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制氢装置重大危险源辨识 作者：徐伟 摘要：简要介绍了我国现行重大危险源辨识标准，并结合制氢装置实际，经过对储罐区的干气球罐和氢气球罐、生产区的液态烃储罐和石脑油储槽的储存量进行核算，并按重大危险源辨识标准对企业前期开展的重大危险源普查结论进行了修改，提出辨识结论及监控建议。 1 引言 现代科学技术和工业生产的迅猛发展，在为人类提供更好的物质生活条件的同时，也给人类的正常生产带来了危险。例如，1974年英国弗利克斯巴勒发生的严重爆炸事故，1984年印度博帕尔发生的毒气泄漏事故。尽管事故起因和后果不尽相同，但设施或系统中储存或使用了大量的易燃、易爆或有毒的危险物质是重特大事故发生的共同特点。据统计，20012004年，我国工矿企业平均每年发生一次死亡39人的重大事故580起左右，死亡约2500人，其中50%以上是火灾、爆炸、中毒（含窒息）事故，平均每年发生一起死亡10人以上的特大事故60余起，死亡1300余人，其中火灾、爆炸，中毒事故占70%。在这些重特大事故中与重大危险源有关的事故约占1/4。 1974年6月，英国弗利克斯巴勒发生重爆炸事故后，英国安全与卫生委员会设立了重大危险咨询委员会（ACMH）。1982年6月，欧共体颁布了工业活动中重大事故危险法令（EEC Directive82/501，简称塞韦索法令）。1988年，国际劳工组织编写了重大事故控制实用手册。1993年6月，第80届国际劳工大会通过了预防重大工业事故公约，该法令列出了180种（类）物质及其临界量标准。1996年，国家原劳动部组织实施了重大危险源普查试点工作，试点中就重大危险源的辨识提出了初步的意见。2000年我国正式制订并发布了中华人民共和国国家标准重大危险源辨识（GB18218-2000）。 2 现行重大危险源辨识标准 中华人民共和国国家标准重大危险源辨识（GB18218-2000）对重大危险源定义为：长期地或者临时地生产、搬运、使用或者储存危险物品，且危险物品的数量等于或者超过临界量的单元（包括场所和设施）。 单元是指一个（套）生产装置、设施或场所，或同属一个工厂的且边缘距离小于500m的几个（套）生产装置、设施或场所。目前该标准中仅列出了4大类、共142种危险物质的临界量。 3 巴陵石化制氢装置简介 巴陵石化环己酮事业部制氢装置是利用烯烃厂催化裂化干气为原料，通过干气压缩、脱硫、转化变换、变压吸附脱碳、甲烷化生产出合格的氢、氮气。 在干气不足的情况下，本装置用石脑油、液态烃作为补充原料。装置设计能力为年产氢氮气3200t，主要岗位设计有：压缩岗位、脱硫岗位、转化岗位、变压吸附岗位等，装置生产过程中存在干气、液态烃、石脑油、氢气、硫化氢、氮气、二氧化碳、高温液体、一乙醇胺、噪音等危险有害因素。装置共有各类静、动设备111台，其中包括石脑油储槽、丙烷储槽、干气球罐、氢气球罐、氮气球罐，装置各主要设备设施分布见图1： 图1 制氢装置平面布置简图 3.1 主要物料的性质 3.1.1 原料气（干气） 总碳为70%80%，总烯25%，密度为0.81.0kg/Nm3，组份见表1。干气是易燃易爆有毒气体的混合物，一般干气中毒均有头痛、呕吐、昏迷的现象，中毒后有损伤神经系统的可能，大量吸入可使人窒息死亡。 防护措施：保证作业处空气新鲜畅通，严格控制泄漏小干1.0%，一旦发生泄漏，需用空气呼吸器防护，才能允许作业。 表1 干气组分 见表 3.1.2 石脑油 制氢装置辅助原料，平均分子量约为115。爆炸极限1.2%60%，密度（20）726kg/m3，易燃，有毒，中毒对神经中枢系统有损伤，应加强通风，防止挥发，减少对呼吸道和眼的刺激。发生中毒后立即离开现场，对症治疗。 该装置有石脑油储槽3个，容积分别为25m3、50 m3、25 m3，有效储存量为80 m3。 3.1.3 液态氢 该装置生产原料由丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等组成。闪点：-74。自燃点：426537，装置区空气中允许最高浓度为1000mg/m3。燃烧时产生大量的 CO、CO2，应加强通风，防止CO中毒。该装置有效储存量为24m3。 3.1.4 硫化氢 干气中硫化氢经脱硫化排放燃烧。当浓度超过10mg/m3时，随浓度升高，气味反而减弱，对中枢神经最为敏感，对眼有刺激作用，相对密度：1.189（气体），分子量：34，熔点：-83.3，沸点：-60.2。