规划和总平面布置。再选择一个有爆炸危险性的厂房，根据《爆炸危险环境电力装置设计规范》进行爆炸危险区域划分，选择一有爆炸危险的厂房通过计算厂房的泄爆面积，来确定泄爆方式。最后再绘制厂区总平面布置图和厂房爆炸危险区域划分图。
关键词:火灾危险性 耐火等级 防火间距
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目 录
摘要 ........................................................................................................................................ 1 1 前言 .................................................................................................................................... 2 2 工程概况 ............................................................................................................................ 3 3 工程项目分析 .................................................................................................................... 4
3.1 工艺流程介绍 ......................................................................................................... 4 3.1.1 生产工艺简述 ................................................................................................... 4 3.1.2 安全防火重点部位 ........................................................................................... 5 3.1.3 安全工作重点 ................................................................................................... 7 3.2 工艺环节的划分 ..................................................................................................... 8 3.2.1 生产区 ............................................................................................................... 8 3.2.2 仓储设施 ........................................................................................................... 9 3.2.3 其他设施 ......................................................................................................... 10
4 区域划分 .......................................................................................................................... 11 5 总平面的布置 .................................................................................................................. 12
5.1 分区布置 ............................................................................................................... 13 5.2 火灾危险类别的确定 ........................................................................................... 13 5.2.1生产原料的理化性质简介 .............................................................................. 13 5.2.2 生产工艺火灾危险分类 ................................................................................. 17 5.2.3 存储区火灾危险分类 ..................................................................................... 20 5.3 耐火等级的确定 ................................................................................................... 22 5.3.1 生产区 ............................................................................................................. 22 5.3.2 储存区 ............................................................................................................. 22 5.3.3附属设施区.......................................................................................................22
