精細化工的特性及防火間距思考

上海工程化學(xué)設(shè)計院有限公司 上海 200235

1 概述

在《“十一五”化學(xué)工業(yè)科技發(fā)展綱要》中，精細化工已被作為化學(xué)工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略重點之一，從政策和資金上予以重點支持。但令人遺憾的是至今還沒有適合精細化工企業(yè)的防火設(shè)計標準，影響了精細化工產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，鑒于現(xiàn)行標準體系不夠完善或缺失，為適應(yīng)新型工業(yè)化道路的需要，國家標準委決定組織實施十大重點產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃相關(guān)標準研制的三年計劃(2009年起)，并將精細化工列入研制目錄之中。在此，筆者結(jié)合近期參與《上?；瘜W(xué)工業(yè)區(qū)精細化工項目消防安全技術(shù)咨詢報告》(以下簡稱《咨詢報告》)工作，著重探討精細化工的特性及其防火安全間距。

2 精細化工與基本石油化工

化工產(chǎn)品按用途可劃分成基本石油化工產(chǎn)品和精細化工產(chǎn)品兩大類。

基本石油化工產(chǎn)品一般指基本原料經(jīng)初級或次級加工得到的大噸位產(chǎn)品，如乙烯、丙烯、苯、甲醇、醋酸、環(huán)氧乙烷等，是合成許多重要化工產(chǎn)品的原料或中間體。

精細化工產(chǎn)品指對基本石油化工產(chǎn)品進行深加工而制取的具有特定功能和用途，小批量、多品種、高附加值、技術(shù)密集的一類化工產(chǎn)品，為各工業(yè)部門廣泛應(yīng)用的輔助材料或人民生活的消費品，如涂料、試劑、醫(yī)藥、功能高分子材料等。

基本石油化工產(chǎn)品和精細化工產(chǎn)品雖同為化工產(chǎn)品，但前者為上游產(chǎn)品，后者為下游深加工產(chǎn)品，精細化工為基本石油化工的延伸，兩者具有相同的屬性，卻又有各自不同的特點。

3 火災(zāi)危險屬性

火災(zāi)危險性取決于生產(chǎn)中使用的原材料或生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物或產(chǎn)品的數(shù)量和火災(zāi)危險類別。通過分析上?；@區(qū)精細化工項目，其火災(zāi)危險性屬甲、乙類的占80%。有機精細化工產(chǎn)品絕大多數(shù)都是以石油化工產(chǎn)品為基本原料進行深加工，該園區(qū)內(nèi)目前精細化工所需原材料多達500多種，有的產(chǎn)品所需原材料多達數(shù)十種，涉及烯、烴、醇、烷、醚、酮、氯、氟、聚氨酯等，有的產(chǎn)品所需輔助材料如試劑、助劑、添加劑、表面活性劑、抗氧化劑等本身就是易燃有機溶劑。此外，有的原料火災(zāi)危險類別雖不高，但生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物為甲類或乙類。

通過有關(guān)火災(zāi)爆炸事故案例分析，精細化工具有與基本石油化工易燃易爆相同屬性。筆者認為這是制定精細化工設(shè)計防火標準的基本出發(fā)點。

4 精細化工的特性

4.1 多品種

精細化工產(chǎn)品呈現(xiàn)多品種的特點，目前精細化工產(chǎn)品已超過10萬種，根據(jù)原化工部化計字(86)第179號《關(guān)于精細化工產(chǎn)品分類的暫行規(guī)定》，精細化工產(chǎn)品分為農(nóng)藥、染料、涂料(包括油漆和油墨)及顏料、試劑和高純物、信息用化學(xué)品(包括感光材料、磁性材料等)、食品和飼料添加劑、粘合劑、催化劑和各種助劑、化學(xué)藥品、日用化學(xué)品、功能高分子材料等11大類，如果包括催化劑和各種助劑中細分的類別，合計約30個類別，達2～3萬個品種，超過我國化工行業(yè)約4萬多個產(chǎn)品品種一半以上。

根據(jù)對上?；@區(qū)的10多個企業(yè)不完全統(tǒng)計，其精細化工產(chǎn)品涵蓋醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、涂料、日用化學(xué)、試劑、催化劑、助劑、表面活性劑、粘膠劑、阻燃劑、功能性高分子材料等14個門類，達60多個品種。

4.2 小規(guī)模

(1) 精細化學(xué)品的專用性強，效能高，用量不大，且更新?lián)Q代快，市場壽命較短。與基本化工的大噸位規(guī)模不同，一般呈現(xiàn)小批量生產(chǎn)的特點，如上?；@區(qū)的精細化工企業(yè)，年生產(chǎn)規(guī)模大部分在千噸級，小的如梯希愛化成工業(yè)的試劑僅8t。

(2) 一般精細化工企業(yè)設(shè)置可燃液體儲罐的容量小，如上?；@區(qū)設(shè)置甲、乙類液體儲罐的企業(yè)，單罐儲量都不超過200m3，相當(dāng)于《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》中的裝置儲罐，在現(xiàn)行國家標準《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中可燃液體儲罐分組布置的限量規(guī)定之內(nèi)，見表1。

