化工厂危险程度分级在大化肥厂的应用.pdf

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、彳洲巴j，1996年算2期一一l：

培连与专：

论：

lHj。

t、-n、化工厂危险程度分级在大化肥厂的应用i一聪蜘厂Lfc苎1一c【摘要】采用化工厂危险程度j级方法结合栽公司大化肥装置实际情况进行了系统的安垒评价并开美出固有危险分级评价软件推动了分缓方法的推广应用l问题的提出我国在7O年代初分别从美国、荷兰、日本和法国引进了13套日产台成氮1000t、尿索1600tl740t大型氮肥装置，后又相继目f进了数套相同规模的装置。

这类装置除了具有化工生产的“高温、高压、易燃、易爆、低温、深冷、有毒有害、腐蚀性强”等特点外还具有生产能力大、自动化程度高、单系列生产酌特点。

整个装置由各个工序构成一个有机的整体，某一环节失调就会造成全厂停产或减产，甚至发生重大事故。

这些装置大多已运行2O年，由于种种原因也发生过一系列人员伤亡和设备事故。

如何对生产过程中的潜在绝进行预先的识别、分析和评价为制定大化肥系统基本防灾措施和管理决策提供科学依据降低危险度提高可靠性，减少事故发生是对本套装置开展安垒评价的目的自1987年起，我们对大化肥装置开展了镑个汗价的,If日本劳动省化学上J女生评价六阶段法，山葭评价方法对物料毒性认识很差，而且在取值上所考虑司的科技进步和建设发展工作在职代会讨论通过后已经作了全面布署。

我们要起好步，开好头，完成好1996年的任务，为实现公司“九五”计划和2010年奋斗目标奠定坚实的基的固索太少因此影响了对某些设备、容器评价结果的合理性1988年，我们对大化肥厂重大危险源之一的O0m。

氡球进行了可靠眺求得的失效概率为l78610一，与一般压力咎器允许概率1lO相比已足够大必须给予高度重视。

为了进了步掌握和了解工厂各类危险源和危险程度现状，1990年后我们采用了由青岛劳保所开发的化工厂危险程度分级方法（下简称分级）对大化肥J开展了全面的安全评价。

2采用分级方法，开展安全评价21I厂固有危险等级的安全评价大化肥台成氨装置有天然气或油田气为原料的凯洛格型和以轻油为原料的法国型二种，前者的工艺流程为天然气压缩与脱硫、转化、变换、净化、压缩、氨合成、冷冻等7个部分；后者的工艺流程为原料油的脱硫、转化、变换、净化、台成、氮回收等6个部分组成。

础在跨世纪的进程中把握机遇经受考验真正把川化建设成为有规模、有实力、在市场竞争中立于不败之地的大企业、戈集团、大基地，以崭新的风貌迈向2l世纪。

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/1996年第2期川化尿素装置有二氧化碳气提法和全循环改良C法二种，其工艺流程为合成、分解、回收、结晶和造粒以及蒸汽系统等。

我公司第二化肥厂的合成氨系统是以天然气为原料的凯洛格型尿素系统是水溶液全循环改良C法流程。

在评价中首先确认一般工艺过程和特殊工艺过程，然后对装置的关键设备进行分类，对以往事故发生频率高的设备开展重点调查与分析。

在此基础上，划分相对独立的的评价单元，再逐个进行安全评价。

211单元划分根据大化肥装置的工艺特点，共划分了12：

。

相对独立的评价单元：

配气站天然气过滤快锅一段炉及辅锅二段炉及高温蒸汽系统压缩机厂房压缩机油系统氨合成塔氨球液氨分离和中间贮存系统尿素合成塔尾气吸愧塔212单元物质指数（M）的求取列出所有单元的危险物质：