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5.4 防火间距 ............................................................................................................... 23 5.4.1 防火间距设计原则 ......................................................................................... 23 5.4.2 防火间距的确定 ............................................................................................. 23
6 防爆电气的设计 .............................................................................................................. 24
6.1 划分爆炸危险区域 ................................................................................................. 2 7 泄爆方式确定及泄爆面积计算 ...................................................................................... 25
7.1 泄爆方式 ............................................................................................................... 25 7.2 泄爆面积的计算 ................................................................................................... 26 8 总结 .................................................................................................................................. 31 参考文献..........................................................................................................................32 附录……………………………………………………..................................................33
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1 前言
作为安全工程专业的一名学生，通过前期对专业基础课程的认真学习，并结合近期所学的《化工安全》中的相关知识，通过自学相应的法律规章制度和化工工艺的了解，我们开展了本次针对化工行业的化工安全课程设计。
本次课程设计的内容主要包括：
了解生产工艺过程，分析确定工艺过程中所存在的主要危险及各个生产环节和存储场所的火灾危险类别
设定工厂内的生产场所、附属设施、存储区的建、构筑物的功能，确定建、构筑的耐火等级，进行工厂区域规划和总平面布置。分析选择某一厂房进行爆炸危险区域划分对该厂房进行分析、选型
对某一有爆炸危险的厂房计算其泄爆面积，并选择确定泄爆方式 绘制厂区总平面布置图和厂房爆炸危险区域划分图.
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2 工程设计概况
本工程为采用先进的硫酸-氯化锌法新工艺生产，具有二聚体含量高、色泽浅、软化点高等特点，合成樟脑采用国内最先进的莰烯直合成本低、无污染等特点接水合制樟脑的专利技术生产，具有质量高、企业主导产品为脂松香、聚合松香、合成樟脑、萜烯树脂、松节油、樟脑块等。
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3 工程项目分析
3.1 工艺流程介绍 3.1.1 生产工艺简述
1.松脂加工工艺 （1）松脂蒸汽加工法
松脂的蒸汽加工法分三个工序进行：松脂的熔解、熔解脂液的净制和净制脂液的蒸馏。
首先将松脂加热并加松节油和水，使之熔解为液体状态，洗去深色的水溶物，同时加入脱色剂，除去松脂中的铁化合物。然后进行过滤和澄清，除去其中的杂质和水分。得到的净制脂液在间歇蒸馏锅或连续蒸馏塔中用过热蒸汽蒸馏，制得松香和松节油产品。
松脂蒸汽加工法三个工序连续进行的为连续法。全部间歇进行的为间歇法。也有些工厂某工序采用连续法，而另一些工序用间歇法。
a.松脂的熔解
由贮脂池运至车间的松脂一般都是带有水分和和杂质的粘稠半流体状。为了除去杂质和水分，必须先加入适量的松节油和水，并加热到94-96℃，使松脂熔化，成为流动的液体状态，以便进行过滤、澄清和输送。
①间歇熔解②连续熔解 b.熔解脂液的净制
松脂中的大粒杂质已在熔解工序中通过粗滤除去，但较多的水分和细小杂质还存在于脂液中。除去水分和细小杂质有多种方法，如过滤法和澄清法等。目前，我国各松脂加工厂都采用澄清法净制脂液。澄清法设备简单，维修容易，无须消耗动力，缺点是占地面积大，分离时间长，还须加一套中层脂液处理设备。最近，在高压静电场中脂液连续澄清工艺的试验也已取得较好的效果。
进入澄清工序的熔解脂液组成为：松香49％，松节油30％，水分23％，杂质0.1％左右。
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①半连续式净制②连续式净制 c.净制脂液的蒸馏
