DOC《ICS 13.100》

ICS 13.

100 C68 备案号 T/HGJ 中华人民共和国团体标准 T/HGJ XXXX―2018 烧碱装置安全设计标准 Design specification for safety of caustic soda equipment (报批稿) XXXX 发布 2018-XX-XX发布 2018-XX-XX实施 前言本标准按照建标[2008] 182号文给出的规则起草. 本标准由XXXXX提出. 本标准由全国安全生产标准化技术委员会化学品安全分技术委员会(SAC/TC288/SC3)归口. 本标准起草单位:中国石油和化工勘察设计协会、中国氯碱工业协会、中国天辰工程有限公司、中国成达工程有限公司、上海华谊工程有限公司 本标准主要起草人:荣世立、耿玉侠、程鹏、李荣、李大为、唐瑾、丁晓京、刘东升、幺恩琳、梁军湘、沈志良、曾宇峰、何涛. 目次1总则12术语和定义、缩略语

2 2.1 术语和定义

2 2.2 缩略语

2 3 烧碱装置危险有害因素及风险程度

3 3.1 烧碱装置组成

3 3.2 危险化学品分类

3 3.3 生产的火灾危险性类别

4 3.4 过程危险源分析

5 3.5 重大危险源分析

5 4 工艺安全设计

5 4.1 原盐储运及一次盐水

5 4.2 二次盐水、电解、淡盐水脱氯

5 4.3 氯气处理

6 4.4 废氯气处理

6 4.5 氢气处理

7 4.6 液氯

7 4.7 氯化氢合成及盐酸

8 4.8 蒸发及固碱

8 5 总平面布置安全设计

9 5.1 厂址选择

9 5.2 总平面布置

9 5.3 厂区道路

10 6 建(构)筑物安全设计

10 6.1 建(构)筑物火灾危险性分类、耐火等级及防火分区

10 6.2 建(构)筑物安全疏散和建筑构造

11 6.3 建(构)筑物防腐蚀

11 6.4 建(构)筑物结构形式的选择

13 6.5 建(构)筑物装修防火

13 6.6 建(构)筑物抗震设计

13 7 自动控制安全设计

13 7.1 一般规定

13 7.2 过程控制系统

13 7.3 安全仪表系统(SIS)

14 7.4 主要联锁回路

14 7.5 可燃、有毒气体检测

15 7.6 仪表选型

15 7.7 仪表供电、供气

15 7.8 仪表接地、防雷

15 8 电气安全设计

16 8.1 供、配电系统

16 8.2 环境特征

16 8.3 安全照明设计

17 8.4 防雷、接地设计

18 8.5 整流所

18 8.6 电气设备抗震设计

18 9 电信安全设计

19 9.1 火灾自动报警系统

19 9.2 工业电视监控系统

19 9.3 其他系统的设计

19 10 设备安全设计

19 10.1 设备结构安全设计

19 10.2 材料选择

20 11 设备和管道布置的安全设计

20 11.1 设备布置

20 11.2 管道布置

21 12 管道材料安全设计

21 12.1 盐水系统

21 12.2 碱系统

22 12.3 氢气系统

22 12.4 氯气及液氯系统

22 12.5 硫酸系统

22 12.6 盐酸系统

22 12.7次氯酸钠系统

22 13 消防安全设计

22 13.1 一般规定

22 13.2 消防用水量

22 13.3 消防设施

23 13.4 消防排水

23 14 供暖通风与空气调节安全设计

24 14.1 供暖

24 14.2 通风与空气调节

24 15 个体防护、应急救援设施设计

25 15.1 个人防护用品配备

25 15.2 应急救援设施

26 本规范引用标准

27 附:条文说明

28 1 总则1.0.1 为了加强烧碱建设项目工程设计应将 安全第

一、预防为主、综合治理 的方针,贯彻在各专业设计中,通过设计的标准化,使烧碱装置做到安全可靠、技术先进、经济合理,最大限度地降低、减少、削弱危险,实现安全生产,制定本规范. 1.0.2 本标准规定了烧碱装置设计过程中的风险分析、工艺、总平面布置、建(构)筑物、自动控制、电气、电信、设备、设备和管道布置、管道材料、消防、采暖通风与空气调节、个体防护及应急救援设施等安全设计内容. 1.0.3 本规范适用于新建、扩建、改建的离子膜法烧碱装置的安全设计.本规范不适用于氢气充装站和液氯长输管道的安全设计. 1.0.4 烧碱装置的安全设计除执行本规范外,其他需引用标准的文件也可参照使用和执行.

