硝酸行业的重大危险源辨识.doc

行业资料：_硝酸行业的重大危险源辨识单位：_部门：_日期：_年_月_日第 1 页 共 12 页硝酸行业的重大危险源辨识1.1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-xx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【xx】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。1.2重大危险源辨识方法重大危险源辨识方法是依据GB18218-xx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【xx】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。1.3根据GB18218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-xx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200m液氨立式储罐2台，50m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=5500.6170.85=288t1.3.2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6500m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%；CH40.7%(均为体积%)操作温度为40，操作压力为300400mmH2O(2.94.6kPa,表)，用以下气体方程进行计算Wi=（MiPV）/(RT)式中Wii组分的质量，Mii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，6500m气柜中最大存放一氧化碳（0.32t）和氢气（0.02t）混合物的量为0.34t1.3.3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790Kg/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60m；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500m的储罐，最大储存甲醇量为335t。1.3.4根据GB18218xx进行重大危险源辨识结果根据GB18218xx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3.11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构成重大危险源表3.11项目区域单物质重大危险源辨识结果根据3.71中队危险物质量的估算结果，根据GB18218xx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【xx】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:（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PV100Mpam的压力容器（群）根据GB504485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。1.4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6500m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6500m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；QTNTTNT的爆热，QTNT=4.52MJ/Kg用下式计算死亡半径RR=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mr池液半径mp周围空气密度，取1.16Kgm3dm/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=5429KWQ盛=xxKW1.4.3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为液化气体质量，取液氨罐最大存放量，t为原液体温度，取20摄氏度，t0为标准沸点，取33，c为介质比热，取4.6。q为汽化热，取1.37103KJ/Kg,M为相对分子质量，取17。蒸汽与空气混合形成有毒气体，假设有毒空气以半球型向地面扩散，则有毒空气扩散半径计算：R=197m可计算液氨库出现一个1003液氨储罐破裂时有毒液化气体容器破裂时毒害区最大死亡半径为197m（200m3液氨罐破裂）第 7 页 共 12 页硝酸贮存系统安全技术1危险性分析硝酸贮存系统的危险性一是由其物质特殊的理化特性决定，二是取决于贮存设施系统安全性与可靠性，三是对系统的操作与管理，其危险性主要表现为：1.1介质易挥发性硝酸受光或热的作用或在放置中变黄。硝酸在空气中发烟（NOx），尤其是在贮罐下料过程及浓硝酸稀释放热过程中，严重影响着贮罐内物料的稳定性。在这些过程中贮罐呼吸阀口处、排放管口发烟最严重，易对周围环境产生污染，易腐蚀周围设施、设备。1.2介质强腐蚀性硝酸有强腐蚀性及强氧化性，尤其是温度超高时，腐蚀性极强。这就对管道、贮罐材质的抗腐蚀性提出了严格要求，对收付料泵结构形式亦相对要求密封。硝酸大量泄漏时极易对设备基础、贮罐区地面、不水道造成严重腐蚀。1.3介质稀释放热性能与水以任何比例相混溶，同时伴随大量的热量，需及时进行热交换处理，降低贮存与下料温度，尽量降低其温度对挥发性的作用1.4强氧化性遇H发孔剂、松节油立即燃烧。遇木屑强烈氧化以致起火燃烧。遇氰化物则主生剧毒气体。与氨、硫化氢、二氢化碳等混合时有爆炸的危险。烃类及硝基化合物溶解在硝酸中能形成一种液体炸药，某些有机物遇到浓硝酸能引起燃烧。1.5毒性吸入较大量硝酸雾及蒸气时刺激呼吸道。严重者经数小时至48小时产生肺水肿，可致死。浓硝酸可引起严重灼伤。1.6现行设计规范缺陷石油化工企业现行规范中，对无机酸的贮罐设计规范一般仍遵循石油化工贮罐设计规范有关要求，对于贮罐系统设计防环境污染、防腐蚀、人身安全无具体设计规范要求。1.7施工安装缺陷施工选材与设计要求不相符，或者施工焊接方法不正确，焊接工艺不规范，焊接存在气孔、夹渣等，易主生腐蚀而泄漏。1.8操作与管理缺陷人工操作进行卸车，且收付料泵开停未实施远程控制；操作人员缺乏对其危险性的认识，未采取适当的防护措施。2安全技术措施针对硝酸的特殊性，以及系统物质的贮存和收付过程可能出现的危害，必须采取一系列预防污染、腐蚀和人身伤害。2.1贮存结构设计安全对T10230设计为7500800、V400m3。介质：硝酸浓度75%。设计温度、设计压力采用常温、常压、拱顶结构设计。必须考虑贮罐收付料及气相压力的存在，防止负压、正压发生面损坏贮罐，因此项部设置100的吸气阀，辅助设置100的气相排空管，且气相经吸收槽吸收NOx并利用。设置单法兰液位远传及光纤液位计，防止液位失真、满罐发生。贮罐作防雷接地处理。2.2材质选用安全T10230B贮罐材质为00Cr19Ni11(304L)；管道与阀门、法兰等使用不锈钢或带内衬四氟材料碳钢管，吸气阀选用不锈钢。2.3系统选址及防污染处理系统应与酸碱罐区分类布置。应布置在地区性长年下风侧偏僻处。系统应与氨、烃类物质贮存保持防火防爆距离。系统设置防事故跑料隔堤，且设备基础、明沟、隔堤应防酸腐蚀外理。清污分流，清洗、排污水直排放至中和池。2.4系统泄漏处理与防范系统管道、贮罐的发装施工焊接应有明确的焊接规范和验收要求，宜使用氩弧焊接。收付料泵选用耐蚀密封式屏蔽泵，并设有远距离开停操作开关。实施现场控制和DCS系统操作控制。2.5系统操作安全按稀释浓度、产生热量及热交换能力，确定混合比。系统贮罐设置安全高度以贮罐体积容量的90%确定。卸车采用真空卸车系统，在现场设置喷淋冲洗设施，并配置个人防酸用品防酸性7#滤罐和面具，防酸工作服、全面罩及空气呼吸器。2.6贮存安全运行工艺及设备控制a)贮存工艺指标T10230：介质：硝酸，安全容量系数：0.9，贮存低液位：0.5，安全高度：7.2，安全容量：360m3,操作温度小于70，操作压力：常压。b)动设备工艺指标付料泵P10230-DGB-WG3.0/9.0：操作温度小于70，流量：1。39L/s，密度：1.32kg/L,压力：1.3Mpa，电压：38V，功率：11Kw,进出口管径：40mm.收料泵P10231-IHZ80-65-160：常温，密度：1.5kg/L,流量：13.9L/s,压力：0.4Mpa，电压：380V，功率：15kW,进出口管径：100mm。以上下班措施我们已经在己内酰胺硝酸贮存系统生产中运用，获得成功。这些措施的采用，确保了该系统的运行安全，实现了环境无污染。3安全技术建议3.1加强管理优化工艺操作降低操作过程泄漏a)建立定期设备维修制度和制定硝酸工艺控制指标。b)在卸料时，切实控制硝酸与工艺水的混合比，开启热交换器，控制下料温度。c)定期对吸气阀、排空管及吸收系统进行检查，确保其完好。3.2改进储罐结构和材料完善卸车工艺设计a)储罐建议设置内浮顶式结构或配套设置排空吸收系统。b)对储罐区配套设计加碱中和设施，选用新型储罐材料（如304L）、机泵等。c)对卸车鹤管加以改进，实现自动化操作控制等。第 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