（工商管理专业论文）芳烃工程投产前安全管理对策研究.pdf

摘要 青岛丽东化工有限公司6 4 万吨年芳烃工程正式投产前，依据国 家安全生产法律法规，在综合分析原料、设备、生产工艺、仪表电气 控制系统的基础上，对生产装置区、油品罐区、特种设备进行危险源 辩识，确定工程重大危险源，归纳各装置的主要危险区域及其危险、 危害特征。 该分析采用了安全检查表、预先危险性分析( p h a ) 、道化学( d 咖) 火灾爆炸危险指数评价法、重大危险源火灾爆炸模型等安全评价工具。 通过定性、定量评价分析，并与国内外相似的石油化工装置对比，指 出装置各个区域可能存在的事故隐患、可能产生的有毒有害气体等危 险因素。 针对这些危险因素，从安全技术、安全教育、安全管理、应急反 应四个方面入手，完善各项安全措施，为设计、施工和装置投产后的 生产运行提供合理的指导和建议，避免试车过程中及正式投产后可能 造成的安全隐患。这就是芳烃工程的“4 e ”安全管理对策。 论证结果表明，该芳烃项目具有一定的风险性，但风险可以得到 有效控制，对突发性重大事故，具有很强的应对能力，风险是可以接 受的，该项目的建设和投产，不会威胁社区和城市的公共安全。 关键词：重大危险源事故安全隐患公共安全 b s t i t a b s t r a c t a c c o r d i n gt o t h en a t i o n a l s a f e t yp r o d u c t i o n1 a w sa n d r e g u l a t i o n s ，w es h o u l dh a v e a nu n d e r s t a n d i n go fo i lt a n k a r e a ，p r o d u c t i o nc o m p l e xa r e aa n dt h es p e c i a le q u i p m e n t sb e f o r e t h e6 4 木1 0 5 t yo fa r o m a t i c sp u t t i n gi n t op r o d u c t i o n ，o nt h eb a s i s o fc o m p r e h e n s i v es t u d yo fr a wm a t e r i a l ， e q u i p m e n t s ， p r o d u c t i o n p r o c e s sa n de l e c t r i c i t yc o n t r 0 1s y s t e m ，i no r d e rt om a k es u r ew h e r e i st h eg r a n dd a n g e r o u ss o u r c eo fp r o j e c ta n dt oi n d u c et h em a i n c h a r a c t e r i s t i c so fd a n g e r o u sa r e a t h i sa n a l y s i si i l a k e su s eo ft h es a f e t yc h e c k l i s t ， p r e d i c t e d h a z a r da n a l y s i s ( p h a ) ，t h ei i i e t h o do fd o wc h e m i c a lf i r ee x p l o s i o n h a z a r di n d e xa p p r a i s a l ，a n de x p l o s i o nm o d e lo fg r a n dd a n g e r o u s s o u r c e s t h r o u g ht h eq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v ea n a l y s i sa b o v e ， a n dc o m p a r i n gw i t ht h o s ep e t r o c h e m i c a lc o m p l e xb o t hh o m ea n d a b r o a d ，w ec a np o i n to u tt h o s ed a n g e r o u sf a c t o r si ne a c hc o m p l e x a r e at h a tm a yh a v el a t e n ta c c i d e n to rp r o d u c en o x i o u sg a s ， e t c f o u r s a f e t y m a n a g e m e n t j 丁i e a r u r e s s u c h a s s a f e t y e n g i n e e r i n g ，s a f e t ye d u c a t i o n ，s a f e t