硝酸行业的重大危险源辨识

硝酸行业的重大危险源辨识硝酸行业的重大危险源辨识 1 11 1 重大危险源要素分析 重大危险源要素分析 重大危险源是指长期地或临时地生产 加工 搬运 使用或贮存危险物质 且 危险物质的数量等于或超过临界量的单元 单元指一个 套 生产装置 设施 或场所 或同属一个工厂的且距边缘距离小于 500m 的几个 套 生产装置 场 所或设施 危险物质指一种物质或若干种物质的混合物 由于它的化学 物理或毒性特性 使其具有易导致火灾 爆炸或中毒的危险 当单元内存在危险物质的数量等于或超过上述标准中规定的临界量 该单元即 被定为重大危险源 本厂生产工艺流程复杂 具有易燃 易爆 有毒 高温 高压及生产过程连续 性的特点 其中间产品半水煤气 一氧化碳和氢气混合物 半水煤气中的硫 化氢和甲烷 以及产品氨 甲醇均属于 gb18218 2009 标准中所列的危险物质 这些物质在设备失效 泄漏 操作失控或自然灾害等情况下 存在着发生火灾 爆炸 人员中毒窒息等严重事故的潜在危险 另外 建设项目中使用压力容器 压力管道和锅炉是国家安全生产监督管理局文件 安监管协调至 2004 56 号 中要求重大危险源申报的危险能量储存设施 因此 从存在危险物质和危险能量设施方面看 该评价区域具备了构成重大危 险源的必要条件 有鉴于此 应该进一步对生产过程中危险物质的种类 每种 危险物质的具体数量以及设备操作条件等进行认真地分析和计算 以便最终科 学的确认该厂是否构成重大危险源 1 21 2 重大危险源辨识方法重大危险源辨识方法 重大危险源辨识方法是依据 gb18218 2009 重大危险源辨识 的规定进行辨识 辨识方法是当单元内存在危险物质的数量等于或超过上述标准中规定的临界量 该单元即被定为重大危险源 判断项目区域是否构成重大危险源的另一种方法是按 关于开展重大危险源监 督管理工作的指导意见 国家安全生产监督管理局文件 安监管协调字 2004 56 号 中规定的重大危险源普查申报的分类来进行 该法分类的原则 是 从可操作性出发 以重大危险源所处的场所或设备 设施对重大危险源 进行分类 再按相似相容性原则 依据各大类重大危险源各自的特性进行有层 次的展开 该法按上述原则将重大危险源分为 9 类 1 贮罐区 贮罐 5 锅炉 2 库区 库 6 压力容器 3 生产场所 7 煤矿 井工开采 4 压力管道 8 金属非金属地下矿山 9 尾矿库 此次分别采用者两种辨识方法进行重大危险源辨识 1 31 3 根据根据 gb18218gb18218 进行重大危险源辨识进行重大危险源辨识 评价区域其中间产品半水煤气 一氧化碳和氢气混合物 半水煤气中的硫化 氢和甲烷 以及产品氨 甲醇均属于 gb18218 2009 标准中所列的危险物质 硫 化氢和甲烷由于在生产装置中 较少独立存在 故不再进行重大危险源辨识 1 3 1 氨物质量的估算 1 生产区液氨量 生产区内氨主要以液态存在于过度储罐中 反应和分离设备中气氨相对较少 液氨在氨合成塔后的氨冷凝器 氨分离器中 根据设备容积和液位控制情况 存液氨重量约为 15m 常温下液氨的密度为 617kg m 经计算生产场所液氨的最大储存量约为 9 3t 2 液氨库区液氨量 设置有 200 m 液氨立式储罐 2 台 50 m 液氨卧式储罐 3 台 操作温度下密度 取为 617kg m 装料系数区 0 85 时 液氨最大贮存量为 w 氨 550 0 617 0 85 288t 1 3 2 半水煤气 一氧化碳和氢气混合物 量的计算 造气炉造出半水煤气后 在生产流程中 变换以前的大部分管道 设备中均存 在一氧化碳和氢气的混合物 贮存量最大的是一座 6500 m 的气柜 以下计算 气柜中一氧化碳和氢气混合物的量 气柜中物料组成为 h240 co30 co27 n222 020 3 ch4 0 7 均为体 积 操作温度为 40 操作压力为 300 400mmh2o 2 9 4 6kpa 表 用以下气体 方程进行计算 wi mipv rt 式中 wi i 组分的质量 mi i 组分的分子量 p 操作压力 v 容积 m r 气体常数 8 314 t 温度 k 将各常数带入上式 6500 m 气柜中最大存放一氧化碳 0 32t 和氢气 0 02t 混合物的量为 0 34t 1 3 3 甲醇量的计算 甲醇主要存在于甲醇精馏工段和甲醇储罐区中 常温常压保存 甲醇的密度为 790 kg m 装料系数为 0 85 1 甲醇精馏工段设有甲醇中转罐 容积均为 60 m 另外精馏塔 冷凝器 和回流罐中估计储存 10t 生产场所有甲醇总计 40t 2 甲醇库区由四台容积为 500 m 的储罐 最大储存甲醇量为 335t 1 3 4 根据 gb18218 