煉廠加氫反應(yīng)器的事故后果定量風(fēng)險評價-資料下載頁
2025-06-22 00:28本頁面
【正文】 工藝單元中氣體經(jīng)小孔泄漏的源模式。、溫度320℃，設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)主要是煤焦油與氫氣，泄漏后迅速減壓汽化，并向外擴(kuò)散，。泄漏出來經(jīng)過一小段短管，該短管為DN1568，即內(nèi)徑為140mm。假設(shè)氫氣泄漏，泄漏口孔徑為1mm、10mm、50mm和70mm，泄漏口面積分別為、和。將各參數(shù)輸入軟件中。 反應(yīng)器中氫氣的性質(zhì)介質(zhì)氫氣外觀與性狀無色無臭氣體熔點(℃)沸點(℃)密度燃燒熱/241爆炸極限%~%臨界壓力溶解性不溶于水，不溶于乙醇、乙醚主要用途用于合成氨和甲醇等，石油精制，有機(jī)物氫化及作火箭燃料 噴射火計算結(jié)果名稱計算結(jié)果計算結(jié)果計算結(jié)果計算結(jié)果泄漏口半徑/1mm10mm50mm70mm泄漏口面積/流動類型音速流動音速流動音速流動音速流動質(zhì)量流速/火焰長度//131318/141621/152230/18375125m處熱輻射強(qiáng)度/，為了便于計算，將氫氣的濃度劃分為3個等級，分別為氫氣的爆炸下限（）、爆炸上限（）和氫氣在空氣中的當(dāng)量爆炸濃度（），相對應(yīng)的體積分?jǐn)?shù)分別為4%、%和74%。、假設(shè)泄漏口半徑為70mm，泄漏時間為5min、15min、20min、25min，通過軟件畫出其擴(kuò)散后的范圍傷害圖。 5min擴(kuò)散圖 10min擴(kuò)散圖 15min擴(kuò)散圖 20min擴(kuò)散圖 20min擴(kuò)散圖假設(shè)加氫反應(yīng)器內(nèi)氫氣全部泄漏，得目標(biāo)在不同距離接收火球熱輻射強(qiáng)度的變化圖。 火球計算結(jié)果名稱計算結(jié)果氫氣泄漏量/火球半徑/火球持續(xù)時間/死亡熱通量/重傷熱通量/輕傷熱通量/死亡半徑/0重傷半徑/17輕傷半徑/35假設(shè)加氫反應(yīng)器內(nèi)氫氣全部泄漏。 氫氣泄漏蒸氣云爆炸計算結(jié)果名稱計算結(jié)果蒸氣總質(zhì)量/TNT當(dāng)量/爆炸總能量/死亡半徑/6重傷半徑/20輕傷半徑/35假設(shè)煤焦油發(fā)生小孔泄漏，，環(huán)境壓力，。 反應(yīng)器中煤焦油的性質(zhì)介質(zhì)煤焦油外觀與性狀黑色粘稠液體，具有特殊臭味，有刺激性熔點(℃)閃點(℃)200（開口）密度/燃燒熱/恒壓比熱汽化熱溶解性微溶于水，溶于苯、乙醇、乙醚、氯仿、丙酮等多數(shù)有機(jī)溶劑主要用途可分餾得出各種芳香烴、烷烴、酚烴等，也可制取油氈、燃料和炭黑 煤焦油泄漏噴射火計算結(jié)果名稱計算結(jié)果質(zhì)量流速/火焰長度//25/30/42/7225m處熱輻射強(qiáng)度/ 已知處理量為，假設(shè)泄漏時間為5min、15min、20min、25min。，并得到10min泄漏時間下的熱輻射強(qiáng)度圖。 沸騰液體擴(kuò)展蒸氣云爆炸計算結(jié)果名稱5min10min15min20min25min泄漏量/80575火球半徑/火球持續(xù)時間/死亡熱通量/重傷熱通量/輕傷熱通量/死亡半徑/221301361410452重傷半徑/276375448509561輕傷半徑/421569679769847已知煤焦油恒壓比熱為2100，煤焦油沸點為350℃，反應(yīng)器內(nèi)溫度為250℃，故溫差為30℃，將這些參數(shù)都代入軟件。假設(shè)泄漏時間為5min、10min、15min、20min、25min，并得到泄漏10min的TNT能量變化圖。名稱5min10min15min20min25min蒸氣總質(zhì)量/TNT當(dāng)量/爆炸總能量/死亡半徑/2432374144重傷半徑/678496106114輕傷半徑/120151173190205，根據(jù)式()計算得氫氣泄漏時立即點火概率為：；根據(jù)式()計算得氫氣泄漏時延遲點火概率為：；根據(jù)式()計算得氫氣泄漏時立即點火概率為；可知氫氣泄漏時發(fā)生噴射火或沸騰液體擴(kuò)展蒸氣云爆炸的概率為：；發(fā)生蒸氣云爆炸的概率為。同理得煤焦油泄漏時發(fā)生噴射火或沸騰液體擴(kuò)展蒸氣云爆炸的概率為；發(fā)生蒸氣云爆炸的概率為：。6總結(jié)本文通過了解油品加氫技術(shù)路線，分析了加氫反應(yīng)器存在的風(fēng)險以及可能發(fā)生的事故后果，計算出了發(fā)生噴射火、沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸和蒸氣云爆炸的事故概率。