【正文】 參數(shù)選取的不準(zhǔn)確 ,現(xiàn)場情況又不熟悉 ,在缺乏某些參數(shù)時 ， 假設(shè)有關(guān)參數(shù)而去套用公式 ,利用這些 不真實的數(shù)據(jù)得到的計算結(jié)果 必然與實際情況不相吻合 [4]。 七、八十年前國外的研究人員開始對泄漏擴散事故進(jìn)行研究 ，直 至 現(xiàn)在 國外對于 泄漏擴散的 研究工作還 相當(dāng)活躍。 相較于國外 ，國內(nèi)對于泄漏 擴散 的研究 開始較晚。 在泄漏 擴散事故的后果分析中，泄漏事故后果的嚴(yán)重程度與泄漏物的形 態(tài)、數(shù)量、物質(zhì)特性、壓力、 泄漏方式 等有關(guān)。泄漏源模型是根據(jù)物質(zhì)釋放時所表現(xiàn)的物理化學(xué)過程的理論或經(jīng)驗方程而建立 的。 無論是哪種類型的爆炸 ， 在爆炸事故發(fā)生的同時都會釋放出大量的能量，造成相當(dāng)巨大的損失和影響。其傷害形式的主要表現(xiàn)為：云霧區(qū)的爆炸波作用 、高溫 燃燒 、沖擊波、熱輻射作用和窒息作用。我國北 京理工大學(xué)、化工部勞動保護研究所及勞動部勞動保護科學(xué)院的研究人員共同 建立了“爆炸災(zāi)害預(yù)防與控制國家重點實驗室”。 沸騰液體擴展蒸汽爆炸模型（ BLEVE） 沸騰液體擴展蒸汽爆炸可以產(chǎn)生三種危害后果：沖擊波超壓火球熱輻射和拋射碎片，有時候也可能伴隨延遲發(fā)生的蒸氣云爆炸或閃火等事故災(zāi)害，其中，爆炸火球的熱輻射是最主要的傷害因素。 相較于蒸氣云爆炸，沸騰液體擴展蒸汽爆炸的危險等級更高，影響范圍更廣。 火災(zāi)事故后果模擬分析方法 易燃、易爆的氣（液）體 泄漏后遇到引火源就會被點燃而燃燒。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 10 池火災(zāi)模型 所謂池火災(zāi)是指儲罐中泄漏后的可燃液體遇火源發(fā)生的火災(zāi)，其主要危害是熱輻射。池火火災(zāi)通過輻射熱的形式對周圍的人、財、物產(chǎn)生危害，其危害程度可依據(jù)其輻射強度作為指標(biāo)來參考，而輻射強度與池火燃燒速度、火焰高度、熱輻射通量密切相關(guān)，因此池火火災(zāi)模型主要通過池火燃燒速度、火焰高度、熱輻射通量、輻射強度四個參數(shù)來表述 [2]。噴射火模型包括“單點源”模型、“多點源”模型及“圓錐體”模型 ， 其中“單點源”模型包括“ API521”模型 ,“多點源”模型包括“ WHAZAN”、“ FLARESIM”、“ FLARESIM”、“ THORIN”和“ THORNTON”模型 ,“圓錐體”模型包括“ FLARE”、“ TORCH”等模型 [21]。將整個噴射火看做是由沿噴射中心線上的所有電熱源組成，每個電熱源的熱輻射通量相等 [21]。閃火 與其他火災(zāi)模型不同的是 ，火焰?zhèn)鞑ミ^程中沒 有自我加速條件。由于閃火造 成的危險損失較小，所以文獻(xiàn)中談及閃火造成的人員財產(chǎn)損失的計算模 型相對較少。 80%的苯乙烯是通過乙苯催化脫氫的方法生產(chǎn)出來的。 自然環(huán)境 燕山石化化工一廠苯乙烯車間 位 于 北京 市 房山區(qū) ， 在京廣線旁 ， 有便利的交河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 11 通運輸條件 。 176。 176。 地處華北平原東北部 。北京與 天津 相鄰，四周相鄰的是河北省 。北京市平均海拔 米。 