2 术语和定义、缩略语 下列术语和定义、缩略语适用于本文件 2.1 术语和定义 2.1.1 本质安全设计 inherently safer design 在设计过程中,采用削减、缓解、替代、简化等手段,使工艺过程及其装备具有内在能够从根本上防止事故发生的功能. 2.1.2 危险源辨识 hazard identification 根据原材料、中间体、产品的理化性质,设备、设施、工艺流程、装置布置等情况,识别危险源的存在并确定其特性的过程. 2.1.3 过程安全 process safety 防止对安全、环境或企业造成严重影响的危害物质或能量的意外释放. 2.1.4 安全完整性 safety integrity 安全仪表系统在规定时段内,在所有规定条件下满足执行要求的仪表安全功能的平均概率. 2.1.5 基本过程控制系统 basic process control system 响应来自过程及其相关设备、其它仪表或控制系统及操作员的输入信号、按过程控制方式运行,产生输出信号维持过程及其相关设备运行的系统,但它不执行任何具有被声明安全完整性等级大于和等于1的仪表安全功能. 2.1.6 安全仪表系统 safety instrumented system 实现一个或几个安全仪表功能的仪表系统.安全仪表系统由测量仪表、逻辑控制器、最终元件及相关软件等组成. 2.1.7 安全仪表功能 safety instrumented function 用一个或多个测量仪表、逻辑控制器、最终元件及相关软件等实现的仪表安全保护功能或仪表安全控制功能,防止减少危险事件发生或保持过程安全状态. 2.1.8 安全完整性等级 safety integrity level 确定安全仪表系统执行安全功能的等级(SIL1~SIL4).SIL4是安全完整性高等级,SIL1是安全完整性低等级. 2.1.9 冗余 redundance 采用二个或多个部件或系统分别执行同一个功能,并且互为备用切换. 2.1.10 分散控制系统Distributed control system 控制功能分散、操作和管理集中,采用分组网络结构的以计算机为核心的控制系统. 2.1.11 故障安全 fail-safety 安全仪表系统发生故障时,使被控制过程转入预定安全状态. 2.2 缩略语 BPCS 基本过程控制系统 (Basic Process control system) SIS 安全仪表系统 (Safety Instrumented System) DCS 分散控制系统 (Distributed control system) UPS 不间断电源 (Uninterruptable Power Supply) ESD 紧急停车系统 (Emergency Shutdown System) SIL 安全完整性等级(Safety integrity level)

3 烧碱装置危险有害因素及风险程度 3.1 烧碱装置组成 烧碱装置主要包括原盐储运、一次盐水、二次盐水、电解、淡盐水脱氯、氯气处理、废氯气处理、氢气处理、氯化氢合成及盐酸、液氯、蒸发、固碱、罐区、公用工程及辅助设施等. 3.2 危险化学品分类 依照《危险化学品目录》、HG/T 20660的规定,烧碱生产装置工艺过程涉及的危险化学品参见表3.2. 表3.2 烧碱装置危险化学品分类 序号 物质危险性类别 火灾 危险性 职业危害程度分级 重点监管的 危险化学品

1 氢 易燃气体,类别1 加压气体 甲类 ―― 是2氯化氢 加压气体 急性毒性-吸入,类别3 皮肤腐蚀/刺激,类别1A 严重眼损伤/眼刺激,类别1 危害水生环境-急性危害,类别1 ―― 高度危害 ――

3 氮气 加压气体

4 氯气/液氯 急性毒性-吸入,类别2 皮肤腐蚀/刺激,类别2 严重眼损伤/眼刺激,类别2 特异性靶器官毒性-一次接触,类别3(呼吸道刺激) 危害水生环境-急性危害,类别1 乙类 高度危害 是5盐酸 皮肤腐蚀/刺激,类别1B 严重眼损伤/眼刺激,类别1 特异性靶器官毒性-一次接触,类别3(呼吸道刺激) 危害水生环境-急性危害,类别2 ―― 高度危害 ――