脂液在澄清工序除去杂质和水分后即进入蒸馏工序，在蒸馏工序用水蒸汽将松节油蒸出，并制得成品松香。由于脂液中松节油的组成随采采脂的树种、地区、季节、树龄等不同而有较大的差异，因此，加工工艺亦有所区别。
①脂液的间歇蒸馏 ②脂液的连续蒸馏 （2）松脂的简易加工法 a.滴水法
滴水法是把松脂直接装于蒸馏锅内，用直接火加热，蒸出松节油。为降低蒸馏温度、提高松香质量，在加热至一定温度时滴入适量清水，使产生水蒸汽，蒸出松节油。其原理与蒸汽法相同。锅内的松脂在蒸完松节油后趁热放出松香，滤去杂质，进行包装。滴水法加工设备简单，投资少，上马快，对动力要求不高，可设于靠近采脂林区，原料收购后及时就地加工，减少松脂运输过程中松节油的挥发与松香的氧化，可以制得浅色松香，松节油的回收率亦较高。但滴水法温度较难控制，产品质量不稳定，且易酿成火灾。
b.双甑滴水法
双甑滴水法加工松脂是在单甑生产的同一灶斜上方增设一熔解锅，利用烟道气的余热对松脂进行预热熔解，然后借高位差使熔解的松脂自动流入蒸馏锅中进行煮炼。
c.简易蒸汽法
简易蒸汽法又称小蒸气法，是双甑滴水法的改进。其热源不用直接火，而用过热蒸汽，兼用作解吸介质。此法的特点是：在松脂质量较好的情况下，不加熔解油，亦不设澄清工序，并免去残渣处理设备；蒸馏过程中热蒸汽二次利用，用轮蒸法蒸出松节油；由于脂液中含油量少，可减少蒸汽用量，降低煤耗。
3.1.2 安全防火重点部位 1松香原料的贮脂池：
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由于可燃液体的可燃性，加之储存量较大且集中，故可燃液体存储设备的火灾危险性很大，是企业防火的一个重点。 2输送管道：
对于易燃的液体不可用采用压缩空气压送，因为空气与易燃液体蒸气混合，可形成爆炸性混合物，且有产生静电的可能。对于闪点很低的液体，应用氮气或二氧化碳等惰性气体压送。闪点较高及沸点在130℃以上的可燃液体，如有良好接地装置，可用空气压送。
输送易燃液体宜采用蒸气往复泵。如采用离心泵，则泵的叶片应用有色金属制造，以防撞击产生火花。设备和管道均有良好的接地，以防静电引起火灾。由于采用虹吸和自流的输送方法较为安全，故应优先选择。
临时输送可燃液体的泵和管道连接处必须紧密、牢固，以免在输送过程中胶管受压脱落漏料而引起火灾。 3加热炉：
加热炉所使用的燃料有瓦斯、天然气，液化石油气、燃料油等,明火火焰和烟道气处理易燃易爆物料时，温度控制不当，造成超温及局部过热；在加热炉点火开工阶段，燃料管道的燃料或炉管内的可燃物料漏进炉膛；燃烧器的火焰突然熄灭未及时发现，而燃料继续供应时与空气形成爆炸性混合物达到爆炸极限浓度发生爆炸。 4原料泵：
盘根安装过紧，致使盘根过热冒烟，引燃泵房中积聚的油蒸汽；油泵空转，造成泵壳过热，引燃油蒸汽；离心泵导管中有空气穴，导管剧烈跳动甚至折断跑油遇火燃烧；静电导线电阻过大（大于100欧姆），或导线折断失效；使用非防爆式电器。漏电打火；铁器碰击打火；油泵设计材料不合理，不能承受高温；油泵出入口管线由于经过长期冲刷或者腐蚀破裂导致着火；设备选型不合理，选用机械密封，并且带降温装置等措施可防止油泵发生火灾的几率； 5蒸馏操作
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蒸馏是借液体混合物中各组分沸点的不同来分离液体混合物使其分离为纯组分的操作。就是将液体混合物加热至沸腾，分出蒸发的蒸气而使其冷凝为液体。用于蒸馏的设备称为蒸馏塔。蒸馏塔按其塔板结构可分为填料塔、筛板塔、浮阀塔、泡罩塔、舌形塔多种形式。
在常压蒸馏中应注意，易燃液体蒸馏不能用明火作热源，而应采用水蒸气或过热水蒸气加热；对于有腐蚀性的易燃液体，应防止塔壁、塔盘腐蚀，使易燃液体或蒸气逸出，遇明火或灼热的炉壁而起火燃烧；对于自然点很低的易燃液体应注意蒸馏系统的密封，防止因高温泄漏遇空气而自燃起火；对于高温蒸馏系统，应防止冷却水突然漏入塔内，以免水迅速气化导致塔内压力突然增高而将物料冲出或发生安全事故，故开车前应将塔内和蒸气管道内的冷凝水放尽然后使用。 3.1.3 安全工作重点
1）阀门及油泵等应经常保持严密不漏，以减少空气中油蒸气的浓度。企业经常检测空气质量并公布。对所有涉及的设备和管道上的密封点，均不允许有渗漏现象。生产中要经常巡检，发现有泄漏时，应立即切断物料来源或做停车处理。不准在有泄露的情况下生产，防止中毒或爆炸着火。
2）必须遵守安全操作规程。作业前要进行通风；入罐作业人员必须穿戴防毒衣具，系上安全带，罐口或井口要有专人看守，随时联系，并轮换作业，每人连续作业时间不宜过长，汽油罐一般不得超过15分钟，煤油灌不超过20分钟。
3）平时养成良好的卫生习惯，防止慢性中毒。例如：作业时应穿工作服，并避免油料溅洒在皮肤和衣服上；取样等应在油罐口的上风方向；油蒸气浓的作业场所，应注意通风；禁止用含铅汽油洗手、洗衣服和洗涤机件；不用嘴吸取油料；作业结束后，应立即更换工作服，并进行洗漱。
4）要按控制程序进行，经常检查是否有控制机构失灵等异常现象，发现异常反应及时处理，避免反应热不能及时导出发生化工安全事故。要经常监督检查该系统的严格管理、维护情况，督促正确使用，纠正和制止任意排放有油料的违章行为。
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5）设置的安全防护设施，如可燃气体检测报警仪、毒物检测报警仪、冲洗喷淋设备、解毒抢救器材等，应定期进行检查校验。定期对消防器材（消火栓、灭火氮、火灾报警等）进行检查。
6）考虑到作业环境对作业人员的重要性，对该系统设备出现的故障，应指令及时进行抢修。定期或不定期的检查或抽查本装置的一些安全保护性措施与规定的执行情况。
3.2 工艺环节的划分 3.2.1 生产区 a.松脂的熔解
由贮脂池运至车间的松脂一般都是带有水分和和杂质的粘稠半流体状。为了除去杂质和水分，必须先加入适量的松节油和水，并加热到94-96℃，使松脂熔化，成为流动的液体状态，以便进行过滤、澄清和输送。 ①间歇熔解②连续熔解 b.熔解脂液的净制
松脂中的大粒杂质已在熔解工序中通过粗滤除去，但较多的水分和细小杂质还存在于脂液中。除去水分和细小杂质有多种方法，如过滤法和澄清法等。目前，我国各松脂加工厂都采用澄清法净制脂液。澄清法设备简单，维修容易，无须消耗动力，缺点是占地面积大，分离时间长，还须加一套中层脂液处理设备。最近，在高压静电场中脂液连续澄清工艺的试验也已取得较好的效果。
