ICI蒙德法详细评价过程.docx

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ICI蒙德法详细评价过程

4.2ICI蒙德火灾、爆炸、毒性指标法

4.2.1初期评价各系数取值

4.2.1.1单元中的重要物质及物质系数

重要物质是指在单元中以较多数量存在的危险性较大的物质。

物质系数是指在标准状态（25℃，0.1MPa）的火灾、爆炸或放出能量的危险性潜能的一个尺度。

一般可燃性物质的物质系数可按下式计算：

式中：

B——物质系数

△HR——该物质的燃烧热值，单位为kcal/kg

各评价单元的重要物质及其物质系数的分析计算如下：

1）原辅料配置单元

本单元的重要物质为VCM。

其他辅料虽然也有一定的危险性，但与VCM相比数量小得多；只有2.2’-偶氮双2,4-二甲戊腈属易燃固体，爆炸下限为0.0018%（爆炸上限无资料）。

VCM的物质系数：

＝（4452×1.8）÷1000＝8.01

2）聚合单元

本单元的重要物质为VCM，B=8.01。

3）卸料脱除单元

本单元的重要物质为VCM，B=8.01。

4）VCM回收精馏单元

本单元的重要物质为VCM，B=8.01。

5）产品干燥包装单元

本单元的重要物质为PVC，取B=0.1。

6）码头槽区单元

本单元的重要物质为VCM，B=8.01。

表4-42各单元重要物质及其物质系数

单元名称

重要物质

物质系数B

原辅料配置单元

液态VCM

8.01

聚合单元

液态VCM

8.01

卸料脱除单元

VCM

8.01

VCM回收精馏单元

VCM

8.01

产品干燥包装单元

PVC

0.1

码头槽区单元

液态VCM

8.01

4.2.1.2特殊物质的危险性

决定特殊物质的危险性时，要对重要物质的特殊性质、重要物质在单元内与催化剂等其他物质混合的情况重新进行评价。

评价中可根据该单元内重要物质的数量、在火灾或可能出现火灾的条件下对其特定性质所产生的影响来决定特殊物质危险性系数的选取标准。

评价出的危险性系数是所研究单元内重要物质使用环境的一个函数，蒙德法中分为十个因素，本评价报告中各单元有关的因素分述如下：

1）原辅料配置单元

①氧化剂

辅料中有四种过氧化物，但数量较少，取系数5。

②混合及扩散特性

按规定液化可燃性气体，临界温度在-10℃以上，沸点为30℃以下的可燃物质，其系数可取为30。

故本单元的主要物质液态VCM取系数30。

2）聚合单元

与原辅料配置单元相同。

3）卸料脱除单元

本单元的重要物质为气态VCM，不存在蒙德法有关特殊物质危险性的十个方面因素，故取系数为0。

4）VCM回收精馏单元

本单元的重要物质为气态VCM，不存在蒙德法有关特殊物质危险性的十个方面因素，故取系数为0。

5）产品干燥包装单元

本单元的重要物质为PVC，不存在蒙德法有关特殊物质危险性的十个方面因素，故取系数为0。

6）码头槽区单元

按规定液化可燃性气体，临界温度在-10℃以上，沸点为30℃以下的可燃物质，其系数可取为30。

故本单元的主要物质液态VCM取系数30。

表4-43各单元重要物质及其物质系数

单元名称

重要物质

物质系数M

原辅料配置单元

液态VCM

35

聚合单元

液态VCM

35

卸料脱除单元

气态VCM

0

VCM回收精馏单元

气态VCM

0

产品干燥包装单元

PVC

0

码头槽区单元

液态VCM

30

4.2.1.3一般工艺的危险性

这类危险性与单元内进行的工艺及其操作的基本类型有关，蒙德法中列出了六种基本类型（“仅是使用及单纯物理变化”、“单一连续反应”、“单一间歇反应”、“反应多重性或在同一装置里进行不同的工艺操作”、“物质输送”、“可搬动的容器”），再根据具体工艺及操作的不同选取不同的危险性系数。