表1 甲、乙類液體原料儲罐儲量 (m3)

(3)精細化工企業(yè)一般占地面積小，根據(jù)對上?；@區(qū)的統(tǒng)計,企業(yè)占地一般在2～3ha之間，小的1ha以下(如優(yōu)爾稀聚合物，浦江特種氣體)，大的不到5ha(如明尼蘇達礦業(yè)制造特殊材料，三愛富新材料)，而且均預(yù)留有發(fā)展用地。

4.3 操作條件溫和

與基本石油化工的高溫、高壓特性相比，精細化工企業(yè)生產(chǎn)操作條件溫和，如梯希愛化成工業(yè)的冷卻溫度為20～25℃、加熱溫度上限為150℃；迪氏曼醫(yī)藥化學(xué)的反應(yīng)鍋控制溫度為64℃；沙提熱溶膠操作溫度低于150℃，壓力為0.6MPa；華東理工大學(xué)華昌聚合物的環(huán)氧樹脂MEF和不飽和樹脂UP反應(yīng)釜控制溫度為100℃； 拜耳涂料系統(tǒng)的德士模都L反應(yīng)溫度不高于80℃；德固賽特種化學(xué)的聚酰胺及其共混物反應(yīng)釜導(dǎo)熱油溫為300℃、干燥溫度為120℃；伊立歐化學(xué)的反應(yīng)釜控制溫度≤63℃、壓力≤0.8MPa，烘房溫度為80℃。

4.4 多為復(fù)配型、間歇式生產(chǎn)

精細化工生產(chǎn)工藝，大量采用不同劑型和復(fù)配技術(shù)及其商品化的物理過程，如梯希愛化成工業(yè)的有機試劑提純和結(jié)晶工藝；洛德精細化學(xué)的粘膠、涂料的溶解、攪拌、磨細度、分散、過濾、包裝工藝；優(yōu)爾稀聚合物膠體混合物的天然乳膠和合成乳膠混合工藝；寧柏迪特種化學(xué)的顏料、液體混合劑粉劑(防凍液)的混合攪拌工藝；華東理工華昌聚合物涂料的配制、分散研磨、調(diào)漆工藝等均屬復(fù)配型技術(shù)的物理過程；此外，原料藥后續(xù)制劑生產(chǎn)屬物理加工過程。

為了適應(yīng)小批量、多品種、更新快特點，精細化學(xué)品生產(chǎn)采用快進快出的間歇操作，按批次生產(chǎn)方式和反應(yīng)單元來組織反應(yīng)設(shè)備。為提高設(shè)備利用率，一套流程裝置可按需求生產(chǎn)、更新?lián)Q代品種和牌號，如華東理工大學(xué)華昌聚合物的環(huán)氧樹脂MEF和不飽和樹脂UP，分別選用5種規(guī)格反應(yīng)釜和6種規(guī)格稀釋釜，涂料配制3種型號配料罐、沙磨機、調(diào)漆罐及兩種型號的三輥機；德固賽特種化學(xué)的色漿裝置為便于清洗及更換品種，采用活動罐生產(chǎn)方式。

4.5 以封閉式廠(庫)房建筑為主

精細化工企業(yè)多以封閉式廠(庫)房建筑形式為主。在上海化工園區(qū)除伊立歐化學(xué)和三愛富新材料的生產(chǎn)裝置為開敞式框架建筑外，其它多為封閉式廠(庫)房建筑，且其中相當(dāng)部分企業(yè)的廠房采用多層或聯(lián)合建筑，如迪氏曼醫(yī)藥化學(xué)為一棟3層、面積2449m2的甲類廠房；明尼蘇達礦業(yè)制造特殊材料丙烯酸酯壓敏膠為一棟3層、面積3260m2的甲類廠房；優(yōu)爾稀聚合物為一座面積2250m2的丙類聯(lián)合式廠房。

筆者認為，這是制定精細化工設(shè)計防火標準的基本立足點。

5 精細化工防火安全間距的思考

5.1 現(xiàn)狀

(1)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(以下簡稱《建規(guī)》)沒有明確的規(guī)定精細化工企業(yè)相鄰工廠的防火安全間距；《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》(以下簡稱《石化規(guī)》)雖對石油化工企業(yè)與不同類企業(yè)之間和與同類企業(yè)之間的防火間距做了規(guī)定，但該規(guī)范適用范圍是生產(chǎn)、儲運各種石油化工產(chǎn)品的煉油廠、石油化工廠、石油化纖廠或其聯(lián)合組成的工廠，也未明確注明適用于精細化工廠。現(xiàn)以甲、乙類生產(chǎn)火災(zāi)危險性工廠為例，如按《石化規(guī)》同類企業(yè)相鄰工廠之間的防火間距不小于40m來確定精細化工相鄰工廠之間防火間距，對于小規(guī)模、占地少特征的精細化工而言，顯然間距過大，浪費土地資源，且難以達到《工業(yè)項目建設(shè)用地控制指標》有關(guān)投資強度、容積率、建筑系數(shù)等各項指標要求。