进入澄清工序的熔解脂液组成为：松香49％，松节油30％，水分23％，杂质0.1％左右。
①半连续式净制②连续式净制 c.净制脂液的蒸馏
脂液在澄清工序除去杂质和水分后即进入蒸馏工序，在蒸馏工序用水蒸汽将松节油蒸出，并制得成品松香。由于脂液中松节油的组成随采采脂的树种、地区、季节、树龄等不同而有较大的差异，因此，加工工艺亦有所区别。 ①脂液的间歇蒸馏 ②脂液的连续蒸馏
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3.2.2 仓储设施
1. 危险化学品仓库的特点
建筑特点
（1）库房多为一二级耐火等级建筑，地处偏僻、交通不便，其承重墙柱屋架一般为钢筋混凝土结构。
（2）库房之间有一定的防火间距，同一栋库房之间有防火墙。危险化学品仓库的库与库之间都有一定的防火防爆间距，每栋库房内根据要求设有若干个防火分隔，屋顶有伸出外墙的防火墙。防火间距、防火分隔、防火墙对阻截火势起很大的作用，同时也给作战部队部署兵力，选择阵地创造了有利的条件。
（3）出入口少，窗口小而高。存储危险化学品的仓库，一般出入口比较少，两防火墙间只设有两个出口，面积小的只设有一个出口，多数出口都设在同一个方向，游戏出入口设有两道门，第一道门未防火门，第二道为钉纱通风门。库房的窗户都采用高窗，距地面2m以上。
（4）库房外墙墙角设有通风孔洞。危险品仓库为了通风，在外墙的墙角出都设有通风孔洞，一般都设在窗户下方距地面约30cm处，面积为30X20cm，其结构形式内高外低，内衬铝丝或铜丝网，外加铁栅和铁板阀门防护，需要是打开通风。扑救火灾时，可利用通风洞通风排烟，改变库内气流方向，控制火势蔓延的方向。
（5）库内有一道的电器设备。甲类危险化学品库房一般不安装电器设备，但需要夜间作业的库房，安装有符号所存储危险品防爆等级的电气设备，有些在库房外安装于窗户相对的投光照明灯，或采用在墙身内设壁灯。 2. 事故预防建议
厂区平面布置，各生产装置及装置内的塔容器、加热炉、泵房、机房和输送物料的管线等，都要符合防火设计规范。要坚持主体工程与安全设施、劳动保护设备同时设计、同时施工、同时投产。要采用先进可靠的生产工艺和完善的自保联锁控制系统，从工艺、设备、仪表自控等硬件上按本质安全要求进行设计，以保证安全
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生产和消除职业病危害。对于已经投产的 厂，还要不断地完善安全措施，消除各种事故隐患。
要做好职工的安全教育和技术培训工作，增强安全意识，提高安全技术素质。特别是从事关键生产装置和重点生产部位对安全起重要影响的生产岗位，要经过专业培训和考核合格才能上岗，以避免发生重大特大事故。生产及贮运工人要弄清本岗位易燃、易爆物料的性质与危害，掌握清除隐患，排除故障和处理事故的技能。在石油炼制过程中，操作人员应严格执行工艺操作规程。对于由装置送往罐区的油品，其温度必须控制在规定范围之内，避免油温过高进罐后发生突沸或着火事故。 必须注意以下几点：
1、进入原料和成品仓库区域内禁止吸烟及携带其它火种。 2、不准穿钉有铁掌的鞋子进入油区。
3、原料和成品仓库区域内应保持清洁，不准检修设备与其他易燃物品堆放，不准搭建临时建筑。原料和成品仓库区域内消防设施必须完好无损，数量备足。 4、原料和成品仓库区域内一切电气设备的维修必须停电进行。 5、原料和成品仓库区域内动火必须办理一级动火工作票。
6、原料和成品仓库区域内一切电气设备的维修必须办理二级动火工作票。 7、原料和成品仓库区的卸油、储存必须按安全规程执行。
8、进入原料和成品仓库检修人员应熟知消防“三懂”、“三会”。 3.2.3 其他设施
根据化工厂生产和生活需要，工厂内还包括以下附属设施：门卫室、食堂、礼堂、办公楼、技术安全处、污水处理站、锅炉房、变配电站、消防水池、水泵站。编号为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11。
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表3.3 其他设施的名称和规格
编名称 号 1 2 3 4 功能介绍 长（m） 宽（m） 层数 2 3 3 5 面积（㎡） 门卫室 食堂 礼堂 办公楼 负责维护厂区正常秩序，检查人员出入 供职工进餐 进行大型集会和活动的场所 供厂区主要负责人办公进行决策 10 50 60 60 5 50 40 20 50 2500 2400 1200 5 技术安全处 负责厂区各项工作安全问题 40 160 15 20 10 15 2 1 800 1600 225 6 7 停车场 污水处理站 停放各种车辆 处理污水 8 锅炉房 为整个企业的各项生产与生活提供动力 30 20 15 10 15 20 15 10 1 1 1 450 400 225 100 9 10 11 变、配电站 消防水池 水泵站 负责企业的生产与生活供电 负责企业消防用水 为供水提供动力
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4 区域划分
根据《石油化工企业设计防火规范》，在进行区域规划时，应根据石油化工企业及其相邻的工厂或设施的特点和火灾危险性，结合地形，风向等条件，合理布置。选择主导风向为北风石油化工企业的生产区，宜位于邻近城镇或居住区全年最小频率风向的上风侧，以便生产过程中的废气及时排除和扩散，以减少对本企业和邻近企业和居民的环境影响。公路和地区架空电力线路，严禁穿越生产区。区域排洪沟不宜通过厂区。当相邻设施为港区陆域、重要物品仓库和堆场、军事设施、机场等，对石油化工企业的安全距离有特殊要求时，应按有关规定执行。接近原料厂地及产品销售地区，运输方便。地下水位最好低于地下室和地下构筑物的深度；地下水对建筑基础最好无侵蚀性。了解蓄水层水量根据工厂运货量、物料性质、外部运输条件、运输距离等因素合理确定采用的运输方式（铁路、公路、水运、空运）。运输路线应最短，方便，工程量小，经济合理。靠近水源，保证供水的可靠性，并符合生产对水质、水量、水温的要求。污水便于排入附近江河或城市下水系统。应有利于同相邻企业和依托城市（镇）要科技、信息、生产、修理、公用设施、交通运输、综合利用和生活福利等方面和协作。避免将厂址选择在建筑物密集、高压输电线路地工程管道通过地区，以减少拆迁。