本报告各单元的一般工艺的危险性系数经分析取值如下（并将合计值列于表4-44中）。

1）仅是使用及单纯物理变化

原辅料配置单元和产品干燥包装单元仅是使用，取系数10；卸料脱除单元和VCM回收精馏单元仅为减压蒸馏分离，取系数10；码头槽区单元仅为贮存且有完备的堤坝，取系数10；产品干燥包装单元有离心分离等工艺，取系数30。

2）单一连续反应及单一间歇反应

聚合单元为聚合反应且属单一间歇反应，取系数50+10=60；产品干燥包装单元有固体物质干燥工艺取系数50。

3）物质输送

聚合单元取系数50+50=100；其他各单元均取系数50。

迭加后，原辅料配置单元、卸料脱除单元、VCM回收精馏单元和码头槽区单元的系数均为60；聚合单元的系数为160；产品干燥包装单元的系数为130。

表4-44各单元一般工艺危险性系数合计

单元名称

一般工艺危险性系数P

原辅料配置单元

60

聚合单元

160

卸料脱除单元

60

VCM回收精馏单元

60

产品干燥包装单元

130

码头槽区单元

60

4.2.1.4特殊工艺危险性系数的确定

这类危险性是在重要物质和基本的工艺及操作所评价的评分基础上，结合会使总体危险性增加的工艺操作、贮存、输送等特性而决定的系数。

蒙德法中给出了“低压”、“高压”、“低温”、“高温”、“腐蚀和侵蚀的危险物”、“接头和填料的危险性”、“振动及循环负荷疲劳危险性以及基础或支持吊架的破损”、“难控制的工艺或反应”、“在燃烧极限附近操作”、“比平均爆炸危险性大的情况”、“粉尘或雾滴爆炸的危险性”、“使用强气相氧化剂的工艺”、“工艺着火的灵敏度”、“静电的危险性”等14个因素来综合确定特殊工艺危险性系数。

本项目各单元特殊工艺危险性系数的分析取值如下（并将合计值列于表4-45中）。

1）低压

聚合单元和卸料脱除单元取系数50。

2）高压

聚合单元取系数30。

3）高温

聚合单元取系数20。

4）腐蚀和侵蚀的危险物

VCM回收精馏单元取系数10。

5）接头和填料的危险性

原辅料配置单元、聚合单元、码头槽区单元、卸料脱除单元、VCM回收精馏单元均取危险性系数50；产品干燥包装单元取危险性系数30。

6）振动及循环负荷疲劳危险性以及基础或支持吊架的破损

VCM回收精馏单元取危险性系数30；产品干燥包装单元取危险性系数20。

7）难控制的工艺或反应

聚合单元取危险性系数120。

8）静电的危险性

原辅料配置单元、聚合单元、码头槽区单元均取危险性系数60；VCM回收精馏单元取危险性系数50。

迭加后，原辅料配置单元取危险性系数110；聚合单元取危险性系数330；卸料脱除单元取危险性系数100；VCM回收精馏单元取危险性系数140；产品干燥包装单元取危险性系数50；码头槽区单元取危险性系数110。

表4-45各单元特殊工艺危险性系数合计

单元名称

特殊工艺危险性系数S

原辅料配置单元

110

聚合单元

330

卸料脱除单元

100

VCM回收精馏单元

140

产品干燥包装单元

50

码头槽区单元

110

4.2.1.5数量的危险性

蒙德法规定，在处理大量的可燃性、着火性和分解性物质时，要给以附加的危险性系数。

单元危险性物质的总量应包括反应器内、管道内、供料槽内、塔内等设备管道内的全部危险性物质。

单元内危险性物质的数量与单元的危险性有密切的联系，蒙德法用“量系数”来表示，并给出了量系数与单元内危险性物质总量的关系图，根据这些关系图，本评价报告中的各单元的量系数见下表。

