唐诗 张杰 宁端 马蠡 徐梅

摘要：采用道化学火灾、爆炸危险指数法对三台站30×104m3/d轻烃回收装置产品储罐区进行安全评价，得出其采用安全措施补偿前后的火灾、爆炸指数、和暴露面积、危害系数、危险等级及实际最大可能财产损失等指数，评价结果表明该装置采用的安全预防措施可有效降低产品储罐区的风险程度，为储罐区的事故风险预防和管理提供了科学依据。

关键词：安全评价;道化学火灾;爆炸危险指数法;轻烃回收装置;产品储罐区

引言

轻烃产品存在闪点低，沸点低，组分较轻，易挥发，且易燃易爆等性质。轻烃产品储罐区作为轻烃回收装置储存轻烴的主要区域，通常构成重大危险源，一旦发生事故，将会造成极其严重的后果，因此对轻烃产品储罐区进行科学、客观的风险评价是轻烃回收装置安全管理的重要工作内容。

由于火灾、爆炸是轻烃回收装置产品储罐区主要的风险因素，针对此风险因素的评价，石油化工行业较常用的是道化学火灾、爆炸危险指数评价法[1]。本文根据道化学火灾、爆炸危险指数评价法，结合川中油气矿轻烃厂三台30×104m3/d轻烃回收装置的生产实际，对该装置产品储罐区进行风险评价，量化其潜在的危险性及发生事故可造成的预期损失，从而确定减轻事故严重性及损失的有效途径，为事故的预防和控制提供科学依据。

1装置简介

三台轻烃回收装置于2002年8月22日投产，装置设计处理能力为30×104m3/d（101.325kPa，20℃，下同）。装置采用国内成熟的透平膨胀机膨胀制冷工艺，原料气获得冷量后经两级填料塔分离得液化石油气和稳定轻烃产品。轻烃回收装置生产的轻烃产品进入产品储罐区储存，产品储罐区设置了三台液化石油气储罐，容积均为50 m3，以及两台稳定轻烃储罐，容积分别为30 m3及20 m3，五台储罐均为卧式圆筒形储罐，单排布置。

2 道化学火灾、爆炸危险指数法评价程序

道化学火灾、爆炸危险指数法是是化工领域最早应用于实际的安全评价方法，目前已发展到第7版，主要用于对工艺装置及所含物料的潜在火灾、爆炸及反应性危险进行客观的定量分析[2-3]。评价过程是依据以往事故的统计资料、物质的潜在能量及现行安全预防措施的状况进行逐步推算，通过工艺单元危险物质的辨识、决定物质的选取和危险系数的计算来确定初始的火灾爆炸危险指数等级，然后针对生产或工艺过程中所采取的各种安全装置与措施，计算安全措施补偿系数，进行危险分析，得出安全补偿后的实际危险等级并用于指导生产[4-6]。道化学火灾、爆炸危险指数评价法计算程序如图2-1所示[1]。

3 道化学火灾、爆炸危险指数法评价过程

3.1 确定物质系数（MF）

物质系数（MF）是表述物质在燃烧或其他化学反应引起的火灾、爆炸时释放能量大小的内在特性，是一个最基础的数值。它是根据美国消防协会（NFPA）规定的物质可燃性NF和化学活泼性NR求得的[7]。物质系数MF代表在正常环境和压力下物质的危险性。由于液化石油气主要有C3及C4组成，稳定轻烃主要由C5+组成，根据道化学火灾、爆炸危险指数评价法（第七版）的附录A，液化石油气的物质系数与稳定轻烃的MF分别取21及16。

3.2 确定工艺单元危险系数（F3）

工艺单元危险系数F3是一般工艺危险系数（F1）和特殊工艺危险系数（F2）的乘积，即F3= F1×F2。F3值范围为1～8，若F3>8，则按8计[8]。

（1）一般工艺危险系数（F1）

一般工艺危险系数是确定事故损害大小的主要因素，共有 6 项，包括放热化学反应、吸热反应、物料处理与输送、密闭或室内工艺单元、通道、排放和泄漏控制。一般工艺危险系数的基本系数为1.00，无危险时系数为0.00，一般工艺危险系数=基本系数+所取各选项一般危险系数之和[9]。根据三台轻烃回收装置产品储罐区的实际工艺情况并代入系数，一般工艺危险系数取值为2.35。

