附录6 Phast-罐区泄漏场景模拟报告

中煤陕西10万吨/年醋酸乙烯、副产6千吨食品级二氧化碳项目Phast储罐模拟泄露团队名称：酯向未来指导老师：汪广恒 李建伟 刘国阳 张亚婷 余翔团队人员：张豪豪 杜志鹏 沈磊 张欢 张娜娜中煤陕西榆林能源化工有限公司年产10万吨醋酸乙烯酯项目目录第一章 软件介绍31.1概述31.2 PHAST应用领域31.3 PHAST 的计算模块41.4 PHAST几种重要模型6第二章 醋酸乙烯储罐Risksystem软件模拟72.1概述错误!未定义书签。2.2罐区重大危险源辨识7化学品名称7临界量7最大实际量7单项是否构成重大危险源辨识72.2.1 评价等级和评价内容72.2.2重大危险源分类标准72.2.3重大危险源等级确定9反应区：92.2.4重大危险源辨识结果9第三章 醋酸乙烯储罐PHAST泄露模拟113.1概述113.2报告（图表）113.2.1整体罐区储罐分析报告113.2报告（书面报告）14第一章 软件介绍1.1概述DNV GL AS PHAST-PHAST (Process Hazard Analysis Software Tool) 全称工艺危险源分析软件是世界上最全面的工业流程危险分析软件工具，主要用于所有阶段的设计和运行。从最初释放到远场的分散包括池建模扩散和蒸发、和易燃及毒性作用，PHAST都支持检查潜在事件的进展。挪威船级社(DNV)与德国劳氏船级社(GL)正式签署合并协议，合并后的新机构被命名为DNV GL集团。这一合并意味着新机构将成为世界领先的船级社之一，以及石油天然气、可再生能源和电力行业的风险管理专家，并位居全球三大管理系统认证机构之列。DNV GL集团将拥有四大业务部门，即海事、石油天然气、能源和管理服务。DNV GL集团将以挪威有限公司(AS)为组织形式。使用DNV GL AS Phast可以获得：行业标准的后果分析工具，用于易燃、火灾、爆炸和毒性危害的分析；与行业合作伙伴整合进行开创性的模型开发研究工作；值得信赖的结果，集成的模型都不断的得到确认和认证；丰富的报告功能。全面的报告和图表，方便、直观的展示效果，例如在地图上的位置和工厂布局图；适用性广，各种版本的类型和资源都可以被建模(如来自于泄露、管道、破裂、容器破裂等）；评估不同的风险，评估范围广泛的易燃和有毒危害；广泛的模型验证，Phast提供了一个全面的过程工业危害分析的广泛验证模型。1.2 PHAST应用领域（一）模拟计算事故后果的严重程度；（二）厂区选址、厂区设计和平面布置；（三）为有针对性地采取相应的安全措施提供参考；（四）制定应急救援计划；（五）保证与法律法规的相符性；（六）提高安全意识；（七）开始进行定量风险分析(QRA)。1.3 PHAST 的计算模块（一）泄漏模块泄漏模块是用来计算物料泄露到大气环境中的流速和状态。PHAST 的泄漏计算考虑了多种可能的情况，包括有：1液相、气相或者汽液两相泄漏；2纯物质或者混合物的泄漏；3稳定的泄漏或随时间变化的泄漏；4室内泄漏；5长输管道泄漏。（二）扩散模块扩散模块是通过对泄漏模块得到的结果以及天气情况进行计算来得到云团的传播扩散情况。在扩散模块中，我们也考虑了多种可能的情况，包括：1云团中液滴的形成；2云团中的液滴下落到（地）表面；3下落后在表面形成液池；4液池形成后可能会再次蒸发；5与空气的混合、云团的传播；6云团的降落；7云团的抬升；8密云的扩散模型；9浮云的扩散模型；10被动（高斯）扩散模型；（三）燃烧性模块在PHAST 中可以计算得到以下可能的可燃性后果：1沸腾液体膨胀蒸汽云爆炸（BLEVE）和火球；2喷射火；3池火；4闪火；5蒸汽云爆炸。