氣象 與 氣候 條件 首都 北京 是 典型的 北溫帶 半 濕潤 大陸性季風(fēng)氣候， 6月到 8月的夏天氣溫 高、雨水量多 ， 11 月到第二年 1 月的冬天氣溫 低、 空氣干燥 ， 春秋季時間短 。 2020 年 降水量大致在 毫米，為 華北 降 雨最多的地區(qū)之一。北京年平均日照時數(shù)在 2020～ 2800 小時之間。 見 北京市氣候氣象一覽表 表 31。反應(yīng) 得到粗乙苯 (具體反應(yīng)方程參見式 31)。苯與乙苯混合物進(jìn)入乙苯精餾塔，回收的苯從塔頂流出 ， 繼續(xù)參與反應(yīng) 。 232565256 HHCHCHCHC ?? （ 32） 粗苯乙烯與未完全反應(yīng)的粗乙苯進(jìn)入乙苯 苯乙烯分 離 塔 ， 從塔底流出的粗苯乙烯送至精餾塔提純 ，得到純度較高的苯乙烯產(chǎn)品。 表 31 北京市氣候氣象一覽 乙 苯苯甲 苯苯乙 烯多 乙 苯回 收 苯反應(yīng)器乙苯分離塔乙苯精餾塔乙 苯 / 苯乙 烯 分塔回 收 乙 苯乙 苯苯 乙 烯甲 苯苯 乙 烯焦 油甲 苯 /乙 苯分 離塔苯 / 甲苯 分離 塔苯 乙烯 精餾 塔反應(yīng)器圖 32 苯乙烯工藝流程簡圖 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 13 4 危險、有害因素辨識與分析 危險、有害因素辨識的原則和依據(jù) 危險有害因素辨識與分析遵循科學(xué)性、系統(tǒng)性、全面性和預(yù)測性原則。 生產(chǎn)過程中發(fā)生的各類事故的危險性分析依據(jù)《企業(yè)職工傷亡事故分類》。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 14 表 42 主要物質(zhì)的理化性質(zhì) 氫氣 苯 甲苯 乙苯 苯乙烯 分子式 H2 C6H6 C7H8 C8H10 C8H8 分子量 2． 016 熔點℃ 31 沸點℃ 145 閃點℃ 4 15 引燃溫度℃ 400 560 535 432 490 相對密度 （水 =1） 相對密度 （空氣 =1） 爆炸極限 % 臨界溫度℃ 240 369 臨界壓力Mpa 燃燒性 易燃 易燃 易燃 易燃 易燃 禁忌物 強氧化劑、鹵素 強氧化劑 強氧化劑 強氧化劑、酸類 強氧化劑、酸類 危險物質(zhì)的儲存 苯乙烯生產(chǎn)過程中涉及的主要危險、有害物質(zhì)儲存的注意事項如下表 43 所示。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 16 44 危險物質(zhì)的運輸 工藝過程危險、有害因素分析 苯乙烯車間主要包括：脫氫工段、精制工段以及倉庫。 因此苯乙烯生產(chǎn)過程危險、有害因素的識別，主要是查找出生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)上述事故的場所或過程。 根據(jù)對苯乙烯生產(chǎn)工藝流程的分析，脫氫工段危險因素分析如下 ： （ 1）火災(zāi)、爆炸 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 17 在新鮮乙苯以及循環(huán)乙苯由儲罐向脫氫反應(yīng)器加料的過程中，若儲罐泄漏或是泵及其周圍 管線發(fā)生泄漏與腐蝕，則會引起乙苯原料的泄漏，極易引發(fā)火災(zāi)、爆炸以及 中毒事故。氫氣為 易燃易爆 的危險 氣 體 。 蒸汽過熱爐是 通過 燃燒煤焦油 生 產(chǎn) 蒸汽 ， 為整個反應(yīng)的發(fā)生提供熱蒸汽。 此外，脫氫車間內(nèi)的大型儲罐、反應(yīng)器、換熱器等均需做好接地防雷擊的措施，以防止雷擊產(chǎn)生的電火花引起火災(zāi)事故。 （ 3）中毒窒息 乙烯儲罐內(nèi)所存的乙烯以及脫氫液儲罐中存在的苯乙烯均為易燃易爆有毒物質(zhì)，儲罐、油泵或相連管線破裂、泄漏，不僅會引起火災(zāi)、爆炸，還可能造成人員中毒，而且造成環(huán)境污染。 車間內(nèi)有很多電氣設(shè)備，如果電氣設(shè)備接地不良、設(shè)備漏電、未設(shè)置防靜電裝置，將會發(fā)生人員觸 電事故，造成人員傷亡，影響車間的正常生產(chǎn)日程。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 18 根據(jù)對精制工段的工藝流程分析，本工段存在的危險有害因素如下。因此若苯乙烯發(fā)生泄漏可能引起火災(zāi)事故。 （ 2）中毒 苯乙烯精制工段不僅存在苯乙烯產(chǎn)品，生產(chǎn)過程中還會產(chǎn)生副產(chǎn)品苯和甲苯。 此外，人員進(jìn)入罐、釜內(nèi)檢修，若有毒有害物質(zhì)置換不徹底，加之人員未佩戴勞動護具或護具失效，均可能造成人員中毒。 （ 4）噪聲與震動 排風(fēng)機、各 種泵、反應(yīng)器運行過程中會產(chǎn)生噪聲，存在噪聲與震動的危險因素。如若發(fā)生泄漏，操作人員未能及時躲避，將會造成嚴(yán)重地高溫灼傷。 5 苯乙烯車間重大危險源辨識 重大危 險源辨識是預(yù)防生產(chǎn)過程中發(fā)生重大事故的有效手段之一，通過對生河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 19 產(chǎn)場所、危險品儲存區(qū)域、危險工作區(qū)域內(nèi)危險源的辨識，可以判斷出重大危險源所在。 重大危險源辨識標(biāo)準(zhǔn) 苯乙烯工藝過程中存在危險物質(zhì)名稱及其臨界量如表 4所示 [11]。 苯乙烯車間重大危險源辨識 基于以上關(guān)于重大危險源表示的標(biāo)準(zhǔn)和方法，對北京燕山石化化工一廠苯乙烯車間罐區(qū)進(jìn)行重大危險源辨識。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 20 表 52 苯乙烯車間罐區(qū)參數(shù) 假設(shè)各儲罐存儲量為總?cè)莘e的 70%，可得出單臺儲罐儲存產(chǎn)品的質(zhì)量 ： 苯： M= 103 120 =73920kg 約為 74 噸 50 噸 苯乙烯： M= 103 298 =189826kg 約為 190噸 500 噸 甲苯： M= 103 70 =42630kg 約為 43 噸 500 噸 通過比較 74 噸 50 噸可以判斷出苯的儲存量大于苯的臨界儲存量。 6 儲罐區(qū)泄露重大事故后果模擬分析 根據(jù) 上述重大危險源辨識結(jié)果，重大危險源是苯儲罐區(qū)。 苯具有易燃易爆、有毒有害的特性， 在生產(chǎn)、運輸?shù)倪^程中均 存在很大的危險性，容易發(fā)生事故。苯發(fā)生泄漏后可能導(dǎo)致的后果包括 BLEVE火球、閃火、蒸氣云爆炸、池火災(zāi)和擴散中毒。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 21 苯儲罐池火災(zāi)事故后果模擬分析 北京燕山石化化工一廠苯乙烯車間在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生副產(chǎn)品苯，車間內(nèi)有 1 個容積為 120 m3的苯儲罐。此時如果遇到火源或火星，泄露 的液體很有可能會燃燒起來，發(fā)生池火災(zāi)事故。 （ 1）苯的燃燒速度 苯的燃燒熱 Hc=，比熱容 Cp= 環(huán)境溫度 )303(300 KCT ?? ，液體表面上單位體積的燃燒速度 dm/dt 為： )/(0 )( 0 20 smkgHTTC Hdtdm bp c ????? （ 61） （ 2）液池半徑 苯儲罐隔堤所謂液池面積 S=400m2，計算液池當(dāng)量半徑： mSr )( ?? ? （ 62） （ 3）火焰高度 設(shè)環(huán)境溫度 To=30℃（ 303K），此時空氣密度 30 / mkg?? ；重力加速度g=。 根據(jù) 上表的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷 ，用式（ 65）估算出池火災(zāi)可能的損失 距離 X： )4( ItQX c??? ? （ 65） 式中 X：目標(biāo)點到液池中心的距離， m； I：熱輻射強度， 2/mW ； Q：總熱輻射通量， W； ct ：熱傳導(dǎo)系數(shù)，取值 1。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 23 表 62火災(zāi)對人與設(shè)備的傷害情況 （ 6）池 火災(zāi)事故模擬結(jié)果分析 根據(jù) 上述池火災(zāi)事故后果模擬計算 ，假設(shè)苯儲罐內(nèi)的液體苯全部泄漏并引發(fā)池火災(zāi)，在以防火堤幾何中心為圓心的 遠(yuǎn)處基本沒有影響，對距離幾何中心 的環(huán)形區(qū)域內(nèi)的工作人員影響較小 ，對距幾何中心 區(qū)域 以內(nèi)的 工作人員，發(fā)生燒傷傷害 的可能性較大 。 同時，苯儲罐泄漏發(fā)生 池火災(zāi)事故還有可能引發(fā)其他設(shè)備發(fā)生其他類型的事故，導(dǎo)致事故范圍的擴大和蔓延 。蒸氣云爆炸是由于大量的可燃蒸氣突然大量快速泄漏和著火所導(dǎo)致的事故。蒸氣云爆炸的劈壞影響時產(chǎn)生沖擊波對周圍人員和建筑物的傷害。 該工廠的儲罐區(qū)內(nèi)有 1個苯產(chǎn)品的儲罐，儲罐容量 120m3，存量可達(dá) 74噸（ 70%的裝填量）。由此得到 TNT 當(dāng)量： kgW T N TfT N T 4f ???? ? （ 66） （ 2）死亡半徑 RD 如果該儲罐區(qū)域內(nèi)未設(shè)人員防護裝置，一旦發(fā)生泄漏導(dǎo)致爆炸，將會造成人員死亡的重大事故。 RD 與 WTNT之間的關(guān)系如式（ 67）所示： mW T N T ????????? （ 67） （ 3）重傷半徑 RH 如果該儲罐區(qū)內(nèi)的防護應(yīng)急裝置不健全，一旦發(fā)生爆炸事故，則很有可能導(dǎo)致人員重傷。在以幾何中心為爆炸中心， 為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)將發(fā)生財產(chǎn)損失。一旦發(fā)生爆炸，精制工段車間將受到破壞。此類爆炸主要是釋放大量的熱輻射對人員和設(shè)備造成傷害和損失 [16]。 （ 1）火球半徑 RF 根據(jù) Moorhouse 和 Pritchard 模型，發(fā)生火球和爆燃燃燒時，火球的最大半徑 RF為： mMR F 0 46 6 ?? （ 613） 式中， M為急劇蒸發(fā)的可燃物質(zhì)的質(zhì)量， kg。 根據(jù)表 61 熱輻射的不同入射人輻射強度所造成的損失，我們可以得到在不同入射熱輻射強度下，目標(biāo)處距火球中心的距離，從而得到事故發(fā)生的影響范圍。 表 66 BLEVE 事故模型計算結(jié)果 （ 5） BLEVE 事故模擬結(jié)果分析 以上計算是在苯產(chǎn)品完