湖南某二硫化碳廠區總圖設計要點探討

王會崇，顧小雨

（天津渤化工程有限公司,天津300193）

二硫化碳是一種重要的化工原料，主要用于化學纖維、玻璃紙、四氯化碳的制造[1]。近年筆者規劃了多套二硫化碳裝置廠區，本文將以湖南某二硫化碳廠區為例，從設計的角度對二硫化碳廠區總平面布置進行分析，與大家分享且進行探討。該廠區采用天然氣制二硫化碳，主要原料為天然氣(甲類氣體)和硫磺，產品為二硫化碳（甲類液體），因原料產品均含甲類物料，因此天然氣制二硫化碳生產裝置及二硫化碳成品罐區火災危險性類別均為甲類。二硫化碳廠區生產規模一般為5萬t/a，設計為兩條2.5萬t/a的生產線，主要包括生產裝置區、公用工程及輔助生產設施區、倉儲區、行政辦公及生活服務設施區四個功能分區。在用地平坦且不做明溝排水的情況下，一般一套5萬t/a二硫化碳裝置需要征地約65畝（43400m2）；如果項目地形有高差或需明溝排水，應適當增大征地面積。

湖南某二硫化碳廠區位于縣級工業園區內，廠外四周情況如下：東側為非飲用水水塘，南側隔園區道路為某化工同類企業，西側、北側為自然山體。本項目征地面積為65畝（43400 m2），南北向長約212m，東西向寬約204m，主要由生產裝置區（2×2.5萬t/a二硫化碳裝置）、公用工程及輔助生產設施、倉儲區、行政辦公及生活服務設施四部分組成，建、構筑物總占地面積為13040.83 m2，建筑面積為9036.01 m2。具體布置見圖1。

圖1 湖南某二硫化碳廠區平面布置圖

1 總平面布置

本工程總平面根據工程性質、規模、生產流程、交通運輸情況，在滿足環境保護、防火、安全、衛生、施工、檢修、生產、經營管理的情況下進行布置，劃分為生產裝置區（2×2.5萬t/a二硫化碳裝置）、公用工程及輔助生產設施區、倉儲區、行政辦公及生活服務設施區四個功能分區。一般情況下各區包括子項(見表1)。

表1

該廠區將生產裝置（2×2.5萬t/a二硫化碳裝置）布置在廠區的東南部，即全年最小頻率風向的上風向；倉儲區布置在廠區西部南側，東側緊鄰生產裝置區（2×2.5萬t/a二硫化碳裝置）縮短了原料和成品的運輸距離，南側緊鄰廠區物流出入口方便物料進出，減少了對其他建筑的干擾，提高了安全性；公用工程及輔助生產設施位于廠區西部北側，東側距離生產裝置區（2×2.5萬t/a二硫化碳裝置）和行政辦公及生活服務設施均比較近；行政辦公及生活服務設施用地不超過廠區總用地面積的7%，布置在廠區東部北側，東側為人流出入口方便人流進出。整個平面功能分區明確，布置緊湊，工藝流程短捷順暢，縮短了系統管廊長度，節約了用地面積，降低了能耗。

2 運輸設計

本廠區原料為硫磺（固態）、天然氣（氣態），產品為二硫化碳（液態）。硫磺通過卡車運送到廠區硫磺庫內，固體二硫化碳通過叉車運至裝置區的熔硫槽熔為液體硫磺，然后通過管道進入裝置內參與生產。天然氣通過管道輸送到廠區內，如果廠外輸送過來的天然氣壓力過大，需要設置調壓設施，調壓后的二硫化碳通過管道輸送到裝置內。裝置生產出來的二硫化碳通過管道打到二硫化碳成品罐區，在汽車裝車臺裝槽車，通過地中衡稱重后運走。廠區汽車運輸主要集中在硫磺庫和二硫化碳成品罐區區域，該區域設置了回車場和裝車場地。

3 廠區出入口、道路設計

廠區人貨分流，在不同方位設置兩個安全出入口：人流出入口設置在本廠區東面偏北位置靠近人員集中的行政辦公及生活服務設施區，與廠外道路聯系；物流出入口設置在廠區南面偏西位置靠近倉儲區，方便原料及產品運輸，且與廠外道路聯系便利。