ye n f o r c e m e n ta n de m e r g e n c y r e s p o n s ea r eu s e dt oc o n t r d l t h e s e d a n g e r o u sf a c t o r s ，i n a c c o r d a n c ew i t hw h i c ht ow o r ko u tr e l a t e ds e c u r i t vm e a s u r e sa n d t op r o v i d er e a s o n a b l es u g g e s t o o nf o rd e s i g n ，c o n s t r u c t i o na n d c o m p l e xo p e r a t i o n ，t oa v o i dh i d d e nd a n g e r st h a tf o r m e dd u r i n gt h e p r o c e s so ft e s t i n gc o m p l e xo ra f t e rp r o d u c t i o ns t a r t u p t h i si s t h e “4 e ”s a f e t ym a n a g e m e n tp 0 1 i c yo fc o m p l e xe n g i n e e r t h ep a p e rp o i n to u tt h a tt h ec o m p l e xe n g i n e e rh a ss o m er i s k s ， b u tt h e s er is k sc a nb ec o n t r 0 11e d ，a n dw eh a v ee m e r g e n c yr e s p o n s e c ot h ea c c i d e n t ，s or i s k si sa c c e p t a b l e i tw i l ln o tt h r e a t e nt h e p u b l i cs a f e t yo fc o 咖u n i t y k e yw o r d s ：g r a n dd a n g e r o u s8 0 u r c e ；a e cid e n t ；hid d e nd a n g e r ； p u b ii cs a f e t y 1 论文研究的目的和意义 l1 论文研究的意义 我国目前正处于工业化和城镇化快速发展期，由于粗放型经济增 长方式没有根本改变，安全投入不足，安全生产基础薄弱，安全生产 形势依然严峻。这种局面若不改变，将直接影响我国经济的持续健康 发展和全面建设小康社会宏伟目标的实现。今后五到十年，是经济结 构调整和经济增长方式转变的重要时期，也是遏制重特大事故、减少 人员伤亡、降低职业危害、实现安全生产进一步好转的关键时期。 1 8 世纪中叶，蒸汽机的发明引起了一场工业革命。传统的手工业 劳动逐渐为大规模的机器生产所代替，生产率大大提高。但是因此也 伴随着安全事故的急剧增加，2 0 世纪以后，工业发展速度加快，环 境污染和重大工业事故相继发生，职业危害也日益严重。 据i l 0 ( 国际劳工组织) 统计，全球每年发生的各类事故大约为 2 2 亿起，去年全国因为各类事故死亡1 3 6 7 万人，我国每年因各类 事故造成的经济损失均在2 5 0 0 亿元以上。 事故是不安全的行为和不安全状态的直接后果。安全管理的一项 基本原则就是，要致力于对事故现象的本质分析，而不是把注意力放 在事故的后果、伤亡及损失方面。例如，从梯子上坠落的事故可以简 单地归纳为4 不小心”，但在不小心”的背后，可能掩盖着其他重要的 因素，例如，缺少培训、缺少维修、对作业缺乏计划和监督、没有规 范的安全管理体系。 初期阶段的安全管理，可以说是纯粹的事后管理，即完全被动地 面对事故，无奈地承受事故造成的损失；在积累了一定的经验和教训 之后，管理者采用了条例管理的方式，即事故后总结经验教训，制定 出一系列的规章制度来约束人行为，或采取一定的安全技术措旎控制 系统或设备的状态，避免事故的再发生，这就是事故预防的概念。而 职业安全卫生管理体系、h s e 管理体系的诞生则成为现代化安全管理 的重要标志。 中国的重工业化时代已经来临，未来几年，中国的石化产业将逐 步成为支柱产业。石油石化作业是高风险行业，必须采取更有效更完 善的h s e 管理以避免重大事故的发生。 项目概况 一个常规的分馏塔中被蒸馏到塔顶，而在塔底得到芳烃。 烷基交换歧化工艺( t d p ) 是通过烷基交换歧化反应将甲苯或 者重芳烃转化成苯和c 。芳烃的催化工艺。来自抽提单元的甲苯、来自 二甲苯单元的重芳烃被加料到本单元，在循环氢气和催化剂的作用下 发生烷基化转移反应。在稳定器中除去反应器产品中含有的苯、c 。芳 烃和一小部分轻烃。然后塔底产品被送至b e n z e n e t o l u e n e 分馏单元 中以分离苯、再循环甲苯和c 。