表4-46各单元危险性物质总量和量系数Q

单元名称

危险性物质总量K（t）

量系数Q

原辅料配置单元

420

110

聚合单元

480

140

卸料脱除单元

50

100

VCM回收精馏单元

15

50

产品干燥包装单元

主要考虑PVC粉尘

按最小量取2

码头槽区单元

13652

350

4.2.1.6布置上的危险性

单元布置引起的危险性系数主要是考虑大量危险性物质在单元内存在的高度与作业区域大小。

单元的高度是指装置及其输送物料的配管顶部距地面的高度。

作业区域是指与本单元有关的构造物的计划区域。

蒙德法提出了“结构设计”、“多米诺效应”、“地下设施”、“地面排水沟”、“其他”等5个方面的危险性因素。

现将本报告中各单元的“布置上危险性”的分析如下（并将其结果列于表4-47中）。

1）原辅料配置单元

原辅料贮槽的安装高度在7米以上，危险性物质总量大于5吨，并为开放式构筑物，结构设计系数取50；周围有排水沟，地面排水沟系数取50；合计100。

2）聚合单元

聚合釜的安装高度在7米以上，危险性物质总量大于5吨，并为开放式构筑物，结构设计系数取50；属室内装置，按通风状况，室内装置系数取20；其他因素取系数75；合计145。

3）卸料脱除单元

卸料槽等设备安装高度在7米以上，危险性物质总量大于5吨，并为开放式构筑物，结构设计系数取50；属室内装置，按通风状况，室内装置系数取20；合计70。

4）VCM回收精馏单元

气柜等设备高度在7米以上，危险性物质总量大于5吨，并为敞开式布置，结构设计系数取50；有压缩机室，结构设计系数取40；周围有排水沟，地面排水沟系数取50；合计140。