该 厂地处温带季风气候区，常年以西南、东北风为主，最小上风向为西北地区，所以本厂应该建设在西北或者东南区，考虑交通环境和相应的工业配套设施，在离铁路近的选址比较好。由于本厂的原料和生产成品具有一定的危险性质，所以应该远离居民区和加油站等地点，以确保人身及财产安全。综合以上所述，应该把本厂设置在远离居民区的铁路运输方便的地区，所以厂址选在阜新市的外环路与铁道的交界处。
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5 总平面的布置
5.1 分区布置
根据工厂生产和生活要求，充分考虑人身财产安全和火灾爆炸危险等多方面因素，把整个工厂分为四个区域：生产区、存储区、生活区和附属设施区。
开工加热炉位于 厂西北角，东分别安装有一个原料池，加热器三台，一个大型的过滤澄清车间，一个蒸馏塔和一个反应塔。成品的存储仓库布置在厂区的东南角，与生产区有足够的安全距离。
在生活区中，办公楼、礼堂、食堂被布置在工厂的西南角；在工厂的东侧和南侧各设置一个入口，两个入口处分别设置一个门卫室；技术安全处被布置在生产区中，与中和车间和压片车间相邻；停车场在南门西侧，方便使用。
附属设施区在工厂的东北角，按顺时针依次是变配电站、锅炉房、污水处理站、消防水池、水泵站。 5.2 火灾危险类别的确定 5.2.1生产原料的理化性质简介 松香的组成与性质 （1）松香的主要成分 a.树脂酸
树脂酸 松香的主要组成部分是树脂酸。以物理的观点来看，松香是各种同分异构树脂酸的熔合物。它们具有同一分子式C20H3002。这个分子式可以认为是以羧基代替甲基的二萜类含氧衍生物。C19H29CH3→C19H29C00H
树脂酸是一类混合物的总称，是具有一个三环菲骨架的含有二个双键的一元羧酸。松香中各种树脂酸的结构是由双键和烷基取代基联合的可能位置的结果。各种树脂酸羧基、烷基取代基和双健的位置，已有过许多研究，目前已初步确定其结构的树脂酸主要有12种。 ⑴枞酸
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⑵左旋海松酸 ⑶新枞酸 ⑷长叶松酸 ⑸脱氢枞酸 ⑹二氢枞酸 ⑺四氢枞酸 ⑻海松酸 ⑼异海松酸 ⑽异海松酸 ⑾山达海松酸 ⑿湿地松酸 b.脂肪酸
脂肪酸 在松香的酸性部分中除了树脂酸外，还有脂肪酸。我国脂松香和木松香中的脂肪酸均未进行过系统分析，马尾松脂松香中只含有少量的脂肪酸，含量低于6％。主要由月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸等组成。松香中脂肪酸的含量较少，对松香的性质尚未发现有明显有影响。 c.中性物质
中性物质 马尾松脂松香中除了酸性物质外，还含有4-7%的非酸性组分（中性物）。这些中性物质的组分还没有经过详细的研究。
松香的中性物含量虽较少，但组成复杂，组分和浓度上的差别常常使松香在物理特性方面形成某些差异。例如，有些人认为中性物质对松香的结晶趋势、软化点和电绝缘性能有影响。松香中性物含量越高，结晶趋势越小。但随着中性物含量的增高，软化点、酸值、屯绝缘性能降低。 （2）松香的组成（脂松香）
脂松香 马尾松工业脂松香中树脂酸、脂肪酸和中性物的含量已列于。 （3）松香的性质
a.松香的物理性质
由松脂制得的松香是一种透明而硬脆的固态物质，折断面似贝壳且有玻璃光泽，颜色由淡黄至褐红色，由原料品质和加工工艺条件而定。
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松香溶于许多有机溶剂，如乙醇、乙醚、丙酮、苯、二硫化碳、松节油、油类和碱溶液中，但不溶于水。比重1.05—1.10，软化点在60—85℃。松香的热容量0.54千卡／公斤•℃。
松香具有易结晶的特性，结晶现象就是在厚的透明松香块中出现树脂酸的结晶体，松香因而变浑浊，肉眼可见。结晶松香的熔点较高(110—135℃)，难于皂化，在一般有机溶剂中有再结晶的趋向，在肥皂、造纸、油漆等工业中降低了使用价值。
松香易被大气中的氧所氧化，尤其在较高温度或呈粉末状时更易氧化。松香极细的微粒与空气混合极易爆炸，雾状粉尘的自燃点130℃，爆炸下限12.6克/米3。 在隔绝空气的情况下，将松香加热到250—300℃时，松香被裂解而生成松香油。松香是易燃物，燃烧时发生大量浓黑烟。
松香的物理性质，如颜色、软化点、比旋光度、结晶趋势和粘度等通常为松香品质的主要指标。
1．颜色 松香的颜色由微黄到黄红，根据颜色变化而将松香分成不同的等级，松香的颜色等级是由松香的光谱特性决定的。
把特至五级的松香样块在751型分光光度计上定出分光曲线。把波长为400—700毫微米(mμ)范围内每隔10 mμ是一个透光率，在座标上对应有35个点，作图得一光滑曲线,即为松香的分光曲线。每级样块可得一分光曲线。
由松香的光谱特性曲线(分光曲线)可以看出，用白光照射松香时，松香透射出来的光线(包括波长410—750 mμ卢的多种比例不同的色光)，这一范围复杂的色光实际上包含从绿 (530 mμ)到红(630 mμ)的变化，其中蓝色成分甚微，不予考虑。 不同等级的松香各种色素所占的比例在不断的变化。随着松香等级的逐渐降低，松香分光曲线逐渐往长波方向移动，表明等级愈低，绿色素的短波成分愈少，红色素的长波成分就愈多，松香就愈显发红。特级松香颜色微黄，一至三级松香颜色由淡黄、黄至深黄，四级、五级松香的颜色则呈黄棕和黄红色。
2．软化点 松香和松香衍生物是无定形固体，没有确切的熔点。为了进行质量检查，松香和树脂的生产和使用单位采用了各种不同的方法测定开始流动的温度(软化点)。我国松香采用环球法测定软化点。美国豪格利斯公司测定软化点采用始滴法。始滴法是测定一定重量的松香开始从专用标准温度计的水银球上滴下时的温度。测
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定时，粘有松香的专用温度计放在一恒温浴内。用始滴法测软化点有良好的重现性，操作简便，试验时间短，便于及时指导生产。此法测定的软化点，比环球法高7—9℃。
3. 比旋光度 直线偏振光通过含有不对称碳原子或某些光学活性化合液体或溶液时，能引起旋光现象。使偏振光的平面向左或向右旋动，此种旋动在一定的条件下有一定度数，称为旋光度。偏振光透过长1分米并每1毫升中含有1克旋光物质的溶液，在一定温度下测得的旋光度，称为比旋光度。
松香是各种树脂酸的混合物，树脂酸具有旋光性。旋光能力有加和的性质，因此混合物的旋光能力等于在混合物组成中每组分旋光能力的代数总和。比旋光度为松香的重要性质指标之一。