芳烃，c 。芳烃被引入= 甲苯塔进一步分 离e 。芳烃和重芳烃。再循环甲苯、c 。芳烃与新鲜的甲苯、重芳烃起 被打迸本单元。 甲苯单独转化为苯和c 8 芳烃平衡混合物的反应称为歧化反应。甲 苯和重芳烃的混合物通过甲基取代芳烃中的甲基基团转移转化为c 。芳 烃的反应称为烷基交换反应，反应必须在也环境进行。 u 0 p 异构化工艺的主要作用除了异构化二甲苯外，i 一3 0 0 催化剂 有能力通过朗脱烷基反应生成苯，并且裂解异构化进料中的绝大部 分的饱和烃。 p a r e x 工艺是从二甲苯混合物中回收对二甲苯的工艺流程，采用 的是模拟移动床吸附分离技术。从二甲苯各异构体中分离出对二甲 苯，回收纯度可以高达9 9 8 。 p a r e x 单元中混合二甲苯流经固体吸附床层后，对二甲苯被吸附； 然后对二甲苯被解吸剂置换出来。分离操作是全液体操作，操作 x 北京交i 畎学硕士学位论文 表2 一l 总物料平衡表 序号项目收率( w t ) k g h 1 0 4 t a备注 进料 l c | c t t 石脑油 7 2 1 0 9 1 7 8 57 8 2 0 2 混合二甲苯2 7 9 03 5 5 0 53 0 2 5 合计1 0 0 0 01 2 7 2 9 01 吣4 5 出料 1 燃料气 1 3 9 71 7 7 8 31 5 1 5 自用燃料 2 液化气o 5 57 0 40 6 0 自用燃料 3 重芳烃 0 7 49 3 9 0 8 0自用燃料 4 抽余油7 5 39 5 8 98 1 7 5苯 1 4 8 4 1 8 8 8 51 6 0 9 6 对二甲苯 5 8 0 9 7 3 9 4 46 3 0 0 7 甲苯4 2 85 4 4 64 6 4 8 煤油 合计1 0 0 0 01 2 7 2 9 01 0 8 4 5 6 主要危险、有害因素分析 3 。主要危险、有毒有害因素分析 3 1 火灾、爆炸因素分析 根据石油化工企业设计防火规范和爆炸和火灾危险环境电 力装置设计规范，装置及罐区火灾危险类别均为甲类，爆炸危险区 域大部分为2 区。 危险点辨识包括两方面内容，一是识别系统中可能存在的危险、 有害因素的种类，这是因素识别工作的首要任务；二是在此基础上进 一步识别各种危险、有害因素的危害程度。 3 1 1 主要危险化学品 主要危险物料性质见表3 1 。 表3 1 主要危险物料性质表 火灾危 爆炸危险 物料名称闪点自燃点爆炸极限v 险类别 类别组别 汽油 4 3 2 5 5 3 9 01 4 7 6 甲bi i a 液化气- 7 44 2 6 5 3 72 2 5 9 6 5甲ai i at 1 戊烷 1 0 0 是 煤油 1 0 01 0 0 是 2中间罐区 重整油 2 0 2 0是 抽余油 2 0 2 0 是 盖 5 0 5 0 是 3 成品罐区 甲苯 1 0 0 1 0 0 是 二甲苯 1 0 0 1 0 0 是 液化气 1 0 1 0 是 4 污油罐区污油( 以汽油计) 2 0 2 0 是 煤油分离 煤油1 0 1 0 是 5 石脑油 2 2 是 单元 硫化氢 2 2 是 6 重整单元 氢气 1 】 是 苯2 0 2 0 是 7 抽提单元 甲苯 4 0 4 0 是 二甲苯 4 0 4 0 是 对二甲苯 8 二甲苯 4 0 4 0 是 单元 注：煤油分离单元以1 0 的煤油收率计：重整单元的氢气按照3 5 的氢气 收率计，抽提装置以及对二甲苯装置中的物料量均按照进料量以及系统藏量考 虑计算。 从上表可看出，危险物料苯、甲苯、二甲苯、煤油、石脑油、液 化气、污油、抽余油等储存量均超过临界量，其储存系统构成重大危 险源。生产过程中的苯、甲苯、二甲苯、煤油、石脑油、液化气、氢 气等危险物料的物质量均超过临界量，其所在单元构成重大危险源， 应按重大危险源管理要求加强监控。 b 特种设备重大危险源辨识 ( 1 ) 构成重大危险源压力容器的条件是最高工作压力0 1 m p a ，易 燃介质，且p v 1 0 0 m p a m 3 的压力容器( 群) 。 j 匕耙莲i 配峭叼_ 吐学位论文 液化气球罐、加氢反应器、重整反应器、氢气再接触罐、歧化反 应器、异构化反应器、苯塔、甲苯塔均为装置内压力容器重大危险源。 ( 2 ) 构成重大危险源的压力管道的判断条件是，输送g b 5 0 4 4 中极 度、高度危害液体介质、g b 5 0 1 6 0 及g b j l 6 中规定的火灾危险性为甲、 乙类可燃气体，或甲类可燃液体介质，且公称直径1 0 0m m ，设计压 力4 m p a 的管道。 石脑油加氢单元的反应嚣及氢气压缩机系统部分管径1 0 0m m 的管道，均构成压力管道重大危险源。 ( 3 ) 构成重大危险源的锅炉的判定条件是，额定蒸汽压力大于 2 2 m p a ，且额定蒸发量1 0 油。 两台锅炉过热蒸汽压力4 2 2 m p a ，单台额定蒸发量1 8 0 咖，均构 成重大危险源。 3 2 设备腐蚀危险性分析 设备腐蚀是石化生产中导致物料泄漏、火灾、爆炸、中毒等事故 发生的最重要原因之一。 