燃烧时产生淡蓝色火焰。 可用过滤式防毒面具和空气呼吸器预防中毒事故。一旦发生中毒，应将中毒者撤离毒区，抬入有新鲜空气的地方进行人工呼吸或通知医院急救，同时应采取措施防止救护人员中毒。 3.1.5 氢气 无色无味气体，密度0.0899g/L，沸点-252.8，自燃点572，爆炸极限：4.0%74.4%，H2在常温下不活泼，但易燃。 3.1.6 二氧化碳 酸性气体，密度1.97g/L，难溶于水，化学性质稳定，工业作灭火剂是利用它不燃烧、不助燃、较空气重的特性，浓度高时对人体有窒息作用。 4 制氢重大危险源辨识 4.1 危险化学品分类 依据常用危险化学品的分类及标志（GB13690-92），常用危险化学品分类明细表，石脑油为中闪点易燃液体，干气为爆炸下限小于10%的可燃气体，液态烃为低闪点易燃液体，氢气为可燃气体。 4.2 危险化学品数量 4.2.1 干气球罐 制氢装置储罐区干气球罐为原液氨球罐，经过设计部门重新核定后改作干气球罐，球罐工作压力为0.4MPa（表压），容积300 m3，标准状态下的密度为0.81.0kg/Nm3，由理想气体状态方程算出标准状态下的气体体积V1： P1V1= P2V2 0.1V1=(0.4+0.1)300 V1=1500m3 式中：P1 标准大气压，MPa； V1 标准状态下的体积，m3； P2 工作压力（绝对压力），MPa； V2 球罐容积，m3。 由此可计算出标准状态下干气储量q1（比重取中间值0.9kg/Nm3）： q1=1500m30.9kg/Nm3=1.35t 4.2.2 氢气球罐 制氢装置储罐区氢气球罐为原液氨球罐，主要成分为75%90%的氢气，不足4%的甲烷以及氮气等，经过设计院重新核定后改作氢气球罐，球罐使用压力为0.8MPa（表压），容积400m3，在此，仅按纯氢气（标准状态下的密度0.07kg/Nm3）计算，由理想气体状态方程算出标准状态下的气体体积V1： 由P1V1= P2V2 即0.1V1=(0.8+0.1)400 V1=3600m3 故可计算出标准状态下氢气储量q2： q2=3600m30.07kg/Nm3=0.252t 4.2.3 液态烃储槽 制氢装置生产用辅助原料，为压力容器储槽，工作压力为0.4MPa，容积24m3，液态烃主要由丙烯（密度0.5103kg/m3）、丙烷（密度0.58103kg/m3）、丁烷（密度0.58103kg/m3）、丁烯（密度0.67103kg/m3）组成，密度按0.58103kg/m3）计算，则液态烃储存量q3=0.581024=13.92t。 4.2.4 石脑油储槽 制氢装置生产用辅助原料，为常压利旧储槽，容积分别为25、25、50m3，总有效储存量80m3，3个储槽间距不足3m，无围堰，密度为726kg/m3，计算石脑油储存量q4=0.7261080=58.08t。 4.3 重大危险源辨识 4.3.1 储罐区 因氢气球罐、干气球罐设置在原液氨储槽区，距离生产装置较远，将该储槽区作为独立考察单元进行重大危险源识别，依据表2（储罐区临界量标准）， q1=1.35t Q1=10t q2=0.252t Q2=10t 式中，q1，q2 危险物质现存量，t； Q1，Q2 危险物质在生产场所或贮存区的临界量，t。（下同） 故氢气球罐、干气缓冲罐，或者说该储槽区非重大危险源。 表2 贮罐区（贮罐）临界量标准 见表 4.3.2 生产场所 液态烃储槽设置在生产装置高压区，距离压缩机机房不足20m，依据表3（生产场所临界量标准）， q3=13.92t Q3=2t q3Q3，故液态烃储槽应为生产场所重大危险源。 石脑油储槽设计在生产装置低压区，距离脱硫塔、蒸汽预热炉等设备设施不足20m，依据表3（生产场所临界量表）， q4=58.08t Q4=2t q4Q4，故液态烃烃储槽应为生产场所重大危险源。 表3 生产场所临界量标准 见表 44 辨识结论及监控建议 2004年8月，企业曾进行过重大危险源统计汇总，将干气球罐和氢气球罐列为装置重大危险源，经过以上计算，对照相应标准，企业原先做出的重大危险源统计缺乏科学依据，忽视了对真正重大危险源的监控与管理，使企业安全生产重点工作发生偏移。为了预防重大、特大事故的发生，降低事故造成的损失，必须建立有效的重大危险源控制系统，加强对重大危险源的监督管理。 （1）对制氢装置液态轻储槽、石脑油储槽2处生产装