松香的比旋光度呈正值(右旋)或负值(左旋)由松脂的种类和加工工艺条件而定。 4．结晶趋势 松香在一定的有机溶剂(如丙酮)中析出树脂酸晶体的趋向性，称为松香的结晶趋势。通常采用丙酮结晶法测定松香的结晶趋势。10克松香小块(非粉末)放入试管中，加入10毫升丙酮，试管用塞塞住，放置而不可搅动，记录开始出现晶体所需要的时间。在15分钟内出现晶体的松香具有强烈的结晶趋势，2小时以上才出现晶体的松香，可以认为结晶趋势很小。
5. 粘度 松香的粘度是很重要的物理常数，设计和生产中常常需要这方面的数据。松香在不同温度下的粘度与松香的结晶性有关。松香的粘度不仅随温度改变而变化，同时还受到松香组成、树脂酸的异构程度、氧化程度等因素的影响。因此，不同树种、等级、产地和生产方法的松香，其粘度亦各异。测定的11种不同松香的粘度列于表2—19。将粘度数据和软化点以及温度关联，获得计算这些数据的方程式如下：
logv=7.36-1.92 式中：
ts—一软化点(℃) t——松香的温度(℃) V——松香的粘度(厘斯)
由松香的软化点和温度可以按上式计算出松香粘度。
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松香在160℃以下时，粘度随温度的变化较大，在160℃以上时，粘度随温度的变化较小。而且各种松香试样的粘度值趋于接近。此外，南亚松松香的粘度值大于马尾松和云南松松香的粘度值。
b.松香的化学性质
松香是由多种树脂酸组成，其化学性质决定于树脂酸所能产生的各种反应。树脂酸分子中拥有两个化学反应中心：双键和羧基。由于树脂酸的双键反应和羧基反应，使松香易于异构化，对空气的氧化作用比较敏感，并具有加成、歧化、氢化、聚合、氨解、酯化、成盐、脱羧等反应。松香的许多改性产品和各种衍生物的制备均通过这些反应来实现。
⑴异构化作用 ⑵氧化反应 ⑶加成反应 ⑷氢化反应 ⑸脱氢反应 ⑹岐化反应 ⑺聚合反应 ⑻氨解反应 ⑼酯化反应 ⑽成盐反应 ⑾脱羧反映
5.2.2生产工艺火灾危险分类
生产的火灾危险性应根据生产中使用或产生的物质性质及其数量等因素，分为甲、乙、丙、丁、戊类。
生产的火灾危险性分类
生产火灾危险性特征类别项别使用或产生下列物质的生产 甲：
1) 闪点小于28℃的液体 2) 爆炸下限小于10%的气体
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3) 常温下能自行分解或在空气中氧化能导致迅速自燃或爆炸的物质 4) 常温下受到水或空气中水蒸汽的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质
5) 遇酸、受热、撞击、摩擦、催化以及遇有机物或硫磺等易燃的无机物，极易引起燃烧或 6) 爆炸的强氧化剂
7) 受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质 8) 在密闭设备内操作温度大于等于物质本身自燃点的生产 乙
1) 闪点大于等于28℃，但小于60℃的液体 2) 爆炸下限大于等于10%的气体 3) 不属于甲类的氧化剂
4) 不属于甲类的化学易燃危险固体 5) 助燃气体
6) 能与空气形成爆炸性混合物的浮游状态的粉尘、纤维、闪点大于等于60℃的液体雾滴 丙
1) 闪点大于等于60℃的液体 2) 可燃固体 丁
1) 对不燃烧物质进行加工，并在高温或熔化状态下经常产生强辐射热、火花或火焰的生产
2) 利用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行燃烧作其它用的各种生产
3) 常温下使用或加工难燃烧物质的生产 4) 戊常温下使用或加工不燃烧物质的生产
同一座厂房或厂房的任一防火分区内有不同火灾危险性生产时，该厂房或防火分区内的生产火
灾危险性分类应按火灾危险性较大的部分确定。当符合下述条件之一时，可按
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火灾危险性较小的部分确定：
火灾危险性较大的生产部分占本层或本防火分区面积的比例小于5%或丁、戊类厂房内的油漆工段小于10%，且发生火灾事故时不足以蔓延到其它部位或火灾危险性较大的生产部分采取了有效的防火措施；
丁、戊类厂房内的油漆工段，当采用封闭喷漆工艺，封闭喷漆空间内保持负压、油漆工段设置可燃气体自动报警系统或自动抑爆系统，且油漆工段占其所在防火分区面积的比例小于等于20%。
5.2.3 存储区火灾危险分类
储存物品的火灾危险性应根据储存物品的性质和储存物品中的可燃物数量等因素，分为甲、乙、丙、丁、戊类，并应符合表3.1.3的规定。
仓库类别项别储存物品的火灾危险性特征 甲
1) 闪点小于28℃的液体
2) 爆炸下限小于10%的气体，以及受到水或空气中水蒸汽的作用，能产生爆炸下限小
3) 于10%气体的固体物质
4) 常温下能自行分解或在空气中氧化能导致迅速自燃或爆炸的物质 5) 常温下受到水或空气中水蒸汽的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质
6) 遇酸、受热、撞击、摩擦以及遇有机物或硫磺等易燃的无机物，极易引起燃烧或爆
7) 炸的强氧化剂
8) 受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质 乙
1) 闪点大于等于28℃，但小于60℃的液体 2) 爆炸下限大于等于10%的气体 3) 不属于甲类的氧化剂
4) 不属于甲类的化学易燃危险固体
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5) 助燃气体
6) 常温下与空气接触能缓慢氧化，积热不散引起自燃的物品 丙
闪点大于等于60℃的液体 可燃固体 丁难燃烧物品 戊不燃烧物品
同一座仓库或仓库的任一防火分区内储存不同火灾危险性物品时，该仓库或防火分区的火灾危险性应按其中火灾危险性最大的类别确定。
丁、戊类储存物品的可燃包装重量大于物品本身重量1/4的仓库，其火灾危险性应按丙类确定。
终上所述，松香提炼厂房和精炼厂房是属于乙类危险性。 5.3 耐火等级的确定 5.3.1 生产区
根据生产区厂房的火灾危险类别，依据《建筑设计防火规范》第3.2.1条表3.2.1（见附录中表A3厂房的耐火等级及厂房面积）确定各厂房的耐火等级及厂房面积，生产过程是乙类，厂房为耐火等级是一级，生产车间厂房为二级。 5.3.2 储存区