a 氢损伤 装置中的氢损伤主要为氢鼓泡、氢腐蚀和氢脆。在高温高压同时 有氢气的条件下，主要会发生氢腐蚀和脱碳。钢材长期暴露在高温氢 之中，钢强度会降低，金属延展性和蠕变速度增高，会造成设备腐蚀 破坏，危险性极大。 b 高温心s h 。腐蚀 在加氢反应器、反应流出物，混合进料换热器等临氢设备及其管线 中，由于高温h 2 s 、h 2 的存在，易形成高温h 2 s h 2 腐蚀。 c 湿h 2 s 应力腐蚀 部分温度较低的设备及管线内存在湿h 2 s 应力腐蚀。由于h 2 s 和 水蒸汽的存在，设备和管线易发生湿h 2 s 应力腐蚀，严重时可导致材 质开裂、物料泄漏，甚至引起火灾、爆炸事故。 d 硫化物应力腐蚀开裂 1 2 重整装置的主要噪声源为气压机、加热炉和泵，抽提装置主要噪 声源为加热炉、机泵、压缩机、空冷器等，对二甲苯装置主要噪声源 为加热炉、空冷器、机泵。蒸汽放空、管线吹扫也产生较大的噪声危 害。 c 粉尘 催化荆的装卸、设备内部清扫等操作中，存在粉尘危害，长期接 触对呼吸道、肺、眼睛等有伤害。 d 高温 高温环境会引起中暑，长期高温作业可使人出现高血压、心肌受 损和消化功能障碍等病症。 e 腐蚀性危害 氢氧化钠溶液具有强腐蚀性作用。如果操作不当或容器破裂导致 物料泄漏，防护措施失效可能会造成人体灼伤。 f 窒息危害 如果塔、容器内含氧量不够或存在可燃、毒性物质，进入容器内， 易发生中毒、窒息等人身伤害事故。 g 辐射危害 重整装置中的反应和催化剂再生部分设置有6 台c 0 曲放射性料位 仅，及测量钢板厚度用的测厚仪，必须做好屏蔽保护和管理。 3 4 自然灾害危险、有害因素分析 a 黄岛为雷暴多发区，而且周边地形空旷，又有大量的金属设备 和高大金属尖端存在，生产中大量存储使用易燃易爆物料，是雷电保 护的重点区域，应注意对雷击事故的防范。 b 风速相对较高，年均大风日数6 级以上为8 2 天，7 级以上为5 0 天，8 级以上为1 8 天，对设备及建( 构) 筑物有一定影响。 c 黄岛是我国沿海海雾最多的区域，最低气温为- 1 6 9 天气给 装置露天设备的运行及检修带来困难，人员高空作业环境较差。 1 4 北京交通大学硕士学位论文 4 安全分析及评价 4 1 安全分析单元 原则上把在布置上具有相对独立性、工艺上又具有不同性的装置 或设备划分为一个单元。并结合装置主要危险、有害因素分析，同时 考虑到装置的工艺特征、工艺设备平面布局来进行评价单元的划分。 共划分为2 0 个评价单元。 4 2 安全分析方法 a 采用安全检查表对装置部分的设计方案进行场地条件以及安 全设计方面的检查，对发现的问题提出可行的解决办法和应对措施； b 对不适合进行定量计算的单元采用预先危险性分析法( p h a ) 进行定性分析； c 对芳烃联合装置中的评价单元采用“火灾、爆炸危险指数评价 法”进行定量评价； d 对储运系统的油品罐区和液化气罐区采用火灾、爆炸灾害评价 方法对罐区的灾害半径进行预测。 评价单元及选用的评价方法见表4 1 。 1 8 安全分析 表4 1 评价单元划分表 装置序号安全分析单元名称主要设备评价方法 可研p 1场地条件 安全检查表法 设计p 2装置安全设计 p 3 总图及平面布置 安全检查表法 p 4工艺方面 安全检查表法 p 5 消防方面 现场 p 6 预处理单元预加氢反应器 检查 p 7 重整单元重攘反应器道化学火灾爆炸 p 8 氢气再接触单元2 # 再接触罐危险指数评价法 p 9 压缩机单元氢气压缩机 p l o抽提单元苯塔 芳烃 p 1 1苯，甲苯分馏单元甲苯塔 道化学火灾瘊炸 抽提 p 1 2 异构化单元异构化反应器危险指数评价法 装置 p 1 3 二甲苯分馏单元稳定塔 通用 p 1 4 机泵单元部分重要机泵预先危险性分析 设备p 1 5 冷换单元部分重要换热器 法 p 1 6 石脑油罐4 0 0 m 3 石脑油罐 p 1 7 二甲苯罐1 2 0 0 0 m 3 二甲苯罐易燃易爆危险源 储运 p 1 8 苯罐 4 0 l n 3 苯罐火灾爆炸模型评 系统 p 1 9甲苯罐4 5 0 0m 3 甲苯罐估法 p 2 0 液化气罐区1 删液化气球罐 4 3 1 安全检查表 a 采用安全检查表对装置部分建构筑物、工艺设备、管道、仪表电 气等工程系统的设计方案进行检查。安全检查表见表4 2 。 1 9 安全分析 b 针对装置的总平面布局、道路安全、常规防护设施，编制装置 总图和平面布置安全检查表，针对装置总图和平面布置进行检查，安 全检查情况见表4 3 。 表4 - 3 装置总图和平面布置安全检查表 序 检查内容实际情况 检查 号 意见 公司的总出入口不应少于2 个，且 工公司的出口设置2 个，南北 l符合 宜位于不同方位各一 消防道路的净空高度不应小于5 m ，主干道宽度1 7 m ，净空高度不 2 消防道路的路面宽度不应小于6 m 小于5 m 。消防道路主干路宽 符合 消防道路的转弯半径不应小于1 2 m度9 m ，内部消防通道宽度6 m 生产区的道路宜采用双车道，单车 3 生产区的道路均采用双车遵符合 道时应满足错车要求 布置在公路型道路路肩上的管架支 柱、照明电杆、行道树或标志杆等。 