6 硫酸 皮肤腐蚀/刺激,类别1A 严重眼损伤/眼刺激,类别1 ―― 极度危害 ――

7 氢氧化钠 皮肤腐蚀/刺激,类别1A 严重眼损伤/眼刺激,类别1 ―― 轻度危害 ――

8 次氯酸钠 皮肤腐蚀/刺激,类别1B 严重眼损伤/眼刺激,类别1 危害水生环境-急性危害,类别1 危害水生环境-长期危害,类别1

9 氯化钡 急性毒性-经口,类别3 ―― 中度危害 ――

10 三氯化铁溶液 皮肤腐蚀/刺激,类别1 严重眼损伤/眼刺激,类别1 致生殖细胞突变性,类别2 特异性靶器官毒性-一次接触,类别2 3.3 生产的火灾危险性类别 烧碱装置的电解、氯化氢合成及盐酸、氢气处理工序火灾危险性类别为甲类;

氯气处理、废氯气处理、液氯工序火灾危险性类别为乙类.各工序火灾危险性类别参见表3.3. 表3.3烧碱装置生产的火灾危险性类别 序号 工序 生产的火灾危险性类别 介质备注1原盐储运 戊类 原盐

2 一次盐水 戊类 盐酸、烧碱、盐水、碳酸钠、亚硫酸钠、三氯化铁,氯化钡、次氯酸钠 包括化盐、卤水处理、除杂反应、过滤、盐泥压滤、除硝、淡盐水提浓等

3 二次盐水 戊类 盐酸、烧碱、盐水

4 电解 甲类 氢气、氯气、盐水、烧碱、盐酸、氯水、含氯淡盐水

5 淡盐水脱氯 乙类 盐水、亚硫酸钠、氯气、氯水、含氯淡盐水

6 氯气处理 乙类 氯气、硫酸、氯水 包括氯气洗涤冷却、干燥、压缩等

7 废氯气处理 乙类 氯气、烧碱、次氯酸钠

8 氢气处理 甲类 氢气 包括氢气洗涤冷却、压缩等

9 氯化氢合成及盐酸 甲类 氢气、氯气、氯化氢、盐酸

10 液氯 乙类 氯气、液氯、烧碱、次氯酸钠 包括氯气液化、液氯储存、液氯包装、液氯汽化等

11 蒸发 丁类 烧碱

12 固碱 丁类 烧碱、导热熔盐、重油、天然气、煤气、氢气等 包括熔盐炉、烧碱浓缩、结片或造粒、包装、储存

13 罐区 戊类 烧碱、盐酸、次氯酸钠、硫酸 注:当不同生产火灾危险性类别的工序合并布置在同一建(构)筑物时,该建(构)筑物的生产火灾危险性类别应按GB 50016《建筑设计防火规范》相关条款确定 3.4 过程危险源分析 3.4.1 应按照AQ/T 3033推荐的过程危险源分析方法或其他适用的方法,开展烧碱项目过程危险源分析,说明过程危险源分析的情况和主要结论. 3.4.2 根据国内外同类装置(设施)曾发生的事故案例和建设项目的危险、有害因素分析,结合建设项目曾开展过的过程危险源分析,分析辨识可能导致项目火灾、爆炸和毒气泄漏的主要事件,说明其后果严重程度和影响范围. 3.5 重大危险源分析 烧碱装置应根据GB 18218进行危险化学品重大危险源辨识,根据国家对危险化学品重大危险源的分级要求进行分级,并按照重大危险源的监控要求进行自动控制及信息系统设计.

