丙烯储罐风险评估报告.doc

中 矿 国 际 淮 南 机 械 有 限 公 司压力容器设计风险评估报告产品名称：丙烯储罐产品编号： 101803-1-4产品图号： ZKHJ(C)1006-1设备代码： 21301030020100087/88/89/90容器类别： 类编制：赵宁 日期:2010-6-20校对 日期审核 日期批准 日期中矿国际淮南机械有限公司技术部丙烯储罐设计风险评估报告1. 风险评估报告适应范围和目的1.1 风险评估报告适应范围；本风险评估报告仅适应产品名称：丙烯储罐，产品编号：101803-1-4 ，产品图号：ZKHJ(C)1006-1，设备代码：21301030020100087/88/89/90，由“中矿国际淮南机械有限公司”负责制造的产品。1.2 风险评估的目的:丙烯（propylene,CH2=CHCH3）常温下为无色、无臭、稍带有甜味的气体。分子量42.08，密度0.5139g/cm(20/4)，冰点-185.3，沸点-47.4。易燃，爆炸极限为2%11%。不溶于水，溶于有机溶剂，是一种属低毒类物质。丙烯是三大合成材料的基本原料，主要用于生产丙烯腈、异丙烯、丙酮和环氧丙烷等。丙烯气与空气混合，当浓度达到15%18%时，会产生爆炸混合物质，所处环境爆炸，所以本设备本身具有爆炸危险和爆炸能量，以及所含丙烯介质可能的外泄，所导致的次生危害，都会危害到容器附近人员和设施的安全，因此；如何控制本设备使用风险，尽可能将使用风险降低到可以接受的范围，是本设计和报告的目的。2. 风险评估报告的依据2.1 风险评估法规和标准：TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程TSGR7001-2004压力容器定期检验规则（包括：1、2、3号修改通知）GB/T19624-2004在用含缺陷压力容器安全评定2.2 设计依据法规和标准：TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程GB150-1998钢制压力容器JB/T4731-2005钢制卧式容器HG20584-1998钢制化工容器制造技术要求2.3 “50m3丙烯储罐”的设计参数；2.3.1 压力：设计压力：2.16MPa, 最高工作压力：1.95MPa, 安全阀起跳压力：2.05MPa。2.3.2 温度：设计温度：50 ，工作温度：502.3.3 设备工作介质：a. 介质名称：丙烯b. 介质性质：易爆 介质的物理、化学性质： 化学品中文名称：丙烯 化学品英文名称：propylene 英文名称2：propene 技术说明书编码：31 CAS No：115-07-1 分子式：C3H6 分子量：42.081 丙烯燃烧化学方程式：2C3H6+9O2=6CO2+6H2O主要成分：纯品 CAS No：115-07-1外观与性状：无色、有烃类气味的气体。 熔点()：-191.2 沸点()：-47.72 相对密度(水=1)：0.5 相对蒸气密度(空气=1)：1.48 饱和蒸气压(kPa)：602.88(0) 燃烧热(kJ/mol)：2049 临界温度(K)：364.75 临界压力(MPa)：4.550 辛醇/水分配系数的对数值： 无资料 闪点()：-108 引燃温度()：455 爆炸上限%(V/V)：11.7 爆炸下限%(V/V)：2.0 溶解性：溶于水、乙醇。 主要用途：用于制丙烯腈、环氧丙烷、丙酮等。其它理化性质：丙烯除了在烯键上起反应外，还可在甲基上起反应 。丙烯在酸性催化剂1 (硫酸、无水氢氟酸等)存在下聚合，生成二聚体、三聚体和四聚体的混合物，可用作高辛烷值燃料。在齐格勒催化剂存在下丙烯聚合生成聚丙烯。丙烯与乙烯共聚生成乙丙橡胶。丙烯与硫酸起加成反应，生成异丙基硫酸，后者水解生成异丙醇：丙烯与氯和水起加成反应，生成1-氯-2-丙醇，后者与碱反应生成环氧丙烷，加水生成丙二醇：丙烯在酸性催化剂存在下与苯反应，生成异丙苯 C6H5CH（CH3 )2，它是合成苯酚和丙酮的原料。丙烯在酸性催化剂（硫酸、氢氟酸等）存在下，可与异丁烷发生烃基化反应，生成的支链烷烃可用作高辛烷值燃料。丙烯在催化剂存在下与氨和空气中的氧起氨氧化反应，生成丙烯腈，它是合成塑料、橡胶、纤维等高聚物的原料。丙烯在高温下氯化，生成烯丙基氯CH2=CHCH2Cl，它是合成甘油的原料。2.3.4 容器类别：类2.3.5 主要受压原件材料；a. 筒体：=24mm、材质；Q345R 、材料标准：GB713锅炉和压力容器用钢板b. 封头：=24mm、材质；Q345R 、材料标准：GB713锅炉和压力容器用钢板c. 接管采用；GB/T8163输送流体用无缝钢管d 锻件采用：JB4726压力容器用碳素钢和低合金钢锻件2.3.6 主体结构：罐体内径=3200mm 、总长度=15208 mm 总高3910 mm。其余见竣工图。