【正文】 個(gè)車間處在輕傷區(qū)域。期內(nèi)景為死亡半徑 RD，外徑為重傷半徑 RH，則 RH可按照式（ 69）進(jìn)行計(jì)算： 21020 ????????? qqRRH （ 68） 21020 ????????? qqRRH （ 69） 式中， q0=1000kg， q2=WTNT= 104kg； 由表 63~65可查得，重傷 )( 52 PaP ??? ，并由此查得 )(280 mR ? ，則重傷半徑 RH可得： mR H 0 0 314????????? ??? （ 610） （ 4）輕傷半徑 RL 根據(jù)表 8~10 可查得輕傷 ? ?PaP 53 ??? ，對應(yīng)的 R0=43m， q0=1000kg，河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 25 q3=WTNT= 104kg；則 RL可由式（ 611）算得： mqqRR L 1030 ??????????? （ 611） （ 5）財(cái)產(chǎn)損失半徑 RM 儲(chǔ)罐區(qū)周圍的建筑大部分為鋼筋混凝土建造而成，因此取沖擊波超壓? ?PaP ??? ，對應(yīng)的 mR 190 ? ， kgq 10000 ? ， kgWq TNT 44 ??? ，則RM，可由式（ 612）解得： mqqRR L 1040 ??????????? （ 612） 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 26 （ 6）蒸 氣云爆炸事故模擬結(jié)果分析 該儲(chǔ)罐區(qū)以蒸氣云爆炸模型模擬事故，以儲(chǔ)罐區(qū)的幾何中心為圓心，半徑小于 的圓形區(qū)域內(nèi)會(huì)導(dǎo)致人員死亡：距離幾何中心 ~ 的環(huán)形區(qū)域內(nèi)發(fā)生人員重傷事故；距幾何中心 ~ 的環(huán)形區(qū)域內(nèi)發(fā)生人員輕傷事故。 設(shè)該區(qū)域的內(nèi)徑為零，外徑即為死亡半徑 RD，表示在外徑為RD 的區(qū)域內(nèi)發(fā)生人員因受到?jīng)_擊波的作用至內(nèi)臟嚴(yán)重受損死亡的事故。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 24 （ 1） TNT 當(dāng)量計(jì)算 假設(shè)儲(chǔ)罐按 70%的容量裝填 切全部泄漏形成蒸汽云參加爆炸反應(yīng) [15]，則苯的最大儲(chǔ)存量 Wf=74 103kg；蒸氣云爆炸的效率因子 ? ，取 ?? ；苯的燃燒熱值 kgMJQ f /? ； TNT 爆炸熱量 kgMJQTNT /? 。爆炸沖擊波的破壞影響最大，影響范圍也最大。構(gòu)成蒸氣云爆炸的參量：泄漏物質(zhì)的量、物質(zhì)蒸發(fā)百分比、氣云燃燒的可能性、引燃前氣云運(yùn)動(dòng)的路程、氣云引燃前的延遲時(shí)間、物質(zhì)臨界量等。 苯儲(chǔ)罐爆炸事故后果模擬分析 蒸氣云爆炸事故后果模擬 分析 在化工過程工業(yè)中，蒸氣云爆炸時(shí)破壞性最大、危險(xiǎn)性最高的一類爆炸性事故。 該池火災(zāi)事故主要的影響范圍為儲(chǔ)罐區(qū)，對車間區(qū)域基本沒有影響。由此得出火災(zāi)對設(shè)備與人的傷害情況，如表 62。 因此 池火災(zāi)時(shí)的火焰高度 h 為： 苯泄漏 BLEVE 火球 立即點(diǎn)燃 形成液池 點(diǎn)燃 池火災(zāi) 形成可燃 氣體云團(tuán) 延遲點(diǎn)燃 閃火或蒸氣云爆炸 沒有點(diǎn)燃 泄漏擴(kuò)散中毒 圖 61 苯泄漏事故后果事件樹 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 22 mgrdtdmrh )2(/84210????????????? （ 63） （ 4）熱輻射通量 熱輻射通量計(jì)算過程中效率因子 ?? （ — ），液池燃燒時(shí)放出的總熱輻射通量 Q為： kWdtdmHdtdmrhrQ c )(72/)2( ???????? ????? ??? （ 64） （ 5）目標(biāo)入射熱輻射強(qiáng)度 液 池火災(zāi)的最大危害來自火焰的強(qiáng)度熱輻射，表 61為不同入射熱輻射強(qiáng)度造成傷害或損失的情況。 