燃烧性模块计算得到的结果有以下几种表征形式：（1）辐射水平；（2）闪火区域；（3）超压水平；当计算晚期爆炸（云团扩散一段距离后发生的爆炸）产生的影响时，可燃物的质量是通过云团扩散模块提供的数据进行计算的。（四）毒性模块毒性模块计算主要给出以下结果：1浓度随下风向距离变化的曲线；2某个位置浓度随时间的变化曲线；3云团和剂量范围的俯视图；4室内浓度的变化；5毒性概率值或者云团中毒性载荷值；6毒性致死率。1.4 PHAST几种重要模型（一）两种喷火模型API 模型：考虑风吹，香蕉型Cone 模型：圆锥形模型（二）蒸气云爆炸后果预测模型TNT当量法、TNO（Multi-Energy）多能法模型和Baker-Strehlow模型。TNT当量法和TNO（Multi-Energy）多能法模型法是蒸气云爆炸（UVCE）模拟方法中的两个典型模型。TNT当量法是把气云爆炸的破坏作用转化成TNT爆炸的破坏作用，从而把蒸气云的量转化成TNT当量。TNT当量法简单易行，但有其明显缺陷：（1）TNT爆炸时爆源体积可忽略，而蒸气云较大不能忽略，且随着爆炸的进行，爆源体积在增大。（2）TNT爆炸时能量是瞬间释放的，而蒸气云爆炸过程中能量的释放速率是有限的。（3）TNT爆炸过程形成的冲击波强度大，但衰减速度快，而蒸气云爆炸多属爆燃过程，正压作用时间较短，负压作用时间较长。因而TNT当量法只适用于很强的蒸气云爆炸且用以模拟爆炸远场时偏差较小，模拟爆炸近场时高估蒸气云爆炸产生的超压。（4）TNT当量法的当量系数难以确定，可变性大（0.02%-15.9%）蒸气云爆炸后果预测的Baker-Strehlow模型，Baker -Strehlow 模型与多能法有些相似，其基本思想也是由于部分约束才能产生较强的爆炸波。对于无量纲距离、无量纲峰值侧向超压的计算与多能法相同。该方法与多能法的主要区别在于无量纲峰值侧向超压与无量纲距离变化曲线图有所不同，该方法根据最大火焰传播速度(马赫数MW)来选取不同的爆炸波强度曲线。第二章 储罐区重大危险源辨识2.1罐区重大危险源辨识根据项目工程分析，划分功能单元。凡生产、加工、运输、使用或贮存危险性物质，且危险性物质的数量等于或超过临界量的功能单元，定为重大危险源。本项目使用的诸多化学品均属危险化学品重大危险源辨识（GB18218-2018规定的易燃液体或可燃气体，其临界量见表4-6。表4-6重大危险源辨识结果(单位：吨)化学品名称临界量最大实际量单项是否构成重大危险源辨识醋酸乙烯（反应区）100012.67是乙酸（反应区）500042.04否乙烯（反应区）5093.17是氧气（反应区）106.39否醋酸乙烯（储罐区）10005377是乙酸（储罐区）50001666是2.1.1 评价等级和评价内容现参照建设项目环境风险评价技术导则（HJ/T169-2004）中规定，环境风险评价等级按以下原则划分，详见表4-7。该项目属于重大危险源，其中含有可燃、易燃危险性物质和爆炸危险性物质。因此环境风险评价按一级评价进行。表4-7 环境风险评价工作级别判定分类剧毒危险性物质一般毒性危险性物质可燃、易燃危险性物质爆炸危险性物质重大危险源一二一一非重大危险源二二二二环境敏感地区一一一一2.1.2重大危险源分类标准根据危险化学品重大危险源监督管理暂行规（安监总局令201140号），采用单元内各种危险化学品实际存在（在线）量与其在危险化学品重大危险源辨识（GB18218）中规定的临界量比值，经校正系数校正后的比值之和R作为分级指标。