2.3.7 设备容积：116 m32.3.8 设备腐蚀余量：2mm2.3.9 设备充装系数：0.82.3.10 焊接系数：1.02.3.11 焊缝检验： a. A、B焊缝100% RT检测，执行标准：JB/T4730.2， 合格级别/技术等级：/AB. b. C、D焊缝100% PT检测，执行标准：JB/T4730.5， 合格级别:2.3.12 压力试验：a. 水压试验压力：2.7MPa, b. 气密性试验压力：2.16MPa2.3.13 设备载荷：2.3.13.1 设备使用工况下的载荷；a. 设备自重：32830 Kg。b. 设备储存介质质量：92800 Kg。c. 外载荷： 设备上部设置平台、栏杆、一处直立式爬梯，总质量约为980Kg 其余外载荷可忽略不计。 d. 设备承载的最大载荷：125180 Kg。2.3.13.2 设备水压试验工况下的载荷；设备在水压试验时装载水的质量为：116000 Kg（其余同2.2.11.1条a、c款），此时设备承载的载荷为：148830 Kg2.3.14 使用寿命：10年2.4 “50m3丙烯储罐”强度计算书（产品图号：ZKHJ(C)1006-01、产品编号： 101803-14、设备代码： 21301030020100087/88/89/90）3 设计主要操作条件工况3.1 “3丙烯储罐”工作环境；3.1.1 本设计“丙烯储罐”应安置在露天场地，远离明火区，应有良好接地装置和防雷电装置，必要的消防设置。具体要求按规划设计。3.1.2 设备表面温度应能得到有效控制，设备应上部安装喷淋冷却装置，用于高温气候对罐体降温。其表面温度不得大于40。具体要求按工艺设计。3.1.3 最高工作压力：2.0MPa。3.1.4 装卸丙烯介质时的压力为：2.0MPa。3.1.4 安全阀排放压力：2.0MPa。3.2 设备的储存量：设备容积：116 m3，设备充装系数：0.8，最大丙烯介质储存量为：45 m3，设备储存丙烯介质质量：100 Kg。不得超量储存。3.3 设备连接的安全附件：3.3.1 设备连接安全附件主要包括：压力表、安全阀、温度计、液位计、阀门。3.3.2 压力表：量程为：04.0 MPa，精度等级不得低于1.6级，表盘直径100mm，并经校验合格。具体按TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程8.4条执行3.3.3 安全阀：具有资格专业厂家生产的产品，调试到规定排放压力，并经反复试验合格。具体按TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程8.1条、8.2条、8.3条执行和TSGZF001-2006安全阀安全技术监察规程相关条款执行。3.3.4 液位计：显示正确，无误。具体按TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程8.5条执行3.3.5 温度计应定期进行检验，具体按TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程8.6条执行3.3.6 阀门：开启正确，无泄漏。并定期进行检验。3.4 设备应设置方便操作平台和爬梯，便于操作和检修。3.5 连接管道接口应为：HG/T2059标准高颈对焊法兰、带加强环的金属残绕垫片和专用高强度螺栓组合。4 在设计工况下可能发生的危害4.1 在设计工况下制造、安装、改造、维修、定期检验、缺陷判断和安全性评价基本规则：4.1.1 制造应符合；TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程、GB150-1998钢制压力容器、图样的要求。4.1.1 安装、改造、维修应遵循：TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程5条规定要求。4.1.2 使用管理应遵循：TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程6条规定要求。4.1.3 定期检验应遵循：TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程7条规定和TSGR7001-2004压力容器定期检验规则（包括：1、2、3号修改通知）要求4.1.4 在用本期间设备缺陷判断和安全性评价：按GB/T19624-2004在用含缺陷压力容器安全评定规定执行。4.2 在满足4.1条后，设计工况下可能发生危害：4.2.1 泄漏现象：a. 在起吊、运输中对接管碰撞，造成机械损伤，安装后未检查出造成泄漏现象。b. 密封接口（包括；法兰接口、丝扣连接）安装后存在的泄漏现象。c. 环境开裂 ：本设备主要是丙烯溶于水后形成氢氧化铵的碱性溶液介质应力腐蚀开裂，造成的泄漏现象。d. 装卸介质时，压力变化频率过高，产生的循环失效，例如：密封接口螺栓和丝扣接口疲劳，造成的泄漏现象。