（2）特殊工艺危险系数（F2）

特殊工艺危险系数F2是影响事故发生概率的主要因素，特定的工艺条件是导致火灾、爆炸事故的主要原因。特殊工艺危险包括12个取值项（毒性物质、负压操作等）。特殊工艺危险系数的基本系数为1.00，无危险时系数为0.00，特殊工艺危险系数=基本系数+所取各选项一般危险系数之和[10-11]。根据三台轻烃回收装置产品储罐区的实际工艺情况并代入系数，一般工艺危险系数取值为2.26。

综上所述，稳定轻烃储罐的危险系数值F3=F1×F2=2.35×2.26=5.31，液化石油气储罐的危险系数值F3=F1×F2=2.35×2.73=6.42。

3.3 确定火灾、爆炸危险指数（F&EI）

火灾、爆炸危险指数（F&EI）是被用来估计生产事故可能造成的破坏损失[12]。其计算方法如下：

火灾爆炸指数（F&EI）=危险系数（F3）×物质系数（MF）   （3-1）

根据式（3-1）计算可得液化石油气储罐的火灾、爆炸危险指数（F&EI）为134.73，稳定轻烃储罐的火灾、爆炸危险指数（F&EI）为84.97。根据F&EI值及危险等级表可以得出液化石油气储罐危险等级很大，稳定轻烃储罐危险等级较轻。

3.4 确定危害系数

单元危害系数代表了所评价单元中物料泄漏或反应能量释放而引起的火灾、爆炸事故的综合效应，由物质系数MF和单元危险系数F3根据图2确定的。

由图2可以得出，稳定轻烃储罐的单元危害系数为0.62，液化石油气储罐的单元危害系数为0.78。

3.5 确定暴露半径及暴露面积

计算得出稳定轻烃储罐暴露半径为21.75 m，暴露面积为1485.42 m2，液化石油气储罐暴露半径为34.49 m，暴露面积为3735.31 m2。

3.6 确定基本可能最大财产损失（Base MPPD）

3.7 确定安全补偿系数C

采取一定的安全措施可以降低事故发生的风险和危害，即可对火灾、爆炸指数做一定的补偿，安全措施可以分为工艺控制、物质隔离、防火措施三类，其补偿系数分别为C1，C2，C3，没有采取的安全措施，系数记为1，更加装置实际情况得出安全补偿系数C1为0.82，C2为0.96，C3为0.74，安全补偿措施C= C1×C2×C3=0.58。

3.8 产品储罐区危险分析汇总

由表1分析可知，液化石油氣储罐的火灾、爆炸危险指数高于稳定轻烃储罐，且在采取安全措施补偿前，液化石油气储罐的火灾、爆炸危险指数处在很大级危害等级，稳定轻烃储罐火灾、爆炸危险指数处在较轻级危害等级，通过工艺控制、物质隔离和防火措施三方面进行补偿后，其原有的危险性大大降低，液化石油气储罐与稳定轻烃储罐的火灾、爆炸危险等级降分别降低至较轻与最轻的级别，暴露半径也有所降低，且实际最大可能财产损失低于基本最大可能财产损失。

4 结论与建议

通过采用道化学火灾、爆炸危险指数法对三台30×104m3/d轻烃回收装置的产品储罐区进行定量的风险评价可以得出，该装置的各项安全防护措施能有效保障装置的安全生产。为了进一步完善产品储罐区的事故风险预防和管理，评价过程中发现该装置的安全措施存在一些薄弱环节，需进一步加强。

（1）道化学评价法关于人为因素考虑不够充分，为降低因人为误操作造成事故的风险，应进一步完善操作规程与安全管理制度，并落实岗位责任制;

（2）增强员工的风险意识，并对员工进行消防知识培训，定期开展消防演练;

（3）在道化学法评价分析结果的基础上，全面掌握储罐区火灾、爆炸事故可能造成的后果，科学制定相应的应急方案，提高员工应急处置能力，最大程度上降低事故造成的损失;

（4）由于该装置运行时间较长，应加强产品储罐区设备的维护保养，并定期进行设备检测，降低设备失效的风险;

（5）产品储罐区的物质隔离系统应进一步完善，当储罐发生物料泄漏时，能尽快进行物质隔离，从而降低泄漏带来的损失与危害。

参考文献

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