然后通過參考相關(guān)文獻(xiàn)，建立了煤焦油加氫反應(yīng)器冷氫法蘭的泄漏模型、小孔泄漏源模型、沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸模型以及蒸氣云爆炸模型，并將這些模型輸入MATLAB軟件編制定量風(fēng)險評價程序，最后選取實際案例計算出噴射火、沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸和蒸氣云爆炸情況下的人員傷亡及財產(chǎn)損失半徑。從軟件計算結(jié)果來看，理論計算結(jié)果與實際要求基本相符合，氫氣泄漏質(zhì)量流速，煤焦油泄漏質(zhì)量流速，小于裝置的最大處理量，火災(zāi)和爆炸的事故后果危險程度較大，符合重大危險源裝置特點，計算出的傷害半徑均在可接受范圍內(nèi)。因此認(rèn)為對該加氫反應(yīng)器的事故后果定量風(fēng)險評價基本合理，能夠反映煤焦油加氫反應(yīng)器的事故后果情況，可以為石油化工企業(yè)采取預(yù)防措施、制定應(yīng)急預(yù)案提供依據(jù)，從而減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。本次畢設(shè)仍有許多不足之處，我認(rèn)為主要有以下兩點：（1）由于加氫反應(yīng)器中的介質(zhì)十分復(fù)雜，事故后果定量風(fēng)險評價中只選取了含量較多的煤焦油作為主要參考對象，煤焦油是組成成分比較復(fù)雜的混合物，煤焦油MSDS中許多理化性質(zhì)均未給出，因此只能取經(jīng)驗值。實際評價中由于反應(yīng)的進(jìn)行，理化性質(zhì)也在不斷發(fā)生變化，給計算帶來了一定的麻煩。（2）當(dāng)加氫反應(yīng)器發(fā)生爆炸時，爆破能量以沖擊波能量、碎片能量和容器殘余變形能量3種形式向外釋放。碎片能量和容器殘余變形能量所消耗的能量只占總爆破能量的3%一10%，所以大部分爆破能量產(chǎn)生空氣沖擊波。而碎片模型由于碎片數(shù)量、能量、大小形狀等的計算有很多不確定參數(shù)，或很多參數(shù)都是經(jīng)驗值，計算也相對繁瑣，還需進(jìn)行深入研究，所以沒有對碎片模型進(jìn)行研究。參考文獻(xiàn)[1] 徐堅，鐘曼英，郭世行，D [J].中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報，2003，23(3)：149154[2] 陳鵬，李玲，劉小平，李丁，[J].化工進(jìn)展，2004，23(4)：442446[3] 白永忠，于安峰，黨文義，武志峰，[J].，20(1):6266[4] [J].石油化工安全環(huán)保技術(shù)，2009，25(5)：1621[5] [J].阜陽師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），1998，38(4)：5355[6] 于立見， 多英全， 師立晨， 魏利軍， ，3(6):3730[7] [J].失效分析與壽命評估，2014，31(6)：6163[8] 沈郁，于風(fēng)清，[J].風(fēng)險評價，2013，13(11)：3739[9] 馬建亮，彭亞偉，李國軍，[J].河南冶金，2005，13(6)：3739[10] [J].石油化工腐蝕與防護(hù)，2013，23(4)：45[11] 杜鵑，[J].廣東化工，2014，283(17)：105107[12] [J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2011，25(9)：7273[13] 馮順山，王芳，[J].安全與環(huán)境學(xué)報，2004，6(4)：173176[14] 傅智敏，黃金印，[J].消防理論研究，2009，28(6)：390395[15] 林大超，白春華，[J].爆炸與沖擊，2001，21(1)：4146[16] 董守華，李曉杰，王海波，[J].石油化工安全技術(shù)，1996，12(4)：4041[17] 袁雄軍，朱常龍，葛秀坤，任常興，31(9):3944[18] ，Unconfined vapor cloud explosions[J].Chemcial Engineer. 1976，308(4):179[19] Marc J. Assael，Konstantinos E. ， Explosions， And Toxic Gas :CRC Press :1329[20] ，Just What is a BLEVE?[J].Fire Safety ，72:46[21] ，The Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion[J].J. Loss (7):480
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