k，沸點(diǎn) Tb=，汽化熱 H=。 下面將對 池火災(zāi)進(jìn)行事故后果模擬 [13]。若苯儲(chǔ)罐發(fā)生泄漏，在罐體附近形成一定厚度的液池。苯泄漏可能引發(fā)的事故后果事件樹如圖 61。 根據(jù)我國化工系統(tǒng)發(fā)生的重大電型事故的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，苯泄漏的事故發(fā)生 的可能性最高 [12]。下面將對危險(xiǎn)性最高的苯儲(chǔ)罐進(jìn)行事故后果模擬分析。同時(shí)根據(jù)式 51進(jìn)行計(jì)算： ??? 因此該苯儲(chǔ)罐區(qū)為重大危險(xiǎn)源。 苯乙烯車間罐區(qū)參數(shù)數(shù)據(jù)如表 5所示。 表 51危險(xiǎn)化學(xué)品名稱及其臨界量 單元內(nèi)存在的危險(xiǎn)化學(xué)品為多品種時(shí)，則按式 (51)計(jì)算，若滿足式 (51)，則定為重大危險(xiǎn)源： 1/...// 2211 ???? nn QqQqQq （ 51） 式中： q1， q2，?， qn為物品的當(dāng)前 儲(chǔ)存量（ t） ； Q1， Q2，?， Qn為物品的臨界儲(chǔ)存量（ t） 。通過相關(guān)技術(shù)分析出重大危險(xiǎn)源產(chǎn)生的原因及后果嚴(yán)重程度，在此基礎(chǔ)上制定出防范措施，有效避免重大危險(xiǎn)事故的發(fā)生。 電氣裝置的不正確使用，因其使用和運(yùn)行過程中的發(fā)熱、短路和高溫及累計(jì)直接導(dǎo)致火災(zāi)事故的發(fā)生；火災(zāi)報(bào)警裝置使用過程中出現(xiàn)漏報(bào)和失靈等現(xiàn)象而間接導(dǎo)致火災(zāi)事故的發(fā)生。 公用工程及輔助設(shè)施的危險(xiǎn)分析 蒸汽過熱爐是為整個(gè)車間提供熱蒸汽和熱水的裝備，在正常的生產(chǎn)過程中，蒸汽過熱爐內(nèi)存儲(chǔ)了大量的熱能，所以制作該容器的材質(zhì)必須是耐高溫、耐高壓、防腐蝕的。 （ 3）機(jī)械傷害 打料泵、電動(dòng)機(jī)、真空泵、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)等電氣運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備在生產(chǎn)、檢修過程中，因操作不慎，易發(fā)生機(jī)械傷害。這些均屬于有毒有害物質(zhì)，一旦儲(chǔ)存這些物質(zhì)的罐區(qū)發(fā)生泄漏，將有可能導(dǎo)致人員中毒事故的發(fā)生。運(yùn)輸 苯、甲苯、苯乙烯產(chǎn)品的罐車也應(yīng)做好密封措施防止運(yùn)輸過程中存在泄露的危險(xiǎn)，引發(fā)危險(xiǎn)事故。 （ 1）火災(zāi)、爆炸 蒸汽狀態(tài)下的苯乙烯 與空氣可形成爆炸性 氣體 ，遇明火、高熱或與氧化劑接觸，有引起燃燒爆炸的危險(xiǎn) ；苯乙烯精制塔的平均塔溫維持在 88℃左右，塔頂苯乙烯蒸汽經(jīng)冷卻器冷卻后溫度維持在 ℃。 （二）精制工段 精制工段的主要設(shè)備設(shè)施有分離塔、回收塔、全凝器、冷卻器、尾氣冷凝器、降膜蒸發(fā)器、再沸器、各類儲(chǔ)罐、真空泵、回流泵以及輔助設(shè)備和儀表控制系統(tǒng)等。 （ 4）觸電 當(dāng)人體觸及帶電體，或者帶電體與人體之間閃擊放電，或者電弧波及人體，電流通過人體進(jìn)入大地或其他導(dǎo)體，形成導(dǎo)電回路，這種情況就叫觸電 [10]。 （ 2）灼傷 乙苯蒸發(fā)器、熱水儲(chǔ)罐、蒸汽混合器、預(yù)熱器、廢熱鍋爐等設(shè) 備設(shè)施均通入高溫介質(zhì)，操作或維修過程中若違反操作規(guī)程，或未佩戴防護(hù)用具可能造成高溫燙傷的危險(xiǎn)。煤焦油 為 有毒 、有害的 物質(zhì) ,且 易燃易爆 ,若由于違章操作等原因而發(fā)生泄漏 ,即會(huì)引起火災(zāi)、爆炸、中毒等事故 。 