5）产品干燥包装单元

属室内装置，按通风状况，室内装置系数取20；另取工艺结构系数10；合计30。

6）码头槽区单元

球罐高度在7米以上，危险性物质总量大于5吨，并为敞开式布置，结构设计系数取50；多米诺效应附加系数取20；其他因素取系数75；合计145。

表4-47各单元高度、作业区域及布置上的危险性系数L

单元名称

高度H（m）

作业区域N（m2）

布置上危险性系数L

原辅料配置单元

16

1750

100

聚合单元

36

5000

145

卸料脱除单元

21

2400

70

VCM回收精馏单元

12

1600

140

产品干燥包装单元

36

10000

30

码头槽区单元

25

6500

145

4.2.1.7毒性危险性

毒性危险性是蒙德法关于毒性危险性的相对评分及其对综合危险性评价的影响。

分析评价主要从“TLV”、“物质的类型”、“短时间暴露”、“皮肤吸收”、“物理因素”几个方面来进行。

1）TLV值

TLV值即指阈限值，是指以每周40小时，每天8小时劳动为标准时间，大多数工人在长期、反复接触该浓度的情况下，不致引起有害作用时，有害物质在车间空气中的阈限值。

蒙德法中采用TLV-TWA值，即时间加权平均浓度阈限值。

它用于评价通常存在的泄漏造成的危险性及通常维修或者工艺操作引起的危险性。

蒙德法对最危险物质的确认原则为：

TLV最低或毒性危害（如皮肤吸收）最大，而又大量存在的物质。

这种物质也许与单元中的重要物质不一样。

各单元的TLV取值系数如下表。

表4-48各单元的TLV取值系数

单元名称

主要危险物质

TLV-TWA值

采用系数

原辅料配置单元

VCM

1ppm

100

聚合单元

VCM

1ppm

100

卸料脱除单元

VCM

1ppm

100

VCM回收精馏单元

VCM

1ppm

100

产品干燥包装单元

PVC

5ppm

75

码头槽区单元

VCM

1ppm

100

注：

上表中TLV-TWA值均采用ACGIH的数据。

2）物质的类型

这里主要是指物质存在的状态。

对各单元中最危险的物质，根据其类型确定系数如下。

表4-49各单元的物质类型系数

单元名称

主要危险物质

物质类型

采用系数

原辅料配置单元

VCM

液体

50

聚合单元

VCM

液体

50

卸料脱除单元

VCM

气体

25

VCM回收精馏单元

VCM

气体

25

产品干燥包装单元

PVC

固体

0

码头槽区单元

VCM

液体

50

3）皮肤吸收

毒性物质可被皮肤吸收时，应考虑采用附加系数，系数范围为0-300，并且系数最小限度与TLV系数为同值。

本报告中各单元的皮肤吸收系数如下。

表4-50各单元的皮肤吸收系数

单元名称

主要毒性物质

皮肤吸收情况

采用系数

原辅料配置单元

VCM

吸收

150

聚合单元

VCM

吸收

150

卸料脱除单元

VCM

吸收

150

VCM回收精馏单元

VCM

吸收

150

产品干燥包装单元

PVC

吸收

75

码头槽区单元

VCM

吸收

150

注：

“短时间暴露”及“物理因素”两项在本项目中影响不大，故不作考虑。

根据上述几个方面的毒性危害性分析，合计后，各评价单元的毒性危害性系数T见下表。

表4-51各单元毒性危害性系数T

单元名称

毒性危害性系数T

原辅料配置单元

300

聚合单元

300

卸料脱除单元

275

VCM回收精馏单元

275

产品干燥包装单元

150

码头槽区单元

300

4.2.2初期评价的计算结果

综合上述危险性系数分析，各单元的初期评价各项系数合计于下表。

表4-52各单元初期评价各项系数汇总

单元名称

B

M

P

S

Q

L

T

K

N

H

m

p

t

原辅料配

置单元

8.01

35

60

110

110

100

300

420

1750

16

30

50

310

聚合单元

8.01

35

160

330

140

145

300

480

5000

36

30

50

340

卸料脱除

单元

8.01

0

60

100

100

70

275

50

2400

21

0

0

310

VCM回收

精馏单元

8.01

0

60

140

50

140

275

15

1600

12

0

0

310

产品干燥

包装单元

0.1

0

130

50

2

30

150

0

10000

36

0

0

350

码头槽区

单元

8.01

30

60

110

350

145

300

13652

6500

25

30

50

310

初期评价的计算按以下公式进行：

1）各单元的全体指标D值

D=B×（1+M/100）×（1+P/100）×[1+（S+Q+L）/100+T/100]

2）各单元的火灾负荷F值

F=（B×K/N）×20500

3）各单元的毒性指标U值

U=（T/100）×[1+（M+P+S）/100]

4）各单元的主毒性事故指标C值

C=Q×U

5）各单元的内部装置爆炸指标E值

E=1+[（M+P+S）/100]

6）各单元的地区爆炸指标A值

A=B×（1+m/100）×Q×H×E×（t/300）×[（1+p）/1000]

7）各单元的全体危险性评分R值

表4-53各单元指标汇总及其等级范畴

单元名称

D值

范畴

F值

范畴

E值

范畴

A值

范畴

U值

范畴

C值

范畴

R值

范畴

原辅料配

置单元

125

非常极端的

39409

轻

3.05

中等

2946

非常高

9.2

高

1006

非常高

7240

非常高

聚合单元

285

高度灾难性的

15764

轻

6.25

非常高

18959

非常高

18.8

非常高

2625

非常高

53622

极端

卸料脱除

单元

83

重的

3421

轻

2.6

中等

45.2

中等

7.0

高

702

非常高

222

中等

VCM回收

精馏单元

90

重的

1539

轻

3

中等

15

低

8.3

高

414

高

158

中等

产品干燥

包装单元

1.2

缓和的

0

轻

2.8

中等

0.023

轻

4.2

中等

8.4

轻

1.2

缓和

码头槽区

单元

206

高度灾难性的

344881

高

3

中等

14405

非常高

9

高

3150

非常高

75653

非常极端

4.2.3火灾爆炸毒性危险性初期评价结果分析

1）分析DOW/ICI总指标D值的结果，六个单元中除产品干燥包装单元属“缓和的”以外，码头槽区单元和聚合单元均属“高度灾难性的”；原辅料配置单元属”非常极端的”；卸料脱除单元和VCM回收精馏单元均属“重的”。

