精細化工的特性及防火間距思考

上海工程化學設計院有限公司 上海 200235

1 概述

在《“十一五”化學工業科技發展綱要》中，精細化工已被作為化學工業發展的戰略重點之一，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的防火設計標準，影響了精細化工產業的健康發展，鑒于現行標準體系不夠完善或缺失，為適應新型工業化道路的需要，國家標準委決定組織實施十大重點產業調整和振興規劃相關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，筆者結合近期參與《上?；瘜W工業區精細化工項目消防安全技術咨詢報告》(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

化工產品按用途可劃分成基本石油化工產品和精細化工產品兩大類。

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

精細化工產品指對基本石油化工產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、技術密集的一類化工產品，為各工業部門廣泛應用的輔助材料或人民生活的消費品，如涂料、試劑、醫藥、功能高分子材料等。

基本石油化工產品和精細化工產品雖同為化工產品，但前者為上游產品，后者為下游深加工產品，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 火災危險屬性

火災危險性取決于生產中使用的原材料或生產過程中的副產物或產品的數量和火災危險類別。通過分析上?；@區精細化工項目，其火災危險性屬甲、乙類的占80%。有機精細化工產品絕大多數都是以石油化工產品為基本原料進行深加工，該園區內目前精細化工所需原材料多達500多種，有的產品所需原材料多達數十種，涉及烯、烴、醇、烷、醚、酮、氯、氟、聚氨酯等，有的產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，有的原料火災危險類別雖不高，但生產過程中的副產物為甲類或乙類。

通過有關火災爆炸事故案例分析，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計防火標準的基本出發點。

4 精細化工的特性

4.1 多品種

精細化工產品呈現多品種的特點，目前精細化工產品已超過10萬種，根據原化工部化計字(86)第179號《關于精細化工產品分類的暫行規定》，精細化工產品分為農藥、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、化學藥品、日用化學品、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，超過我國化工行業約4萬多個產品品種一半以上。

根據對上?；@區的10多個企業不完全統計，其精細化工產品涵蓋醫藥、農藥、染料、涂料、日用化學、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 小規模

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

(2) 一般精細化工企業設置可燃液體儲罐的容量小，如上?；@區設置甲、乙類液體儲罐的企業，單罐儲量都不超過200m3，相當于《石油化工企業設計防火規范》中的裝置儲罐，在現行國家標準《建筑設計防火規范》中可燃液體儲罐分組布置的限量規定之內，見表1。

表1 甲、乙類液體原料儲罐儲量 (m3)

(3)精細化工企業一般占地面積小，根據對上海化工園區的統計,企業占地一般在2～3ha之間，小的1ha以下(如優爾稀聚合物，浦江特種氣體)，大的不到5ha(如明尼蘇達礦業制造特殊材料，三愛富新材料)，而且均預留有發展用地。

4.3 操作條件溫和

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

4.4 多為復配型、間歇式生產

精細化工生產工藝，大量采用不同劑型和復配技術及其商品化的物理過程，如梯希愛化成工業的有機試劑提純和結晶工藝；洛德精細化學的粘膠、涂料的溶解、攪拌、磨細度、分散、過濾、包裝工藝；優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、調漆工藝等均屬復配型技術的物理過程；此外，原料藥后續制劑生產屬物理加工過程。

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

4.5 以封閉式廠(庫)房建筑為主

精細化工企業多以封閉式廠(庫)房建筑形式為主。在上?；@區除伊立歐化學和三愛富新材料的生產裝置為開敞式框架建筑外，其它多為封閉式廠(庫)房建筑，且其中相當部分企業的廠房采用多層或聯合建筑，如迪氏曼醫藥化學為一棟3層、面積2449m2的甲類廠房；明尼蘇達礦業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；優爾稀聚合物為一座面積2250m2的丙類聯合式廠房。

筆者認為，這是制定精細化工設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 現狀

(1)《建筑設計防火規范》(以下簡稱《建規》)沒有明確的規定精細化工企業相鄰工廠的防火安全間距；《石油化工企業設計防火規范》(以下簡稱《石化規》)雖對石油化工企業與不同類企業之間和與同類企業之間的防火間距做了規定，但該規范適用范圍是生產、儲運各種石油化工產品的煉油廠、石油化工廠、石油化纖廠或其聯合組成的工廠，也未明確注明適用于精細化工廠。現以甲、乙類生產火災危險性工廠為例，如按《石化規》同類企業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《工業項目建設用地控制指標》有關投資強度、容積率、建筑系數等各項指標要求。

(2)對于精細化工廠平面布置的防火間距，目前一般生產廠房布置參照《建規》，露天化(敞開或半敞開式)布置參照《石化規》。精細化工廠一般獨立(或關聯)產品生產線在一個封閉式廠房內、或在露天化建筑(敞開式/半敞開式)內布置完成，類似石油化工的裝置(單元)，在此以甲類生產火災危險性為例，廠房建筑之間的防火間距參照《建規》的規定為12m，而露天化建筑之間的防火間距參照《石化規》的規定為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？由于沒有適用規范標準，因此難以界定，致使在工程設計及審查中，存在不同的理解、不同的爭議、不同的結果，影響到工程項目建設的進度，甚至影響到工程項目的立項。

通過調查，筆者認為這不僅是上?；ぎa業園區精細化工項目面臨的問題，也是全國各地精細化工園區共同面臨的問題，顯現出制定精細化工設計防火安全標準的必要性和緊迫性。

5.2 建議

《建規》與《石化規》對防火安全間距考慮的側重點有所不同。《建規》對廠房建筑防火間距的確定，主要以防熱輻射為主，發生火災后不應由于間距過小，造成火災向相鄰建筑物蔓延，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定12m；《石化規》制定防火間距的原則和依據是火災爆炸危險場所控制范圍15m。

鑒于精細化工生產、儲存火災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》在火災事故狀態下一定強度的熱輻射、爆炸危險區火災影響范圍控制在廠區圍墻內，減少對外部企業或公共設施影響的原則，并參考美國消防協會(NFPA)有關標準后，《咨詢報告》建議精細化工相鄰企業之間防火安全間距，如其中甲、乙類生產廠房或設施之間不應小于30m，比《石化規》同類企業相鄰工廠之間的防火間距的規定減少10m，是能夠接受的。

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

(1)精細化工呈現品種繁多，范圍廣的特性，對精細化工企業定性明確的同時，應定量界定，如設置液化烴和可燃液體儲罐的工廠，應對罐區總容量和單罐容量界定。

(2)產業集聚和園區化建設已成為我國精細化工產業發展趨勢，因此除了制定園區內相鄰精細化工企業之間防火安全間距外，還應制定出精細化工企業與園區外部相鄰企業或公共設施的防火安全間距。

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

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

6 結語

(1)我國正面臨產業結構調整大好時機，精細化工產業的發展前景廣闊，其相關設計防火技術標準的研制正當其時，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會為適應上海市精細化工產業發展的需要，正籌備先行編制地方標準《精細化工企業設計防火技術規程》，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業的健康持續發展。