4 距离符合要求符合 距离双车道边缘不应小于0 5 m ，至 单车道中心线不应小于3 m 供消防车通行的装置内道路宽度不 消防道路宽度为6 m ，净空高 5 符合 应小于4 m 、净空高度不应小于4 5 m度4 5 m 以上 装置内部应用道路将装置分隔为占 二甲苯分离及异构化区、芳烃采取 6 地面积不大于1 0 0 0 0 m 2 的设备、建抽提区的占地面积较大，接近补充 筑物区规定值措施 建筑物的安全疏散门应向外开启。 甲、乙、丙类房间的疏散门不应少主控室以及罐区控制室的两 7 符合 于2 个( 面积小于6 0 胁2 的乙”丙个安全疏散门均向外开启 类液体设备的房间，可只设1 个) 设备、建构筑物宣布置在同一地平 设备、建构筑物均布置在同一 面上，当受地形限制时，应将控制 地平面上。控制室、变配电问、 符合 8 室、变配电间、化验室、生活问等 化验室均比室外地坪高o 6 m 布置在较高的地平颈上；中间储罐 宣布置在较低的地平面上 以上 装簧的控制室、变配电间、化验室、 生活闻等应布置在装置的一侧，并 9 位于爆炸危险区域之外，并宜位于 装置的控制室、变配电问布置 甲类设备全年最小频率风向的下风 在装置区的东南侧 符合 侧 2 1 北京交通大学硕士学位论文 4 3 2 预先危险性分析 采用预先危险性分析方法的目的是早期发现系统的潜在危险因 素，确定系统的危险性等级，提出相应的防范措施。 a 分析步骤 ( 1 ) 从有害物质、工艺条件、设备故障、人员失误及外界影响等 方面分析系统存在的危险、有害因素。 ( 2 ) 分析触发事件，触发事件是系统危险、有害因素导致事故、 危害发生的条件。 ( 3 ) 推测可能导致的事故类型和危险或危害程度 ( 4 ) 确定危险、有害因素后果的危险等级 危险程度等级划分见表4 4 。 表4 4 危险、有害因素危险程度等级划分表 危险等级可能造成的伤害和损失 1 级安全的，可以忽略 临界的处于事故边缘状态，暂时尚不能造成伤亡和财产损失， 2 级 应予以捧除或采取控制措施 3 级 危险的，会造成人员伤亡和系统损坏，要立即采取措施 4 级 破坏性的，会造成灾难性事故必须立即排除 ( 5 ) 制定相应安全措施 b 评价过程 分别对机泵单元、冷换单元采用预先危险性分析( p h ) 法进行 定性评价。 ( 1 ) 机泵单元 机泵单元设备集中、操作频繁、容易泄漏和散发操作介质，在出 现通风不良、电气设备不符合防爆要求、设备安装质量差、设备材质 有缺陷及设备腐蚀或老化、超温超压运转、泵体或封头渗漏、阀门、 轴密封泄漏、机泵运转时间过长以及违章作业、违章动火等情况下， 极易发生火灾爆炸事故。机泵 安全分析 危险 原因结果 危险 措施 因素等级 1 油泵密封磨损漏油1 紧急停泵，更换密封圈； 火灾 2 密封圈压偏； 人员 2 更换新的垫圈； 爆炸 3 同心度找正不好； 伤害， 2 3 3 重新找正； 财产 4 漏出的油或油气积聚 损失 4 加强通风捧出聚集油 气。 1 泵入口堵塞；1 清理堵塞物； 2 检修不合格造成吸入口漏气；2 排除漏气原因，排空泵 火灾3 电机接线错误致使反向； 造成 内气体； 爆炸 4 阀门泄漏或打不开 财产 3 损失 3 检查电机接线； 5 液位计失灵造成液面过低： 4 堵漏或换阀： 5 提高液面； 1 泵与电机不同心； 1 校正同心度； 2 泵口环问隙过小； 电机 2 调整间隙； 火灾3 填料密封过紧； 烧毁， 2 33 调整填料密封圈； 4 叶轮有杂物； 机泵 停运 4 清除杂物； 5 泵超负荷：5 调整操作； ( 2 ) 冷换单元 换热器遭到腐蚀、受热应力作用、垫片选择不适当、安装检修质 量不合格、填料损坏、操作不稳定导致压力骤升骤降以及换热介质温 差过大等均能够造成泄漏。冷换单元p h a 危险性分析见表4 6 。 安全分析 ( 1 ) 确定评价单元。包括评价单元的确定和评价设备选择。 ( 2 ) 求取单元内重要物质的物质系数m f 。 重要物质是指单元中以较多数量( 5 以上) 存在的危险性潜能较 大的物质。物质系数( m f ) 是表述物质由燃烧或其它化学反应引起的 火灾、爆炸过程中释放能量大小的内在特性，它由物质可燃性n f 和 化学活泼性( 不稳定性) n r 求得。 ( 3 ) 根据单元的工艺条件，采用适当的危险系数，求得单元一般工 艺危险系数f 1 和特殊工艺危险系数f 2 。 一般工艺危险系数f 1 是确定事故损害大小的主要因素。 特殊工艺危险系数f 2 是影响事故发生概率的主要因素。 ( 4 ) 求工艺单元危险系数f 3 。f 3 = f 1 f 2 。 ( 5 ) 求火灾、爆炸指数f & e l 。f e j = f 3 m f 。它可估计生产过程 中事故可能造成的破坏。f e l 值与危险程度之间的等级划分关系见 表4 7 。 ( 6 ) 用火灾、爆炸指数值查出单元的暴露区域半径r ( m ) ，并计算 暴露面积a 。a = p r 2 ( m 2 ) 。 ( 7 ) 确定安全措施补偿系数c 。 安全措施补偿系数c 为工艺控制补偿系数c 1 、物质隔离补偿系 数c 2 、防火措施补偿系数c 3 三者的乘积，即c c 1 c 2 c 3 。 ( 8 ) 计算安全措施补偿后的火灾、爆炸指数f e i 。 表4 7f e i 及危险等级划分表 f e l 值危险等级 l 6 0 最轻 6 1 9 6 较轻 9 7 1 2 7 中等 1 2 8 1 5 8很大 1 5 9非常大 b 评价过程 ( 1 ) 评价单元工艺参数的确定 以评价单元内评价设备的工艺参数作为整个评价单元的工艺参 数，各单元的参数汇总见表4 8 ，物质系数及特性见表4 9 。 北蔚虹配蝴士学位论文 表4 8 评价单元工艺参数表 单元参数温度压力 单熹心 评价设备名称设备位号操作介质 ( )m t p a ) 煤油分馏单元煤油分馏塔 1 0 1 c 2 0 1 重石脑油 2 柏 0 3 5 预处理单元预加氢反应器 1 0 4 c 1 0 2 石脑油、氢气 3 7 54 2 重整单元重整反应器 1 0 3 c 1 0 1 卅 石脑油、氢气 5 5 0o 8 2 氢气再接触单元2 号荐接触罐 1 0 3 c 1 0 8 氢气 1 2 04 2 重整压缩机单元氢气压缩机 1 0 4 k 1 0 1 氢气 9 74 3 抽提单元苯塔 1 0 6 c - 2 0 l 芳烃 2 5 0o 3 5 苯，甲苯分馏单元甲苯塔 1 0 6 c 2 0 4 苯、甲苯 3 0 0o 6 5 甲苯、二甲苯、 歧化单元歧化反应器 5 2 03 3 1 0 7c 1 0 2 氢气 异构化单元异构化反应器 1 0 9c 1 0 2 二甲苯、氢气 4 5 51 。5 5 二甲苯分馏单元稳定塔 1 0 7c 1 0 4 二甲苯2 6 01 0 歧化压缩机单元 循环氢压缩机 1 0 7 k 1 0 1 氨气6 43 4 注：操作条件按设计值进行考虑。 表4 9 物质系数及特性 物质名物质系 燃烧热，h c 毒性系燃烧系化学不稳 序号 称数，m f ( b u t ，1 b 1 0 3 )数，n h 数，n f定性，n 1 石脑油 1 61 8l30 2 氢气 2 1 5 1 6 04o 3 苯 1 61 7 323 o 4 甲苯 1 61 7 4230 5 二甲苯 1 61 7 6230 ( 2 ) 评价单元危险系数的确定 火灾、爆炸危险指数f e i 的计算见表4 一l o 表4 1 6 。 安全分析 表4 1 0 预处理单元火灾、爆炸危险指数计算表 工艺设备主要物料 石脑油、氢气操作状态 正常操作 确定m f 的物质氢气物质系数( 胁) 2 1 1 ) 一般工艺危险 危险系数范围 采用危险系数 基本系数 1 0 01 0 0 a 、放热反应 0 3 0 1 2 5 0 3 0 b 、吸热反应 0 2 0 0 4 0 c 、物料处理与输送 o 2 5 1 0 5 d 、排放和泄漏控制 0 2 5 0 5 0 0 2 5 一般工艺危险系数( f 1 ) 1 5 5 2 ) 特殊工艺危险 基本系数 1 0 01 o o a 、毒性物质 0 2 0 0 8 0 0 2 b 、负压( 绝压 5 0 0 m i l l i g ) o 5 0 c 、爆炸极限范围内或其附近的操作 1 罐装易燃液体( 无惰性气体保护) 0 5 0 2 控制失灵或惰性气体吹扫故障 o 3 00 3 3 一直在爆炸极限范围内或其附近 0 8 0 d 、粉尘爆炸 0 2 5 2 0 0 e 、压力( 4 2 m p a )0 1 6 1 5 0 0 7 5 f 、低温0 2 0 0 3 0 g 、易燃和不稳定物质的重量( 2 9 3 0 0 k g ) 1 工艺过程中的液体或气体 1 3 3 2 贮存中的液体或气体 h 、腐蚀与侵蚀 0 1 0 0 7 5o 2 0 i 、泄漏一接头和填料 0 1 0 1 5 00 1 0 j 、使用明火设备 k 、热油热交换系统 o 1 5 1 1 50 3 0 l 、转动设备o 5 0 特殊工艺危险系数( f 2 ) 4 1 8 工艺单元危险系数f 3 = ( f l f 2 ) 6 4 8 火灾、爆炸指数f e i = f 3 陆1 3 6 2 7 北初瑚彰弹硕士学位l 咤i 文 表4 1 1 重整单元火灾、爆炸危险指数计算表 工艺设备主要物料石脑油、氢气操作状态正常操作 确定m f 的物质氢气物质系数( ) 2 1 1 ) 一般工艺危险危险系数范围采用危险系数 基本系数 1 0 01 0 0 a 、放热反应 0 3 0 1 2 5 b 、吸热反应 0 2 0 0 4 0o 2 0 c 、物料处理与输送0 2 5 1 0 5 d 、密闭或室内工艺单元o 2 5 o ，9 0 e 、通道 o 2 0 o 3 5 f 、排放和泄漏控制o 2 5 0 。