式中：每种危险化学品实际存在（在线）量（单位：吨）；与各危险化学品相对应的临界量（单位：吨）；与各危险化学品相对应的校正系数；该危险化学品重大危险源厂区外暴露人员的校正系数。据单元内危险化学品的类别不同，设定校正系数值，见表4-8和表4-9。表4-8 校正系数取值表危险化学品类别毒性气体爆炸品易燃气体其他类危险化学品见下表21.51注：危险化学品类别依据危险货物品名表中分类标准确定。表4-9 常见毒性气体校正系数值取值表毒性气体名称一氧化碳二氧化硫氨环氧乙烷氯化氢溴甲烷氯2222334毒性气体名称硫化氢氟化氢二氧化氮氰化氢碳酰氯磷化氢异氰酸甲酯551010202020注：未在表4-9中列出的有毒气体可按=2取值，具体气体可按=4取值。根据重大危险源的厂区边界向外扩展500米范围内常住人口数量，设定厂外暴露人员校正系数值，见表4-10。表4-10 校正系数取值表厂外可能暴露人员数量100人以上2.050人99人1.530人49人1.2129人1.00人0.5表4-11危险化学品重大危险源级别和R值的对应关系危险化学品重大危险源级别R值一级R100二级100R50三级50R10四级R102.1.3重大危险源等级确定反应区：R=1q1Q1+2q2Q2+.+nqnQn =1.5212.671000+142.045000+1.593.1750+1.56.3910 =3.79根据表4-11可知为反应区为四级危险源级别。储罐区：R=1q1Q1+2q2Q2+.+nqnQn =1.5228181000+161945000 =10.31根据表4-11可知为储罐区三级危险源级别。2.1.4重大危险源辨识结果综上所述，本项目涉及的危险化学品构成重大危险源，反应区危险源等级为四级，储罐区危险源等级为三级。企业应特别重视对乙烯、氧气、醋酸乙烯、的贮存、运输和使用过程的安全管理，以防止由于液体泄漏造成严重的污染、中毒事故发生，以及火灾爆炸事故。第三章 醋酸乙烯储罐PHAST泄露模拟3.1概述本结果概述报告由PHAST经过计算，得到计算结果，由PHAST软件直接导出结果报告。其中醋酸乙烯物质的各物性参数来源于PHAST物料数据库，经查阅相关标准规范，参数集可信无错误。本项目模拟采用三个天气参数，分别为：类别1.5/F（风速：1.5m/s；帕斯奎尔稳定:F 稳定-适量的云伴随微风/和风的夜晚）类别1.5/D（风速：1.5m/s；帕斯奎尔稳定:D 中性-几乎无阳光和大风或阴/多风的夜晚）类别1.5/F（风速：5m/s；帕斯奎尔稳定:F D 中性-几乎无阳光和大风或阴/多风的夜晚）3.2报告（图表）3.2.1整体罐区储罐分析报告罐区4个醋酸储罐、2个醋酸乙烯酯储罐、一个乙烯储罐与一个二氧化碳储罐对其进行综合性环境分析，可由软件计算得出其罐区一旦发生类似泄露，爆炸等安全事故，事故影响的最大区域，如图所示： 事故影响的最大区域，如图所示：（罐区总面积12000mm 75000mm）（一） 罐区2个醋酸乙烯储罐总事故影响区域（二） 罐区4个醋酸储罐总事故影响区域（三） 罐区1个二氧化碳储罐总事故影响区域（四） 罐区1个乙烯储罐总事故影响区域（五） 模拟单罐醋酸乙烯储罐泄露影响区域（六） 模拟单罐醋酸储罐泄露影响区域（七） 模拟单罐二氧化碳储罐泄露影响区域（八） 模拟单罐乙烯储罐泄露影响区域结论本项目罐区三级重大危险源，对其危险源进行危险场景模拟常采用的Risksystem软件所沿用标准现已废除，本项目采用专业安全环境分析软件Phast对两个