说明码头槽区单元、聚合单元和原辅料配置单元这三个单元具有非常严重的潜在火灾、爆炸、毒性危险性。

2）全体危险性评分R值的计算结果表明，码头槽区单元为“非常极端”，聚合单元为“极端”，原辅料配置单元为“非常高”，说明这三个单元所固有的火灾、爆炸、毒性危险性非常大，必须采取严格的安全对策措施和各种预防手段，才能确保安全生产。

3）码头槽区单元的火灾负荷F属“高”，预计火灾持续时间为2-4小时；原辅料配置单元、聚合单元、卸料脱除单元、VCM回收精馏单元、产品干燥包装单元五个单元单元的火灾负荷F属“轻”，预计火灾持续时间为1/4-1/2小时。

因此，对码头槽区单元，包括原辅料配置单元、聚合单元、卸料脱除单元、VCM回收精馏单元，均应采取相应的火灾预防措施，才能保证生产的正常进行。

4）聚合单元由于其工艺操作较为复杂，其内部装置爆炸危险性E值属“非常高”，说明其爆炸危险性很大；码头槽区单元、卸料脱除单元、VCM回收精馏单元、原辅料配置单元等四个单元的内部装置爆炸危险性E值属“中等”，说明这些单元的爆炸危险性也不小；以上这几个单元应考虑采取足够的补偿措施以保证生产的正常进行。

5）码头槽区单元、聚合单元、原辅料配置单元等三个单元的地区爆炸指标A值均属“非常高”，说明一旦这些单元发生爆炸对周围环境会有较大的影响，必须采取足够的补偿措施以保证生产的正常进行。

6）除产品干燥包装单元外，其他各单元的毒性指标U值、主毒性事故指标C值均偏高，属“非常高”（聚合单元）或“高”，说明这五个单元都存在着VCM大量泄漏造成严重中毒事故的隐患。

4.2.4单元危险性的补偿评价

上述初期评价结果所表明的是在不考虑任何安全对策和预防手段时单元的潜在危险性，而在实际生产过程中，为了确保安全生产，保障员工的安全和健康，都会采取各种各样的安全措施和预防事故的手段。

为了反映实际生产情况下的危险性程度，蒙德法又通过降低事故频率和减小事故规模两个方面的安全对策措施对单元的危险性进行补偿。

补偿评价就是以已采用的或准备采用的安全对策措施为依据，计算出（或预估）实际生产情况下的火灾、爆炸、毒性危险性程度。

如果补偿评价的结果危险性仍很大时，可以采取改变工艺或增加安全措施的办法来进一步降低危险性，不过，这时要重新进行计算。

下面就对本项目的六个单元进行单元危险性的补偿评价。

4.2.4.1降低事故频率方面的安全措施及其补偿系数

降低事故频率方面的安全措施和预防手段包括容器系统、工艺管理和对安全的态度三个方面。

4.2.4.1.1容器系统

容器系统的故障主要会造成容器内的物料向周围大气环境的泄漏，而改善容器状况的基本方法是采用比标准设计规定高的标准，还有就是采用先进的或更好的制造技术及检测技术，以提高容器的产品质量。

蒙德法提出了六个方面的补偿，现将与本评价有关的部分分述如下。

1）压力容器

本项目的压力容器分两部分，一部分从境外进口，采用ASME、API等相关标准；另一部分在境内制造，将采用《钢制压力容器》GB150-1998等标准、规范。

所有容器均不提高等级标准，故除产品干燥包装单元外其他评价单元都取补偿系数0.9。

2）非压力立式贮罐

本项目的非压力立式贮罐，如VCM气柜等，将采用《石油化工立式圆筒形钢制焊接贮罐设计规范》SH3046-92等相关的标准规范进行设计、施工，故VCM回收精馏单元取补偿系数0.9，其他单元不取。