(2)對于精細化工廠平面布置的防火間距，目前一般生產(chǎn)廠房布置參照《建規(guī)》，露天化(敞開或半敞開式)布置參照《石化規(guī)》。精細化工廠一般獨立(或關(guān)聯(lián))產(chǎn)品生產(chǎn)線在一個封閉式廠房內(nèi)、或在露天化建筑(敞開式/半敞開式)內(nèi)布置完成，類似石油化工的裝置(單元)，在此以甲類生產(chǎn)火災(zāi)危險性為例，廠房建筑之間的防火間距參照《建規(guī)》的規(guī)定為12m，而露天化建筑之間的防火間距參照《石化規(guī)》的規(guī)定為30m，兩者防火安全間距相去甚遠。那么一個既有封閉廠房又有露天化建筑布置的工廠，又該如何確定其防火安全間距呢？由于沒有適用規(guī)范標準，因此難以界定，致使在工程設(shè)計及審查中，存在不同的理解、不同的爭議、不同的結(jié)果，影響到工程項目建設(shè)的進度，甚至影響到工程項目的立項。

通過調(diào)查，筆者認為這不僅是上?；ぎa(chǎn)業(yè)園區(qū)精細化工項目面臨的問題，也是全國各地精細化工園區(qū)共同面臨的問題，顯現(xiàn)出制定精細化工設(shè)計防火安全標準的必要性和緊迫性。

5.2 建議

《建規(guī)》與《石化規(guī)》對防火安全間距考慮的側(cè)重點有所不同?！督ㄒ?guī)》對廠房建筑防火間距的確定，主要以防熱輻射為主，發(fā)生火災(zāi)后不應(yīng)由于間距過小，造成火災(zāi)向相鄰建筑物蔓延，且不能影響消防人員正常的撲救活動，如甲類廠房之間的防火間距規(guī)定12m；《石化規(guī)》制定防火間距的原則和依據(jù)是火災(zāi)爆炸危險場所控制范圍15m。

鑒于精細化工生產(chǎn)、儲存火災(zāi)危險性具有與基本石油化工易燃、易爆的相同屬性，筆者認為，在借鑒《石化規(guī)》在火災(zāi)事故狀態(tài)下一定強度的熱輻射、爆炸危險區(qū)火災(zāi)影響范圍控制在廠區(qū)圍墻內(nèi)，減少對外部企業(yè)或公共設(shè)施影響的原則，并參考美國消防協(xié)會(NFPA)有關(guān)標準后，《咨詢報告》建議精細化工相鄰企業(yè)之間防火安全間距，如其中甲、乙類生產(chǎn)廠房或設(shè)施之間不應(yīng)小于30m，比《石化規(guī)》同類企業(yè)相鄰工廠之間的防火間距的規(guī)定減少10m，是能夠接受的。

對于工廠平面布置防火間距，鑒于精細化工生產(chǎn)品種眾多，現(xiàn)僅根據(jù)精細化工企業(yè)大部分采用廠(庫)房建筑形式并結(jié)合精細化工特點，提出參照《建規(guī)》確定的原則性意見。

(1)精細化工呈現(xiàn)品種繁多，范圍廣的特性，對精細化工企業(yè)定性明確的同時，應(yīng)定量界定，如設(shè)置液化烴和可燃液體儲罐的工廠，應(yīng)對罐區(qū)總?cè)萘亢蛦喂奕萘拷缍ā?/p>

(2)產(chǎn)業(yè)集聚和園區(qū)化建設(shè)已成為我國精細化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，因此除了制定園區(qū)內(nèi)相鄰精細化工企業(yè)之間防火安全間距外，還應(yīng)制定出精細化工企業(yè)與園區(qū)外部相鄰企業(yè)或公共設(shè)施的防火安全間距。

(3)工廠平面布置應(yīng)根據(jù)不同的生產(chǎn)建筑形式，即按廠房之間、廠房與開敞式生產(chǎn)建筑(含半開敞式/全開敞式)之間、開敞式生產(chǎn)建筑(含半開敞式/全開敞式)之間，分別制定防火間距，使設(shè)計具有可操作性。

廠房具屋頂及四面墻體圍護結(jié)構(gòu)，廠房之間的防火間距參照《建規(guī)》制定，如甲類廠房之間不小于12m；廠房與開敞式生產(chǎn)建筑(含半開敞式/全開敞式)之間、開敞式生產(chǎn)建筑(含半開敞式/全開敞式)之間，按火災(zāi)爆炸危險控制范圍制定，如甲類廠房與半開敞式/全開敞式生產(chǎn)建筑之間不小于15m。

6 結(jié)語

(1)我國正面臨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大好時機，精細化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景廣闊，其相關(guān)設(shè)計防火技術(shù)標準的研制正當(dāng)其時，國家標準委已將精細化工列入標準研制的三年計劃中。

(2)最近獲悉上海市消防協(xié)會為適應(yīng)上海市精細化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，正籌備先行編制地方標準《精細化工企業(yè)設(shè)計防火技術(shù)規(guī)程》，這是令人高興的上下合力之舉，盼望標準盡早出臺，填補空白，促進我國精細化工產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。