2009 进行重大危险源辨识结果 根据 gb18218 2009 的规定 建设项目区域相关危险物质构成重大危险源的临 界量和单物质辨识结果见表 3 1 1 表 3 1 1 项目区域单物质重大危险源辨识结果 根据 3 7 1 中队危险物质量的估算结果 根据 gb18218 2009 中的规定的重大 危险源辨识标准 甲醇罐区 氨库 硝酸罐区单独构成重大危险源 由于它们 相距不大于 500m 故可以构成一个重大危险源 1 3 5 根据安监管 56 文件进行重大危险源辨识 评价区域按国家安全生产监督管理局安监管协调字 2004 56 号文 以下简称 56 号文 中的规定 可能需要进行重大危险源申报的类别为压力容器群 构成 重大危险源的申报条件为属下列条件之一的压力容器 序号 危险物质名 称 现场存量 生产装置区 gb18218 规定的 生产场所临界量 吨 gb18218 规定的 储存区临界量 吨 单物质重大危险源辨识 结果 1 氨 9 3 28840100 氨库区域构成重大危险 源 2 甲醇 40 3352050 构成重大危险源 3 半水煤气 0 34120 不构成重大危险源 4 硝酸 3000100 构成重大危险源 1 介质毒性程度为极度 高度或中度危害的三类压力容器 2 易燃介质 最高工作压力 0 1mpa 且 pv 100mpa m 的压力容器 群 根据 gb5044 85 职业性接触毒物危害程度分级 的相关规定 评价项目中存 在的一氧化碳为高度危害物质 氨为轻度危害物质 1 41 4 事故危害后果分析事故危害后果分析 1 4 1 半水煤气柜燃爆事故危害后果的定量分析 进行燃爆危害后果分析选取 6500 m 半水煤气柜发生燃爆事故为样本进行危害 后果计算 造气炉产生半水煤气后 在合成氨的整个流程中 大部分管道 设备中均存在 一氧化碳和氢气混合物 评价区域贮存量最大的是 6500 m 的半水煤气柜 气 柜中一氧化碳和氢气混合物的物质量约为 0 34 吨 一氧化碳的氢气混合物泄漏 时与空气均形成爆炸性混合物 可以用蒸汽云爆炸的伤害模型计算 首先用范登伯格和兰诺伊公式估计蒸汽云爆炸的 tnt 当量 wtnt wtnt 1 8awfqf qtnt 式中 1 8 地面爆炸系数 a 蒸汽云的 tnt 当量系数 取 a 0 04 wtnt 蒸汽云的 tnt 当量 kg wf 蒸汽云中燃料的总物质量 kg qf 燃料的燃烧热 mj kg qtnt tnt 的爆热 qtnt 4 52mj kg 用下式计算死亡半径 r r 13 6 wtnt 1000 0 37 由于半水煤气为混合物组成 为了简便计算 取其中占比例最多的物质一氧化 碳和氢气为代表进行计算 其误差在允许范围 一氧化碳和氢气混合物的量为 0 9t co0 41t h20 4t 一氧化碳和氢气的燃烧热值分别为 10 1mj kg 和 120 5mj kg 取其所占组分的平均燃烧热值为 48 12mj kg 将其物质量 燃烧 热带入公式中 可计算出其死亡半径为 11 8m 1 4 2 甲醇储罐火灾事故危害后果的定量分析 甲醇罐区发生火灾时 一般情况下 火势迅猛 并伴随着可燃性混合气体的爆 炸 甲醇储罐发生火灾爆炸 使罐体遭到破坏 灌顶炸裂后 形成池水燃烧 产生强烈的热辐射 使周围物体和人员受到热辐射的危害 火灾事故对甲醇储 罐周边设施及人员的热辐射危害程度与甲醇储量 燃烧时间 事故中心距离等 多种因素有关 池火灾时的池直径 初始火灾时液池直径为甲醇罐直径即 d 7 6m 火灾最盛时 液池直径应为防火堤内所形成的当量直径 拟建甲醇罐区 4 台甲 醇储罐单排设在同一防火堤内 防火堤长 28m 宽 28m 火灾最盛期液池直径为 d 31 6m 池火灾的火焰高度 池火灾时的火焰高度与池液直径 周围空气密度 重力加速度 甲醇的燃烧速 度等因素有关 可按下式计算 h 84r dm dt p 2gr 0 5 0 6 式中 h 火焰高度 m r 池液半径 m p 周围空气密度 取 1 16kgm3 dm dt 燃烧速度 甲醇燃烧速度按吴宗之等编著的 危险评价方法及应用 中公式计算得到 0 0173kg m2 将各参数带入可得到 甲醇储罐初期池火灾时火焰高度为 h 5 9m 甲醇储罐盛期池火灾时的火焰高度为 h 15 4m 热辐射的通量 液池燃烧时放出的总辐射为 q 初 5429kw q 盛 1993kw 1 4 3 毒物泄漏危害后果分析 毒物泄漏的危害后果分析序曲 200m3 液氨储罐发生破裂的事故进行危害后果定 量分析 氨属于 级毒物 泄漏扩散将对人体造成伤害 架设液氨储罐破裂 则蒸发蒸 汽的体积用下式计算 v m3 273 t0 22 4wc t t0 273mq 式中 w 为液化气体