廠區道路設置：廠區內四周設置6m或7m寬的環形廠區道路，所有路網均呈環形布置，且連通人流、物流出口。2×2.5萬t/a二硫化碳裝置、成品罐區、硫磺庫四周均設環形消防通道。路面內緣轉彎半徑均為12m，路面上凈空高度大于5m。廠內道路凈空滿足操作、檢修和消防車輛通行的需要,且在成品罐區東面和硫磺庫四周布置大片水泥混凝土硬化地面作為裝卸車及回車場地，滿足運輸需要。道路采用水泥混凝土路面，縱向找坡，橫坡為雙面坡。主要原料和產品運輸道路為重載路面。車間引道寬度一般為“門寬+1m”，除有特殊要求外，路面內緣轉彎半徑均為3m。

2×2.5 萬t/a二硫化碳裝置區塊占地面積為8800m2，裝置南北兩側消防道路間距為111m，東西兩側消防道路間距最大為82m，裝置四周通過局部硬化地面與廠區道路銜接。

廠區出入口及道路設計與廠外公路銜接短捷、通暢，廠內路網布置與總平面功能分區相結合，并與場地豎向設計和主要管線帶的走向相協調，與主要建、構筑物軸線方向平行或垂直，滿足廠區內生產、交通運輸、消防、安全、施工、安裝與檢修各方面要求。

4 廠區消防、防護、安全

根據工藝流程，本廠區的二硫化碳單元、硫回收單元、脫硫單元、裝置管廊裝置為同一裝置——2×2.5萬t/a二硫化碳裝置，火災危險性類別為甲類。本廠區與園區內廠外各建構筑物之間的防火間距，按照《石油化工企業防火標準》GB50016第4.2.11條進行布置；廠區內個建構筑物之間的防火間距，按照《石油化工企業防火標準》GB50016第4.2.12條進行設計；二硫化碳裝置內部各建構筑物之間的防火間距滿足《石油化工企業防火標準》GB50016第5.2.1條進行設計。

二硫化碳裝置采取的消防、安全、環保措施為：1）該裝置某些設備產生硫化氫氣體，為高毒氣體泄漏源（未構成重大危險源），其與人員集中場所（固定操作崗位上的人員工作時間為40人·h/d以上的場所）的安全防護距離除滿足安全預評價要求外，還應滿足《石油化工企業布置規范》相關規定。如果裝置控制室距離高度氣體泄漏源小于60m，應采取防護措施：建筑物設計成抗爆結構；建筑物設有強制通風系統；進風口處設有有毒氣體檢測器。抗爆控制室設計應滿足《石油化工控制室抗爆設計規范》GB 50779的規定。2）本裝置內有腐蝕性介質或對環境污染嚴重的介質，該裝置區做防腐、防滲地面及圍堰、地漏，防止以上介質滲透到土壤或者流散到其他區域污染環境，同時避免火災時消防水攜帶流淌火擴散至廠區其他區域。3）因生產需要，裝置內有三個地坑位于《爆炸危險環境電力裝置設計規范》GB50058規定的爆炸危險區域內，二硫化碳裝置產生較空氣重的可燃氣體，為防止可燃氣體在地坑內積聚，根據三個坑內生產設備的特點，三個坑分別采取了不同措施：充水；填砂；加裝通風換氣系統同時加裝可燃氣體報警器。

本廠區四周設置圍墻，高度均為2.2m：為了美觀，行政辦公及生活服務設施的東側圍墻設置鏤空圍墻；為避免外界火源引燃廠區內生產裝置或罐區泄露的可燃氣體，同時對廠外一些難以控制的設施和環境可能帶來的危險進行主動防范，其余部分的圍墻設置實體圍墻。

5 結語

通過對二硫化碳廠區設計過程中遇到及施工、生產過程中回饋問題的不斷探索，筆者認為二硫化碳廠區的總平面布置應根據工廠的性質、規模、生產流程、交通運輸、環境保護、防火、安全、衛生、施工、檢修、生產、經營管理、廠容廠貌及發展等要求，結合當地自然條件進行布置，經方案比較后擇優確定，并針對二硫化碳生產專業的特點進行針對設計且采取相應的安全、環保、消防措施。這樣設計出來的廠區總平面才能更科學、合理，更好的為生產服務[2]。