4 工艺安全设计 4.1 原盐储运及一次盐水 4.1.1 粗盐水中总铵指标大于2mg/l或无机铵指标大于1 mg/l时,应增加除铵设施. 4.1.2 用化学品除杂后的粗盐水,宜设置碱度在线分析仪,自动调节加烧碱量. 4.1.3 盐酸罐的放空口宜设置正负水封或其他尾气吸收措施.烧碱装置其他工序中盐酸罐的放空口也宜按此进行设计. 4.1.4 宜采用物理法除去盐水中的硫酸根离子. 4.1.5 过滤盐水进入一次盐水储槽之前,应设置亚硫酸钠加入管线及游离氯在线分析仪,避免游离氯进入二次盐水工序. 4.2 二次盐水、电解、淡盐水脱氯 4.2.1 树脂塔再生时使用的化学品应进行计量,计量方式可采用计量槽或流量检测累积仪表. 4.2.2 树脂塔再生时,如果不使用计量槽方式而是直接使用盐酸管线对树脂塔进行再生,盐酸管线应设置两个自动切断阀,两个自动切断阀之间应设置自动放空切断阀. 4.2.3 电解槽的流量控制措施符合下列要求:

1 应设置供每台电解槽的盐水流量调节和碱液流量检测,并设置高低流量偏差报警和低低流量联锁;

2 应设置供每台电解槽的盐酸流量调节、高低流量偏差报警;

3 宜设置加入供碱总管的纯水流量调节、高低流量偏差报警;

4 盐水流量、盐酸流量、纯水流量宜与电解槽电流进行串级调节;

5 单台电解槽联锁停车时,应联锁关闭单台电解槽的盐酸调节阀门. 4.2.4 单台电解槽的压力控制措施符合下列要求:

1 宜采用氢气压力检测高低报警和高高联锁;

2 宜采用氯气压力检测高低报警和高高联锁;

3 宜采用氢气和氯气差压检测高、低报警,高高、低低联锁. 4.2.5 电解槽总管的压力控制措施符合下列要求:

1 应设置湿氯气总管压力调节、高低报警和高高联锁.当电解槽常压操作时,应设置氯气正压和负压水封;

当电解槽带压操作时,宜设置氯气正压水封槽.

2 应设置湿氢气总管压力调节、高低报警和高高联锁.当电解槽常压操作时,应设置氢气正压水封槽;

当电解槽带压操作时,宜设置氢气正压水封槽.

3 应设置氢气和氯气差压调节、高低报警和高高低低联锁. 4.2.6 宜设置每台电解槽出口的碱液温度检测和高报警. 4.2.7 宜设置供电解槽的盐水高位槽和碱液高位槽,高位槽应设置低液位报警和低低液位联锁.液位低低联锁时高位槽内的持液量,应分别满足填充满所有电解槽的阳极室和阴极室. 4.2.8 应设置阳极液受槽和阴极液受槽的液位调节,液位高低报警和高高低低联锁. 4.2.9 宜设置阳极液受槽的淡盐水浓度测量和高低报警;

宜设置阴极液受槽碱液密度检测和高低报警. 4.2.10 宜设置每台电解槽出口的淡盐水酸度检测高低报警. 4.2.11 应设置供每台电解槽的电流检测、高报警和高高联锁. 4.2.12 应设置每台电解槽的电压检测.并设置电压偏差检测、高低报警和高高低低联锁. 4.2.13 每台电解槽阴极侧末端应设置氮气管线,用于停车后氢气的置换.氮气管线应进行压力调节,减压后的管线应设置正水封. 4.2.14 阴极液受槽应设置氮气管线,开停车时用于吹扫以及电解槽差压调节. 4.2.15 工艺氢气管线、放空氢气管线,起始端应设置氮气置换管线.放空氢气管线末端应设置阻火器,阻火器上游设置蒸汽灭火管线.寒冷地区室外氢气放空管线应采取防冻设施. 4.2.16 电解界区的氯气总管上应设置紧急事故泄压排放管线至废氯气处理工序,并设置氮气吹扫管线或空气吸入口. 4.2.17 氯酸盐分解槽顶部气相区应有稀释二氧化氯的措施,防止二氧化氯积累导致爆炸. 4.3 氯气处理 4.3.1 氯气总管宜设置氯气正压液封槽和负压液封槽. 4.3.2 湿氯气最终冷却器控制措施符合下列要求:

1 应设置氯气出口温度自动调节,氯气温度低低报警联锁关闭冷冻水;

2 氯气进出口宜设置差压检测和高报警;

3 冷却器出口氯水管线应设置视镜供巡检检查氯水流动状态. 4.3.3 当采用鼓风机进行湿氯气增压输送时,应在风机入口管线................