e 不可预见外来能量的破坏，造成设备损害，造成的泄漏现象4.2.2 爆炸现象；a. 由于泄漏造成局部环境丙烯浓度15%18%，可能造成爆炸现象。b. 超压、超量储存、装卸介质，可能造成爆炸现象。c. 检修时未对储罐内残余介质进行清除和对罐内空间丙烯气进行置换，罐内丙烯浓度15%18%动用明火和机械撞击产生火花，可能造成爆炸现象。d. 外来高温（明火）和不可预见外来能量撞击，造成变形和损伤，可能造成爆炸现象。4.2.3 破损现象；a. 超期服役，且腐蚀缺陷超过按GB/T19624-2004在用含缺陷压力容器安全评定安全性评定范围，存在无法在设计工况工作破损现象。b. 设备连接的安全附件不能正常工作。存在安全隐患破损现象。4.2.4 变形现象：a. 两鞍座基础设计、施工存在的缺陷，使用工况下的载荷下产生的变形现象。b. 超压、超量储存、装卸介质，产生的变形现象。c. 外来高温（明火）和不可预见外来能量撞击，造成变形现象。4.3 次生危害现象：人员接触中毒：4.3.1 毒性及中毒机理 健康危害：本品为单纯窒息剂及轻度麻醉剂。急性中毒：人吸入丙烯可引起意识丧失，当浓度为15时，需30分钟；24时，需3分钟；3540时，需20秒钟；40以上时，仅需6秒钟，并引起呕吐。慢性影响：长期接触可引起头昏、乏力、全身不适、思维不集中。个别人胃肠道功能发生紊乱。 环境危害：对环境有危害，对水体、土壤和大气可造成污染。 燃爆危险：本品易燃。4.3.2 接触途径及中毒症状4.3.3 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 毒理学资料LD50：无资料 LC50：无资职业接触限值 中国MAC(mg/m3)：未制定标准 前苏联MAC(mg/m3)：100 TLVTN：ACGIH 窒息性气体 TLVWN：未制定标准 5 失效模式的评定5.1 断裂与塑性失效的评定：5.1.1 评定方法：平面、凹坑、气孔和夹渣缺陷的评定。按GB/T19624在用含缺陷压力容器安全评定5.3、5.4、5.5、5.7条（平面缺陷的常规评定）5.1.2 评定的安全系数：按GB/T19624在用含缺陷压力容器安全评定5.2条表5-1失效后果一般各系数值取值。5.2 疲劳失效评定：按GB/T19624在用含缺陷压力容器安全评定6条进行。安全性评价应满足GB/T19624标准6-10式的要求。6 发生危害现象处理措施工程控制：生产过程密闭，全面通风。 呼吸系统防护：一般不需要特殊防护，但建议特殊情况下，佩戴自吸过滤式防毒面具（半面罩）。 眼睛防护：一般不需要特殊防护，高浓度接触时可戴化学安全防护眼镜。 身体防护：穿防静电工作服。 手防护：戴一般作业防护手套。 其他防护：工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业，须有人监护。6.1 泄漏措施：应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。用工业覆盖层或吸附/ 吸收剂盖住泄漏点附近的下水道等地方，防止气体进入。合理通风，加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能，将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用6.1.1 泄漏防范措施6.1.1.1 建立储罐安全操作规程，记载卸装介质操作记录和交接班的管理记录6.1.1.2 设置储罐区环境的丙烯浓度监测装置，具体要求按SH3063-1999石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范标准要求，并定期进行监测记录。6.1.1.3 不定期用含有一定浓度肥皂水对连接口进行检查。（检查人员检查时，应装备必要的防护装备）6.1.1.4 定期进行检验，并应遵循：TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程7条规定和TSGR7001-2004压力容器定期检验规则（包括：1、2、3号修改通知）要求6.1.2 少量泄漏措施：6.1.2.1 撤退区域内所有人员。防止吸入蒸气，防止接触液体或气体。停止装卸介质，关闭介质入口管路的阀门，处置人员应使用呼吸器。禁止进入丙烯气可能汇集的局限空间，并加强通风。只能在保证安全的情况下堵漏。泄漏的容器应转移到安全地带，并且仅在确保安全的情况下才能打开阀门泄压。可用砂土、蛭石等惰性吸收材料收集和吸附泄漏物。收集的泄漏物应放在贴有相应标签的密闭容器中，以便废弃处理。6.1.2.2 泄漏的容器转移到安全地带后，用含有一定浓度肥皂水对泄露部位进行检测，确定泄露状况（检查人员检查时，应装备必要的防护装备），6.1.2.3 当泄露点确定后，应利用丙烯泵将罐内丙烯转入其它丙烯罐内存放。