根据库房的火灾危险类别，依据《化工安全》书中表4-7（见附录一中表A4库房的耐火等级、层数和占地面积）可以确定，原料和最终产品库房的耐火等级为一级。
5.3.3 生活区
根据《建筑设计防火规范》，生活区的建筑可以依据民用建筑确定耐火等级和面积（见附录一中表A5民用建筑确定耐火等级和面积）。食堂和礼堂耐火等级均为一级；办公楼耐火等级为二级，；门卫室和技术安全处确定耐火等级均为三级。
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5.3.4 附属设施区
根据《建筑设计防火规范》第3.2.5条，锅炉房应为一、二级耐火等级的建筑，可确定锅炉房和变电站的耐火等级为二级。根据《建筑设计防火规范》第3.2.6条，燃油油浸电力变压器室、高压配电装置室的耐火等级不应低于二级，可确定变电站的耐火等级为一级。污水处理场的耐火等级和面积分别为二级和水泵站的耐火等级和面积分别为二级，消防水池因为是露天的，不考虑它的耐火等级。 5.4 防火间距
5.4.1 防火间距设计原则
本次设计各建构筑物之间的防火间距的设计主要根据《石油化工企业设计防火规范》表3.2.11石油化工企业总平面布置的防火间距的要求作为最低标准进行确定。并且只考虑邻近建构筑物间的防火间距。
每个分区内各建构筑物之间的防火间距确定以后，要对分区之间的各建构筑物之间的防火间距进行确定。本次设计主要考虑全厂重要性设施与甲类厂房、库房之间的防火间距要求，根据规范应为35m。 5.4.2 防火间距的确定
生产区和存储区主要考虑厂房和库房的火灾危险类别，该工厂的生产区内有甲类和戊类厂房，存储区内有甲类和戊类库房。
根据石油化工设计防火规范，生产厂房和库房甲类—甲类：30m；甲类—戊类：20m；戊类—戊类：10m。（火灾危险类别为戊类的厂房防火间距铜丙类相同。）
生活区各建构筑物之间的防火间距的确定根据《建筑设计防火规范依据》表 民用建筑的防火间距及各建构筑物的耐火等级确定。附属设施区各建构筑物之间的防火间距的设计主要依据《石油化工企业设计防火规范》表3.2.11石油化工企业总平面布置的防火间距进行确定。锅炉房、变电站、消防水泵都属于全厂重要性设施，污水处理场与它们之间的防火间距至少应为35m，锅炉房可以看作丙类设施，它与变电站之间的防火间距应符合丙类设施与全厂重要性设施之间的防火间距。
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综上所述，首先确定各生产、存储区厂房、库房的火灾危险类别，生活区、附属设施区个建构筑物的耐火等级以及长内所有建构筑物的面积及它们之间的防火间距，再综合考虑总体布置及甲类厂房和库房与厂区围墙和厂内主要、次要道路之间的距离，对工厂总平面布置见下图。
依据以上原则，再考虑工厂整体布局的整齐美观。
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6 防爆的设计
6.1 划分爆炸危险区域
本次设计选择1号厂房进行爆炸危险区域划分。根据脂松香、聚合松香、合成樟脑、萜烯树脂、松节油、樟脑块的性质，在生产过程中他们的蒸汽与空气可形成爆炸性混合物，依据《爆炸危险环境电力装置设计规范》对生产环境进行爆炸危险分区。依据本规范2.2.3条该区域存在的释放源为第二级释放源。根据规范2.2.5爆炸危险区域的划分应按释放源级别和通风条件确定，存在第二级释放源的区域可划为2区。根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范第2.3.1条，假设该生产厂房通风良好，因此该厂房的爆炸危险区域划分应依据本规范第2.3.7条进行划分。
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7 泄爆方式确定及泄爆面积计算
7.1 泄爆方式
材料作整体面层时，应采取防静电措施。散发可燃粉尘、纤维的厂房内表面应平整、光滑，并易于清扫。在地沟积聚的有效措施，且与相邻厂房连通处应采用防火材料密封。有爆炸危险的设备宜避开厂房的梁、柱等主要承重构件布置。 7.2 泄爆面积的计算
本次设计选择2号厂房即蒸发车间进行泄爆方式的确定，根据《建筑设计防火规范》第3.4.1条，有爆炸危险的甲、丙类厂房宜独立设置，并宜采用敞开或半敞开护层。
根据《建筑设计防火规范》表3.6.3厂房内爆炸危险物质类别与泄压比值氰化钠应选择≥0.110。本次设计选择C=0.20。根据泄爆面积计算公式
A=10×C×V2/3
（7.1）
式中，A为泄爆面积（m2）；C为泄压比值（m2/ m3）；V为厂房体积（m3）。 根据公式V=60×40×8=19200m3 ，C=0.20得： A=1434.05m2
有以上可知，所选择厂房的泄爆面积为1434.05平方米。厂房面积为2400平方米，所以选择顶棚泄爆。
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8 总结
本次课程设计是对 厂进行化工安全设计，首先选择合适的厂址，既能满足化工生产的各方面需求，又能不对周围环境造成不良影响。然后了解 厂的生产工艺流程，及生产过程中可能遇到的火灾爆炸危险，通过查阅《建筑设计防火规范》.GB50016-2014、《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92（2014年版）、《爆炸危险环境电力装置设计规范》.GB50058-92，对化工厂进行区域划分，确定各个区域内建构筑物的功能、火灾危险类、耐火等级、建构筑物面积以及它们之间的防火间距，对工厂进行总平面布置，最后选择火灾爆炸危险性较大的厂房进行爆炸危险区域划分、防爆电气设备选型、并确定厂房的泄爆方式和消防灭火器的配置。设计过程中充分考虑对火灾爆炸事故的预防。 本次设计的重点是厂区总平面布置，难点是厂区内各建构筑物之间防火间距的确定。
设计过程中，既要保证各建构筑物之间的防火间距满足规范要求的最低标准，又要考虑厂区的整体布局。因此需要综合多方面要求进行设计。 通过此次课程设计，自己也学到的很多。对化工厂整体布局有了大致的了解，明确了化工厂的生产区域、存储区域的设计标准以及化工厂所需求哪些主要的附属设施。明确了如何确定厂房和设备的火灾危险类别以及通过火灾危险类别进一步确定建构筑物的耐火等级、面积及它们之间的防火间距。 经过这次课程设计自己也更进一步认识到石油化工企业化工安全的重要性，只有在设计时是厂区的各项设计都符合标准要求，才能从根本上预防火灾爆炸事故的发生，保证企业财产以及厂内和邻近企业和居民的安全。