5 0 0 2 5 一般工艺危险系数( f 1 ) 1 4 5 2 ) 特殊工艺危险 基本系数1 ，0 01 0 0 a 、毒性物质 o 2 0 o 8 00 2 b 、负压( 绝压 5 0 0 m m h g ) 0 5 0 c 、爆炸极限范围内或其附近的操作 1 罐装易燃液体( 无惰性气体保护) o 5 0 2 控制失灵或惰性气体畋扫故障 o 3 0o 3 3 一直在爆炸极限范围内或其附近o 8 0 d 、粉尘爆炸o ，2 5 2 0 0 e 、压力( o 8 2 l l p a )0 1 6 1 5 0o 3 5 f 、低温o 。2 0 0 3 0 6 、易燃和不稳定物质的重量( 2 4 6 4 7 k g ) 1 工艺过程中的液体或气体 1 3 0 2 贮存中的液体或气体 3 贮存中的可燃固体和工艺中的粉尘 h 、腐蚀与侵蚀o 1 0 o 7 50 2 0 i 、泄漏一接头和填料 o 1 0 1 5 00 1 0 j 、使用明火设备 k 、热油热交换系统o 1 5 1 1 5o 3 0 l 、转动设备o 5 0 特殊工艺危险系数( f 2 ) 3 7 5 工艺单元危险系数f 3 = ( f l f 2 )5 4 4 火灾、爆炸指数f e i = f 3 陆 1 1 4 安全分析 工艺设备主要物料 氢气操作状态 正常操作 确定址的物质 氢气物质系数( 啡) 2 l 1 ) 一般工艺危险 危险系数范围采用危险系数 基本系数 1 0 01 0 0 a 、放热反应 0 3 0 l ，2 5 0 3 0 b 、吸热反应 o 2 0 0 4 0 c 、物料处理与输送 o 2 5 1 0 5 d 、密闭或室内工艺单元 0 2 5 o ，9 0 e 、通道 o 2 0 0 3 5 f 、排放和泄漏控制 0 2 5 0 5 0 一般工艺危险系数( f 1 ) l i3 0 2 ) 特殊工艺危险 基本系数 1 o o1 0 0 a 、毒性物质 0 2 0 0 8 0 b 、负压( 绝压 5 0 0 m h g ) 0 5 0 c 、爆炸极限范围内或其附近的操作 1 罐装易燃液体( 无惰性气体保护) 0 5 0 2 控制失灵或惰性气体吹扫故障 0 3 00 3 3 一直在爆炸极限范围内或其附近 o 8 0 d 、粉尘爆炸 0 2 5 2 0 0 e 、压力( 4 3 m p a ) 0 1 6 1 5 0o 7 3 f 、低温o 2 0 0 3 0 g 、易燃和不稳定物质的重量( 9 8 5 9 莳) 1 工艺过程中的液体或气体 0 7 0 2 贮存中的i 茛体或气体 3 ，贮存中的可燃固体和工艺中的粉 尘 h 、腐蚀与侵蚀 o 1 0 o 7 5o 2 0 i 、泄漏一接头和填料 0 1 0 1 5 0 o 1 0 j 、使用明火设备 k 、热油热交换系统 o 1 5 1 1 5 l 、转动设备 0 5 0o 5 0 特殊工艺危险系数( f 2 ) 3 5 3 工艺单元危险系数f 3 = ( f l f 2 ) 4 5 9 火灾、爆炸指数f e i = f 3 m f 9 7 北京交通大学硕士学位论文 工艺设备主要物料芳烃操作状态正常操作 确定胍的物质甲苯物质系数( 地) 1 6 1 ) 一般工艺危险危险系数范围采用危险系数 基本系数 1 _ 0 01 0 0 a 、放热反应 0 3 0 1 2 5 b 、吸热反应 o 2 0 0 4 0 c 、物料处理与输送 0 2 5 1 0 5 d 、密闭或室内工艺单元 o 2 5 o 9 0 e 、通道 o 2 0 o 3 5 f 、排放和泄漏控制o 2 5 o ，5 00 2 5 一般工艺危险系数( f 1 )1 z 5 2 ) 特殊工艺危险 基本系数 1 0 01 0 0 a 、毒性物质o 2 0 o ，8 0o 4 0 b 、负压( 绝压 5 0 0 m m h g ) 0 + 5 0 c 、爆炸极限范围内或其附近的操作 1 罐装易燃液体( 无惰性气体保护) 0 5 0 2 控制失灵或惰性气体畋扫故障o 3 0 o 3 3 一直在爆炸极限范围内或其附近 o 8 0 d 、粉尘爆炸 0 2 5 2 0 0 e 、压力( 0 3 5 l p a ) o 1 6 1 5 0o 2 3 f 、低温 o 2 0 o 3 0 g 、易燃平u 不稳定物质的重量( 2 5 0 0 0 k g ) 1 工艺过程中的液体或气体 1 3 7 2 。贮存中的液体或气体 3 贮存中的可燃固体和工艺中的粉 尘 h 、腐蚀与侵蚀 o 1 0 o 7 50 2 0 i 、泄漏一接头和填料 0 1 0 1 5 0o 1 0 j 、使用明火设备 k 、热油热交换系统 o 1 5 1 1 5o 3 0 l 、转动设备 0 5 0 特殊工艺危险系数( f 2 ) 3 9 0 工艺单元危险系数f 3 = ( f 1 f 2 ) 4 8 7 5 火灾、爆炸指数f e i = f 3 x 腓 7 8 北耙瑚驮学硕士学位论文 4 。3 4 火灾、爆炸事故灾害分析 a 易燃、易爆、有毒重大危险源火灾爆炸模型 易燃、易爆、有毒重大危险源火灾爆炸模型研究目的是，估算重 大火灾爆炸危险源发生火灾、爆炸事故时的破坏严重度，预测人员伤 亡半径和财产损失情况，为装置的事故预防和安全管理提供依据，对 预防事故的发生和减少人员财产损失具有重要意义。 