对残余罐内丙烯进行清洗和排放，用真空泵抽出罐内丙烯气，在用惰性气体置换罐内的丙烯气（置换方法应制定工艺，并按工艺操作执行），保证置换后罐内丙烯浓度1%。6.1.2.4 制定维修方案，必要时应将储罐送交有资格制造厂进行维修施工。6.1.3 大量泄漏措施：6.1.3.1 发现大量泄漏时，应立即关闭介质入口管路的阀门，疏散场所内所有未防护人员，并向上风向转移。泄漏处置人员应穿全身防护服，戴呼吸设备。消除附近火源。 6.1.3.2 向当地政府和“119”及当地环保部门、公安交警部门报警，报警内容应包括：事故单位；事故发生的时间、地点、化学品名称和泄漏量、危险程度；有无人员伤亡以及报警人姓名、电话。6.1.3.3 禁止接触或跨越泄漏的丙烯，防止泄漏物进入阴沟和排水道，增强通风。场所内禁止吸烟和明火。6.1.3.4 在保证安全的情况下，要堵漏或翻转泄漏的容器以避免丙烯漏出。要喷雾状水，以抑制蒸气或改变蒸气云的流向，但禁止用水直接冲击泄漏的丙烯或泄漏源。防止泄漏物进入水体、下水道、地下室或密闭性空间。禁止进入丙烯气可能汇集的受限空间。清洗以后，在储存和再使用前要将所有的保护性服装和设备洗消。6.1.3.5 当确定泄露的丙烯以成功的被稀释成5%浓度的丙烯水时，应及时将丙烯水进行回收，以免污染周边环境。6.1.3.3 下一步操作可按6.1.2.3条、6.1.2.4条操作来完成。6.2 燃烧爆炸处置6.2.1 燃烧爆炸特性：常温下丙烯是一种可燃气体，但较难点燃。爆炸极限为16%25%，最易引燃浓度为17%。产生最大爆炸压力时的浓度为22.5%。6.2.2 发生爆炸后，应立即关闭罐区内的全部储罐的介质入口管路的阀门，同时停止周边全部装置运转操作。6.2.3 火灾处理措施危险特性：易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与二氧化氮、四氧化二氮、氧化二氮等激烈化合，与其它氧化剂接触剧烈反应。气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。 有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。 灭火方法：切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。 （1） 报警：迅速向当地119消防、政府报警。报警内容应包括：事故单位；事故发生的时间、地点、化学品名称、危险程度；有无人员伤亡以及报警人姓名、电话。 （2） 隔离、疏散、转移遇险人员到安全区域，建立500米左右警戒区，并在通往事故现场的主要干道上实行交通管制，除消防及应急处理人员外，其他人员禁止进入警戒区，并迅速撤 离无关人员。 （3） 消防人员进入火场前，应穿着防化服，佩戴正压式呼吸器。丙烯气易穿透衣物，且易溶于水，消防人员要注意对人体排汗量大的部位，如生殖器官、腋下、肛门等部位的防护。 （4） 小火灾时用干粉或CO2灭火器，大火灾时用水幕、雾状水或常规泡沫。 （5） 储罐火灾时，尽可能远距离灭火或使用遥控水枪或水炮扑救。 （6） 切勿直接对泄漏口或安全阀门喷水，防止产生冻结。 （7） 安全阀发出声响或变色时应尽快撤离，切勿在储罐两端停留6.2.4 同时组织专业人员制定抢救和修理方案。并将事故及时上报有关部门。6.3 中毒人员处理措施6.3.1 清除污染： 如果患者只是单纯接触丙烯气，并且没有皮肤和眼的刺激症状，则不需要清除污染。假如接触的是丙烯，并且衣服已被污染，应将衣服脱下并放入双层塑料袋内。 如果眼睛接触或眼睛有刺激感，应用大量清水或生理盐水冲洗20分钟以上。如在冲洗时发生眼睑痉挛，应慢慢滴入12滴0.4%奥布卡因，继续充分冲洗。如患者戴有隐形眼镜，又容易取下并且不会损伤眼睛的话，应取下隐形眼镜。 应对接触的皮肤和头发用大量清水冲洗15分钟以上。冲洗皮肤和头发时要注意保护眼睛。 6.3.2 由专业医务进行现场急救： 应立即将患者转移出污染区，对病人进行复苏三步法（气道、呼吸、循环）： 气道：保证气道不被舌头或异物阻塞。 呼吸：检查病人是否呼吸，如无呼吸可用袖珍面罩等提供通气。7. 使用、维修、改造操作注意事项：密闭操作，全面通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类接触。在传送过程中，钢瓶和容器必须接地和跨接，防止产生静电。搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。 储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30。应与氧化剂、酸类分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。7.1 使用管理应遵循：TSGR0004-2009