丙酮储罐泄漏事故的定量风险评估论文

SCI论文（www.lunwensci.com）

　　摘要：利用QRA风险评价软件，通过建立相应的事故模拟模型，定量计算丙酮泄漏引起的蒸气云爆炸的事故后果以及事故后果的影响范围，辨识丙酮储罐的个人风险及社会风险，计算丙酮储罐的外部防护距离，判定厂区周边防护目标及外部防护距离是否满足，为丙酮使用企业外部防护距离的确定提供重要的参考依据。
　　关键词：丙酮；泄漏；风险评价
　　0引言
　　丙酮常应用于化工生产、涂料、纤维、医药、塑胶等领域，是一种易燃易爆、燃烧热能高、爆炸范围较宽、有挥发性和刺激性的危险化学品。丙酮储罐及管道系统在高温的条件下，管道及储罐内压力增大，有开裂和爆炸的危险。当工作人员更换丙酮装卸泵管或对丙酮过滤系统更换滤芯等作业时，有可能造成丙酮泄漏。丙酮储罐及管线因选材不当、机械损伤或长期使用产生孔洞或裂缝，管路连接用阀门、法兰等密封不严，仪表本体因压力等级不满足要求或材质出现问题，丙酮就有可能由泄漏点漏出。丙酮泄漏后挥发，蒸气与空气形成混合物，遇明火、电气火花、静电火花、撞击火花、高温等点火源，极易发生蒸气云爆炸事故。1994年，辽宁庆阳化学工业公司发生丙酮泄漏，丙酮蒸气遇螺丝撞击火花发生蒸气云爆炸，所幸没有造成人员伤亡；1999年，国营红峰机械厂分厂发生丙酮泄漏，丙酮蒸气遇明火发生蒸气云爆炸，造成4人受伤；2004年，北京宝龙高科光电技术有限公司，用丙酮擦环氧树脂，遇静电火花发生火灾爆炸事故，造成9人受伤；2010年，北京昌平北七家镇多彩印刷厂发生丙酮泄漏，丙酮蒸气遇灯光照射产生的高温发生蒸气云爆炸，造成1人死亡，17人受伤；2011年，重庆福安药业环废中心回收塔精馏釜发生爆炸，造成丙酮泄漏，形成池火，池火灾造成附近丙酮母液贮罐遇高热发生爆炸，并引起废液桶燃爆，部分厂房被大火烧坍塌，直接损失超过100万元[1]。由事故案例可见，丙酮爆炸事故多是由于丙酮泄漏引起，往往会造成较大的人员伤亡和经济损失，对社会造成严重的影响[2]。有必要对丙酮储罐风险进行分析，预防爆炸事故的发生。
　　本文通过对某企业丙酮储罐进行蒸气云爆炸事故后果模拟，为丙酮企业的安全管理提供技术支持，并进行风险模拟、外部防护距离分析，为以后丙酮储罐的选址、事故预防提供参考。
　　1风险分析方法
　　本文应用南京安元科技有限公司的QRA定量风险评价软件。该软件可以通过图形显示个人风险、社会风险以及外部安全防护的距离。首先选定个人风险和社会风险的风险标准，载入地图并设置地图比例，输入气象条件、人口区域密度、装置信息，确定事故场景并填写事故参数，选定参与计算的装置，通过模拟丙酮储罐泄漏引起的蒸气云爆炸事故，定量计算评估事故后果，并进行风险分析，确定丙酮储罐的外部安全防护距离。
　　2事故模拟
　　2.1危险场景
　　丙酮泄漏发生的事故类型主要是池火灾和蒸气云爆炸，蒸气云爆炸的事故后果更严重。以某企业丙酮储罐为例，如果安全设施存在缺陷或安全管理不到位，在储存、装卸过程中丙酮储罐、过滤装置、输送管道因为材质缺陷、受外力损坏等发生泄漏。泄漏出的丙酮蒸发为丙酮蒸气，丙酮蒸气比空气重，积聚形成局部爆炸性气体。遇到明火、撞击火花、静电火花、高温表面等点火源，发生蒸气云爆炸事故。
　　丙酮蒸气云爆炸会产生冲击波，并伴随着高温火焰，会对周围的人员造成伤亡，对周围的物体造成破坏。丙酮蒸气还具有毒性，会对人体造成伤害，泄漏到环境中，会对环境造成污染。
　　2.2装置参数
　　装置名称：丙酮储罐；
　　装置类型：固定的常压储罐；储罐容量：11.36 m3；
　　事故类型：丙酮泄漏引起的蒸气云爆炸。事故模拟相关参数如表1所示。