由于在兩段脫氫反應(yīng)器及其相連管路內(nèi)均存在氫氣，若該區(qū)域的管線及反應(yīng)器存在泄漏或密封不嚴(yán)，氫氣與空氣發(fā)生接觸， 形成爆炸混合物時(shí)， 即會(huì)引起爆炸事故，威脅員工的生命安全。 乙苯氣體經(jīng)多次升溫后進(jìn)入脫 氫反應(yīng)器，逐段進(jìn)行反應(yīng)，除了生成苯乙烯外，還會(huì)產(chǎn)生氫氣。 （一）脫氫工段 脫氫工段的主要設(shè)備設(shè)施有脫氫反應(yīng)器、中間換熱器、中（低）壓廢熱 鍋爐、空冷器、空冷氣液分離器、乙苯蒸汽混合器、脫氫液儲(chǔ)罐、熱水儲(chǔ)罐、蒸汽過熱爐、脫氫混合物 /水分離器、降溫器、截止閥、氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥組、熱水泵以及輔助設(shè)施和儀表控制系統(tǒng)等。由于脫氫反應(yīng)屬于強(qiáng)放熱反應(yīng)，苯、苯乙烯等物料均為易燃、有毒、有害危險(xiǎn)化學(xué)品，所以生產(chǎn)過程中較容易發(fā)生爆炸、火災(zāi)、泄露等事故。 物 質(zhì) 性 質(zhì) 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 15 43 危險(xiǎn)物質(zhì)的儲(chǔ)存 危險(xiǎn)物質(zhì)的運(yùn)輸 苯乙烯生產(chǎn)過程中涉 及的主要危險(xiǎn)、有害物質(zhì)運(yùn)輸 的注意事項(xiàng)如下表 44 所示。 危險(xiǎn)、有害因素 辨識(shí)與 分析 危險(xiǎn)物質(zhì)分析 苯乙烯生產(chǎn)過程中涉及的危險(xiǎn)化學(xué)品共有 7 種，具體情況如表 41所示： 表 41 危險(xiǎn)化學(xué)品一覽表 危險(xiǎn)物質(zhì)的理化性質(zhì) 苯乙烯生產(chǎn)過程中涉及的主要危險(xiǎn)、有害物質(zhì)的理化性質(zhì)，見表 42。 危險(xiǎn)物質(zhì)的辨識(shí)與分析依據(jù)《常用危險(xiǎn)化學(xué)品的分類 及標(biāo)志》 GB136909常用化學(xué)危險(xiǎn)品特性匯編以及化學(xué)品《安全技術(shù)說明書》。塔頂?shù)玫酱忠冶剿椭良妆胶颖惫I(yè)大學(xué) 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 12 乙苯分離塔，塔底得到乙苯回收至脫氫反應(yīng)器進(jìn)一步反應(yīng)；塔頂?shù)玫降募妆竭M(jìn)入到苯 甲苯分離塔，分離出苯送至烷基化反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)。 精制后的乙苯進(jìn)入脫氫反應(yīng)器，催化脫氫后得到粗苯乙烯（具體反應(yīng)方程參見式 32），其中 包含未反應(yīng)的部分粗乙苯。 52566642 HCHCHCHC ?? （ 31） 粗乙苯進(jìn)入乙苯分離塔 提純出純度高的乙苯原料 ，塔釜得到重組分多乙苯及焦油回收至烷基化反應(yīng)器循環(huán) 使用，塔頂?shù)玫奖脚c乙苯混合物。 苯乙烯車間工藝流程介紹 苯乙烯 工藝合成路線 圖如圖 32 所示，首先， 苯和乙烯進(jìn)行 烷基化反應(yīng) 。夏季 日照相對減少 ， 每月 230 小時(shí)左右；秋季日照 少于春天但多于夏天 ；冬季 則 是一年中日照最少季節(jié) 。北京 太陽輻射 量全年平均為 112～ 136 千卡 /厘米。 冬季盛行 西北風(fēng) ， 夏季盛行 東南風(fēng)。北京平原的 海拔范圍 在 20～ 60 米 之間 ， 山脈的海拔 范圍在 1000～ 1500 米 之間 。 西面 是太行山的 西山 ，北 面 是 燕山 的 軍都山 ，兩山在南口關(guān)溝 交匯 ，形成一個(gè)向東南展開的半圓形大山彎，它所圍繞的小平原即為 北京小平原 。 與 渤海灣 相鄰 ，上 遼東半島 接壤 ，下 與 山東半島 相連 。 N。 北緯 176。 地形地貌 北京 市 位于東經(jīng) 176。 