罐区的火灾、爆炸事故模型可分为池火灾和沸腾液体扩展为蒸气 云爆炸两种，其中可燃液体罐区的事故灾害为池火灾，液化气球罐的 事故灾害为沸腾液体扩展为蒸气云爆炸。本次分析将根据这两种火灾 爆炸事故模型对不同事故类型的评价单元分别估算其破坏严重度。 ( 1 ) 池火灾事故灾害严重度评价 由可燃液体引起的池火灾，热辐射是其主要危害。其灾害严重度 评估内容包括： 目标接受热通量与损伤半径关系 目标接受到的热通量与损伤半径之间的关系如下式： q ( r ) - 口。( 1 0 0 5 8 j n r ) y ( 式4 一1 ) 式中：q ( r ) 一目标接受到的热通量( k w m 2 ) ； q 广火焰表面的热通量( k w m 2 ) ； r 火焰到液体中心的水平距离( m ) ； v 一视角系数。 热辐射对人员伤害半径估算 设引起人员伤亡、重伤、轻伤的热通量分别为q 。、q 。、q 。，其与 火焰燃烧的时间对应关系式经整理后如下： 只一3 6 3 8 + 2 5 6 l n k 吼嚣 ( 式4 2 ) 只。一4 3 1 4 + 3 0 1 8 8 l n b ，xj ( 式4 3 ) j 卑一一3 9 8 3 + 3 0 1 8 6 i n t 吼xj ( 式4 4 ) 式中：t 一火焰燃烧时间( s ) 。 p 人员伤害机率单位。 安全分析 设r 、r 。、r ，分别为死亡半径、重伤半径、轻伤半径，将上式求 出的q 。、q ：、q 。代入上面的热通量与损伤半径关系式中可求得r 。、r z 、 r 。值。 热辐射对建筑物破坏半径的估算 热辐射对建筑物的影响直接取决于热辐射强度及作用时间长短。 可引起建筑物破坏的热通量计算式如下： q = 6 7 3 0 f 始+ 2 5 4 0 0 ( 式4 5 ) 式中：q 一引燃木材的热通量( k w 一) ； t 一火灾延续时间( s ) 。 设建筑物破坏半径为r ，将q 值代入关系式： 口伍) 一目。( 1 一o 0 5 8 l n r y ( 式4 6 ) 求得r 值。 ( 2 ) 沸腾液体扩展为蒸气云爆炸事故严重度评估 液化储存的可燃气体瞬间泄漏后，如果遇到火源可发生剧烈的爆 炸现象，能产生巨大的火球，形成强烈的热辐射，造成人员伤亡和财 产损失。其事故严重度评估内容如下： 火球半径的计算 火球半径和可燃物质量的立方根成正比。计算式为： 月；2 9 矽j ( 式4 7 ) 式中：r 一火球半径( m ) ； w 一火球中消耗的可燃物质量( k g ) 。 火球持续时间的计算 火球持续时间也和可燃物质量w 的立方根成正比。计算式为： f o 4 5 矽乃 ( 式4 8 ) 式中：卜火球持续时间( s ) 。 目标接收到的热辐射通量的计算 目标接收到的熟辐射通量q ( r ) 按下式计算； 鼋( ，) m 只2 r ( 1 一o 0 5 8 l n ，) k 2 + r 2 f ( 式4 9 ) 3 9 北静勘夥_ 学硕士学位论文 5 “4 e ”安全管理对策 5 1 “4 e ”安全管理 事故的发生常常有很强的偶然性，不可能准确地预测出事故发生 的时间和地点，但是，事故都是可以控制的。通过对事故发生条件的 分析，可以找到事故发生的客观规律，得到控制事故的最佳途径。 对于事故的预防与控制，应从安全技术、安全教育、安全管理三 个方面入手，采取相应措施。因为技术( e n g i n e e r i n g ) 、管理 ( e n f o r c e m e n t ) 和教育( e d u c a t i o n ) 三个英文单词的第一个字母均 为e ，也有人称之为“3 e ”对策。但是，针对石油化工企业芳烃工程 的特点，事故发生的概率即使很小，但一旦发生事故，如果没有有效 的控制，可能酿成灾难性的重大破坏，所以企业的应急反应 ( e m e r g e n c yr e s p o n s e ) 也非常重要，与前面提到的“3 e ”对策一 起，构成“4 e ”，这就是芳烃工程的“4 e ”安全管理对策。 陶5 一l “4 e ”安全管理对策 5 2 落实安全技术实现本质安全 5 2 1 本质安全 安全管理不仅要预防和控制事故，而且要给劳动者提供一个安 全、舒适、卫生的工作环境。安全是人的第一需要，以人为本，首先 要以人的生命为本。生活在一个没有安全感的企业、城市和社会，美 好生活从何谈起? 这也是“以人为本”管理理念的具体体现。 4 2 “4 e ”安全奢目蜊靠 以此为出发点，可知发展安全技术，确保本质安全( i n t r i n s i c s a f e t y ) ，应是实现安全管理的重要手段。 所谓本质安全技术，是指不是从外部采取附加的安全装置和设 备，而是依靠自身的安全设计，进行本质方面的改善，即使发生故障 或误操作，设备和系统所能保证安全。 在本质安全系统中，人发生失误也不会导致事故，因为发生事故 的条件不存在。当然，在设计中，使系统达到本质安全是很难的， 但可以通过设计使系统的发生事故的风险尽可能地最小化，或降低到 可接受的水平。 5 2 2