　　2.3环境参数
　　丙酮储罐周边环境条件对事故后果有直接影响，气象条件如表2所示，所在区域风向如图1所示。区域人口密度约为0.000 870 7人/m2。

　　2.4事故后果分析
　　丙酮蒸气云爆炸事故后果如图2所示。

　　根据图2，蒸气云爆炸事故后果如下：人员的死亡半径：9.68 m，人员的重伤半径：30.01 m，人员的轻伤半径：58.36 m，财产的损失半径：34.64 m。
　　通过模拟结果可以看出，丙酮蒸气云爆炸的冲击波影响范围较大，事故导致的人员伤亡半径接近60.00 m，事故后果较严重。
　　3个人风险和社会风险分析
　　3.1风险标准
　　风险分析依据GB 36894—2018《危险化学品生产装置和储存设施风险基准》中危险化学品在役生产装置和储存设施[3]。根据表3中系统预设的个人风险标准，模拟分析个人风险等值线。防护目标按照不同的使用性质分为不同的防护目标类别。

　　社会风险采用F-N曲线表示，依据周边防护目标所承受的风险基准，划分为不可接受区、尽可能降低区和可接受区3个区域，如图3。

　　3.2风险分析结果
　　对丙酮储罐进行个人风险分析如图4所示，可以看出，个人风险分析模拟共输出了2组个人风险等值线。其中，内圈线代表一般防护目标中二类防护目标的个人风险等值线；外圈线代表高敏感防护目标、重要防护目标、一般防护目标中一类防护目标的个人风险等值线，一般防护目标中一般防护目标中二类防护目标的个人风险等值线未输出。

　　对丙酮储罐进行社会风险分析如图5所示，可以看出，社会风险F-N曲线处于可接受区及尽可能降低区，未处于不可接受区。因为部分风险曲线位于尽可能降低区，因此，企业应加强安全管理，加强安全培训，提升安全技术措施，完善应急体系，尽可能降低社会风险。

　　4外部安全防护距离分析
　　对丙酮储罐所在某公司周边设施和场所进行调查，确定周边防护目标，并依据GB 36894—2018《危险化学品生产装置和储存设施风险基准》对周边防护距离进行分类。
　　通过调查结果显示，周边1 km范围内无高敏感防护目标；A建筑物为重要防护目标，距离为130 m；B建筑物为一般防护目标中一类防护目标，距离为180 m；C建筑物为一般防护目标中二类防护目标，距离为60 m；D建筑物为一般防护目标中三类防护目标，距离为21 m。
　　基于对丙酮储罐的蒸气云事故模拟的计算结果，依据个人风险和社会风险的风险基准，确定丙酮储罐的外部安全防护距离，不同防护目标对应的外部防护距离如图6所示。

　　由表4可以看出，A建筑物(重要防护目标)到丙酮储罐距离为130 m；B建筑物(一般防护目标中一类防护目标)到丙酮储罐距离为180 m；位置均处于丙酮储罐3×10-6风险等值线以外，满足对应的防护距离88.4 m。建筑物(一般防护目标中二类防护目标C)到丙酮储罐距离为60 m；位置处于丙酮储罐1×10-5风险等值线以外，满足对应的防护距离39.67 m。D建筑物(一般防护目标中三类防护目标)到丙酮储罐距离为21 m，此类防护目标的个人风险未达到风险标准，外部安全防护距离无要求。

　　因此，丙酮储罐外部防护距离符合要求。
　　5结语
　　本文以丙酮发生泄漏导致发生蒸气云爆炸事故场景，进行作为定量风险评估，通过评估结果可以看出：
　　(1)丙酮爆炸事故多是由丙酮泄漏引起，丙酮泄漏后极易挥发，丙酮蒸气与空气容易积聚成爆炸性气体混合物，如果遇到点火源极易发生蒸气云爆炸事故。
　　(2)丙酮蒸汽云爆炸会造成较大的人员伤亡和经济损失，对社会造成严重的影响。涉及丙酮企业应加强设备设施安全检查和日常维护，定期巡检，及时消除可能存在的安全隐患。
　　(3)丙酮由于自身的危险化学品特性，会极大地增加涉及企业的个人风险和社会风险，因此建议相关企业应适当地采取相关安全技术措施，如降低丙酮储罐的储量、增加安全监测及联锁设施、寻求安全可靠的替代品、尽可能降低周边人口密度等。人的不安全行为、企业管理者安全意识薄弱也是造成事故的间接原因，建议相关企业加强安全管理，不断增强安全生产意识。
　　参考文献：
　　[1]王晶晶，黄骅，陆书明.丙酮生产发展概况及国内事故案例分析[J].广州化工，2013(18)：212-214.
　　[2]商硕冰，王心慧，余峰.化工企业丙酮埋地储罐火灾爆炸事故安全性评价[J].石化技术，2020(2)：243-245.
　　[3]国家市场监督管理总局.危险化学品生产装置和储存设施风险基准：GB 36894—2018[S].北京：中国标准出版社，2019.

关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！

文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/ligonglunwen/77714.html