北京燕山石化 公司 化工一廠苯乙烯車間采用乙苯催化脫氫法 制苯乙烯 。 3 苯乙烯車間概述 現(xiàn)今普遍應(yīng)用的苯乙烯生產(chǎn)方法 是乙苯催化脫氫和苯乙烯 環(huán)氧丙烷聯(lián)產(chǎn)法。泄漏源不產(chǎn)生溫流，空間不存在其他約束條件。 閃火模型 閃火 是可燃性氣體泄漏到空氣中并與空氣相混合，之后被點(diǎn)燃而發(fā)生的一種非爆炸型 的燃燒過程。 常用的多點(diǎn)元模型是一種包括氣流效應(yīng)在內(nèi)的噴射擴(kuò)散模式的擴(kuò)展。 噴射火模型 加壓的可燃物質(zhì)泄漏時(shí)形成射流 ,在泄漏口處點(diǎn)燃，由此形成噴射火。美國學(xué)者 和 提出 [19],可燃液體引起的池火災(zāi) ,熱輻射是其主要危害 [1]。 火災(zāi)事故的主要模型 有池火、噴射火、火球和突發(fā)火災(zāi)?，F(xiàn)有的 經(jīng)驗(yàn)與半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭g的差別很大 ,目前還沒有能 完善描述 BLEVE 的發(fā)生、發(fā)展及其 事故 后果的計(jì)算模型。 BLEVE 在其發(fā)生的機(jī)理、條件及所導(dǎo)致的災(zāi)害 后果形式等方面不同于其它類型的爆炸災(zāi)害 ,有其發(fā)生 原理的 特殊性和后果的嚴(yán)重性。通過利用 80 米長的水平管道，進(jìn)行了蒸氣云爆炸規(guī)律的初步研究，如障礙物對蒸氣云燃燒轉(zhuǎn)爆轟的影響 [17]。 自 上 世紀(jì) 60 年代 國外研究人員 開始 對蒸氣云爆炸進(jìn)行研究。 蒸氣云爆炸模型 蒸氣云爆炸發(fā)生的條件：足夠 量 可燃?xì)怏w與空氣混合、點(diǎn)火源、有限空間等。 爆炸事故后果模擬分析方法 爆炸類型 從工廠爆炸的角度來分析，化學(xué)爆炸的類型主要是蒸氣云團(tuán)遇明火發(fā)生爆炸、受限空間內(nèi)的可燃?xì)怏w發(fā)生爆炸、反應(yīng)失控造成的壓力容器爆炸以及不穩(wěn)定物質(zhì)爆炸。影響泄漏事故后果嚴(yán)重程度的主要因河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 9 素是物質(zhì)的易燃易爆性質(zhì) ， 而 泄漏 量的多少則是與泄漏時(shí)間 的長短有關(guān)。我國的研究人員對有毒物質(zhì)的泄漏進(jìn)行了研究總結(jié)， 建立了泄漏模式 及模型，并歸納 出了 8 類泄放 模 型和 15 類潛在泄放模型。 其在單相單組分泄漏領(lǐng)域取得了很多成就，提出了大量擴(kuò)散的計(jì)算模型，也進(jìn)行了相當(dāng)多 的 測試 。 泄漏擴(kuò)散事故后果模擬分析方法 國內(nèi)外在危險(xiǎn)性物質(zhì)泄漏擴(kuò)散方面的研究， 主要是研究其動(dòng)力學(xué)演化機(jī)理，建立準(zhǔn)確描述事故泄漏過程的理論模型，并與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用于事故后果分析和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，同時(shí)為制定事故應(yīng)急預(yù)案提供參考 [17]。 參數(shù)選擇地正確與否是評價(jià)準(zhǔn)確與否的關(guān)鍵，同時(shí)也是評 價(jià)過程中需克服的難點(diǎn)。 這種方法在評價(jià)過程中 比較簡便 、 具有針對性 ,因而在 火災(zāi)爆炸、中毒 等 危險(xiǎn)性 事故的評價(jià)中得到了普遍 應(yīng)用。爆炸事故 形態(tài) 為 蒸氣云爆炸、沸騰液體擴(kuò)展蒸汽爆炸、壓力容器爆炸以及凝聚相爆炸。 泄漏事故的基本形態(tài)包括液體泄漏 、氣體泄漏、氣液兩相流泄漏。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 8 2 重大事故后果模擬方法 重大事故后果模擬方法概述 重大事故后果評價(jià)方法 通過對 危險(xiǎn)源辨識(shí)