另外，通过对厂区总平面图的绘制，自己也了解了许多有关制图方面的标准要求。
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参考文献
[1]建筑设计防火规范.GB50016-2014
[2]石油化工企业设计防火规范.GB50160-92（2014年版） [3]爆炸危险环境电力装置设计规范.GB50058-92 [4]总图制图标准.GB/T50103-2001
[5]杨泗霖. 防火与防爆. 北京: 首都经济贸易大学出版社, 2006 [6]房屋建筑制图统一标准.GB/T5001-2001 [7]工业防毒技术，中国地质大学出版社
[8]爆炸危险场所安全规定，原劳动部发[1995]56号
[9]石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范,SH3063—1999
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附录Ⅰ火灾危险类别划分
表A1生产的火灾危险性划分
生产 类别 火灾与爆炸危险性的特征 使用或产生下列物质 （1）闪点＜28℃的易燃液体 （2）爆炸下限＜10%的可燃气体 （3）常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致迅速自燃或爆炸的物质 甲 （4）常温下受到水或空气中水蒸气的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质 （5）遇酸、受热、撞击、摩擦以及遇有机物或硫磺等易燃的无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂 （6）受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质 （7）在压力容器内物质本身温度超过自燃点的生产 使用或产生下列物质 （1）闪点≥28~＜60℃的易燃、可燃液体 （2）爆炸下限≥10%的可燃气体 乙 （3）助燃气体和不属于甲类的氧化剂 （4）不属于甲类的化学易燃危险固体 （5）生产中排除浮游状态的可燃纤维或粉尘，并能与空气形成爆炸性混合物者 使用或产生下列物质 丙 （1）闪点≥60℃的可燃液体 （2）可燃固体 第 26 页 共 38 页
具有下列情况生产 （1）对非燃烧物质进行加工，并在高热或熔化状态下经常产生辐丁 射热、火花或火焰的生产 （2）利用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行爆炸作其他用的各种生产 （3）常温下使用或加工难燃烧物质的生产 戊 常温下使用或加工非燃烧物质的生产
表A2贮存物品火灾危险性划分
贮存物品类别 （1）常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致迅速自燃或爆炸的物质 （2）常温下受到水或空气中水蒸气的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质 （3）受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸甲 的物质 （4）闪点＜28℃的易燃液体 （5）爆炸下限＜10%的可燃气体，以及受到水或空气中水蒸气的作用，能产生爆炸下限＜10%的可燃气体的固体物质 （6）遇酸、受热、撞击、摩擦以及遇有机物或硫磺等易燃的无机物，以及极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂 （1）不属于甲类的化学易燃危险固体 （2）闪点≥28~＜60℃的易燃、可燃液体 乙 （3）不属于甲类的氧化剂 （4）助燃气体 （5）爆炸下限≥10%的可燃气体 第 27 页 共 38 页
火灾与爆炸危险性的特征
（6）常温下与空气接触能缓慢氧化、积热不散引起自燃的危险物品 丙 丁 戊 （1）闪点≥60℃的可燃液体 （2）可燃固体 难燃烧物品 非燃烧物品
表A3厂房的耐火等级、层数和防火分区的最大允许建筑面积
每个防火分区的最大允许建筑面积（m2） 生产类别 厂房的 耐火等级 最多允许层数 单层 多层 厂房 厂房 4000 3000 500乙 一级 二级 不限 6 0 4000 不限 一级 丙 二级 三级 不限 不限 2 8000 3000 丁 一、二级 不限 三级 3 不限 不限 4002000 4000 － 1000 － 6000 4000 2000 3000 2000 － 500 500 － 4000 3000 2000 1500 － － 3000 2000 高层 厂房 － － 地下、半地下厂房，厂房的地下室、半地下室 － － 甲 一级 二级 除生产必须采用多层者外，宜采用单层 第 28 页 共 38 页
四级 1 0 1000 不限 － － － 一、二级 不限 戊 三级 四级 3 1 5000 1500
不限 3000 － 6000 － － 1000 － － 表A4 库房的耐火等级、层数和占地面积
储存物类别 甲 耐火等级 一 一、二 乙 一、二 三 一、二 丙 三 1
表A5民用建筑的耐火等级、最多允许层数和防火分区最大允许建筑面积 耐火 等级 最多允 许层数 按本规范第1.0.2条2500 防火分区的最大允许建筑面积（m2） 1.体育馆、剧院的观众厅，展览建筑的展厅，其防火分区最大允许建筑面积可适当放宽。 2.托儿所、幼儿园的儿童用房和儿童游乐厅等备 注 900 最多允许层单层库房最大允许占地数 1 1 3 1 5 面积/㎡ 180 750 2000 500 2800 一、二级 第 29 页 共 38 页
规定 儿童活动场所不应超过3层或设置在四层及四层以上楼层或地下、半地下建筑（室）内。 1.托儿所、幼儿园的儿童用房和儿童游乐厅等儿童活动场所、老年人建筑和医院、疗养院的住院部分不应超过2层或设置在三层及三层以三级 5层 1200 上楼层或地下、半地下建筑（室）内。 2.商店、学校、电影院、剧院、礼堂、食堂、菜市场不应超过2层或设置在三层及三层以上楼层。 四级 2层 600 学校、食堂、菜市场、托儿所、幼儿园、老年人建筑、医院等不应设置在二层。
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