3）输送管线

各单元中的输送管线及法兰接头等均按《石油化工管道布置设计通则》SH3012-2000、《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501-1997等国内有关标准规范进行设计、施工，因此，各评价单元均取补偿系数0.8。

4）附加容器、套管和防护堤

码头槽区单元中的球罐按相关的标准规范设有防护堤，取补偿系数0.8。

其他单元不取补偿系数。

5）泄漏检测系统与响应

本项目拟在装置区内易燃易爆及有毒危险场所采用质谱分析仪，在码头槽区和码头区采用电化学式监测系统，并在控制室设有监测报警盘；根据工艺流程的需要，对一些重要的温度、压力、流量、物位等参数设置了监测报警系统，并设置由独立二重化DSC控制器构成的ESD系统，实现生产装置的联锁动作，确保生产安全。

故取补偿系数0.72。

6）气体、液体和废料的排放

本项目中考虑了相应的回收措施，故取补偿系数0.9。

4.2.4.1.2工艺管理

当生产过程中出现异常情况时，如果工艺管理系统好，就能首先发现这些异常情况，并进行正确的控制和处理，必要时还可通过联锁系统实放紧急停车，从而大大降低事故发生的可能性。

蒙德法列举了十种可以作出补偿的安全措施，结合本项目分述如下。

1）报警系统

本项目配置有必要的报警系统，在控制室能显示报警信号，操作人员能进行控制，严重时还有独立的联锁系统会自动启动。

故取补偿系数0.9。

2）紧急用电的供给

本工程由同期建设的台化热电厂双回路供电，另配置一套1500KW、400V柴油发电机，以满足厂内一级负荷中特别重要电力负荷的需要；控制系统配有UPS装置，作业场所设有应急照明。

故取补偿系数0.9。

3）过程冷却系统

聚合单元的冷冻水和冷净水均设有贮槽，故取补偿系数0.9。

其他单元不取值。

4）惰性气体系统

本项目设有氮气供应系统，故码头槽区单元、聚合单元、卸料脱除单元、原辅料配置单元、VCM回收精馏单元等五个单元均取补偿系数0.9。

5）危险性的研究

台塑公司在PVC生产方面已有多年的安全生产经验，装置的生产技术和安全

技术均处于国际先进水平，公司针对该装置存在的潜在危险性，制定了严格的管理体系和制度，并对生产装置自行进行安全评价，从工艺技术到控制系统、消防、应急防护等方面均作了较为周密的考虑，因此，各单元的补偿系数均取0.75。

6）安全停车系统

为确保生产装置的安全运行，本项目对一些危险点装有监测、报警设施，信

号输入DCS的联锁系统，必要时会作出联锁反应。

另外，还设有独立的ESD系统（紧急停车系统），遇紧急情况时能自动停车。

故各单元的补偿系数均取0.75。

7）计算机管理

本项目各单元的生产操作均纳入DCS控制系统，该系统具有故障自行诊断和参数调节功能，能通过在线计算机进行自动管理，并有独立的停车功能，故各单元的补偿系数均取0.75。

8）预防爆炸和异常反应

本装置的设计中在压力系统中考虑了安全阀等泄压设施，可防止因压力过高

引起爆炸事故；另外，在厂房结构上也充分考虑了泄爆要求，故各单元的补偿系数均取0.8。

9）操作指南

台塑公司对这套生产装置有成熟的生产经验，有完整、详实的工艺操作规程，故各单元的补偿系数均取0.87。

10）装置的监督

一天24小时内，除DCS系统的连续监控外，操作人员也进行定期的巡回检查，故各单元的补偿系数均取0.90。

4.2.4.1.3安全态度

1）管理者参与安全管理

本项目企业定员为130人，其中主要管理人员20人来自台塑公司本部，这些人员有长期管理这一类装置的经验，对生产工艺及安全比较熟悉，对安全