甲烷（CH）、氨（NH）、氢气（H：

）、有机硫、硫化亚铁（FeS）、一氧化碳（cO）、二氧化碳（CO2）和油类8种查出以上危险物质的火灾、爆炸指数F和毒性指数R相加后求出该物质的物质指数（M）：

M（CH）=23M（NH3）=28M（H2）一23M（有机硫）30M（FeS）一30M（CO）=31M（CO）一3M（油）=8213单元物量指数（wF）的取求根据单元内火灾爆炸、有每物质的种类按公式wF=（EMKiWi）分别计算单元的物量指数。

式中M为物质指数；K为物质的状态系数；W为物质的重量（t）；i为第i项。

由于本装置内的物质大多是气体因此在确定物质重量时，需查阅相应的设备图计算出该单元内管道、塔、贮罐等的总容积，在已知压力、温度等工艺参数的情况下再利用气体状态方程来求出物质的重量。

214工艺系数（）、设备系数（）、广瞎系数（）、安全系数（）、环境系数（）的求取工艺、设备、厂房、安全装置的修正系数按单元划分逐项取值。

在同一单元内每一系数按最高危险值求取。

如操作压力在同一单元内有3MPa也有25MPa，则按25MPa取值。

由于本套系统现场布置较紧凑而且远离居民区，除配气站单元划分为点在型环境外，其余单元均属密集型环境，其环境系数取L3。

以上各系数与物量指数wF的乘积则为该单元的固有危险指数g。

配气站g=167天然气过滤g=149快锅g=62一段炉g：

275二段炉g=206压缩机厂房g=343压缩机油系统g一123氨合成塔g=569氨球g=3693液氨分离和中间贮存g=957尿素合成塔g一759尾气吸收塔g=43215工厂固有危险指数（G）的求取通过计算得出工厂危险指数最高的5个单元是：

氨球g一3693液氨分离与贮存系统g一957尿素合成塔g一759维普资讯http:

/l0川化1996年第2期氨合成塔g569压缩机厂房g=343利用公式G一（g。

5）“求出IlJ。

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-一3（3930+957+7590+569。

十343一一一1765该值大于1500，因此工厂固有危险等级属一级。

22I厂安全管理等级的安全评价为了能制定出符合实际，事半功倍的安全管理检查表，我们对分级中的安全管理检查表部分进行了修改，这样就能更真实的全面评价由于管理不慎造成事故的工艺、设备以及环境因素，从而通过管理手段来消除这部分隐患，提高系统的安全可靠性。

我们深入工厂车问，举办学习班，讲授安全系统工程现代安全管理知识，培养骨干队伍，对同类工厂已发生的事故，运用事故树分析，按结构重要度顺序编制安全检查表。

我们一次叉一次的到现场，召集工程技术A员和工人，共同制定了大化肥厂共17个岗位及300台仪表的岗位安全检查表和巡回检查表。

在此基础上，再制定出化工厂大化肥装置安全性评价表，该表分四部分，62条检查条款，共57个安全性评价表，总分为1000分。

综合管理性评价400分工伤事故评价150分生产设藏评价350分生产环境评价100分综合管理评价共l8条，评价的是企业安全管理保证体系功能，即各项安全、卫生规章制度的有效性和可靠性；各级各类人员的安全意识和安全素质；预防事故发生的组织措藏的有效性和完善性。

工伤事故评价共3条，评价工厂死亡、重伤、轻伤事故的发生率是否在希望的控制指标内。

生产设施评价共37条，评价工厂生产设施的安全可靠性以及预防各类事故发生的管理和技术保证措施。

生产环境评价共4条，评价工厂生产现场的安全可靠性，查找造成工伤事故的不良环境因素。

通过多次检查并逐条打分得到的总分大于900分，工厂安全管理等级为优。

在对工厂固有危险等级一级进行修正后确定了工厂实际危险等级仍属高度危险。

3评价后对系统采取的安全措施及效果通过评价，了解了工厂危险指数最高的5个单元其中叉以氦球为最大达3693也就是说，对氨球必须先采取措施为此我们制定了符合实际且行之有效的基本防灾措施和一系列管理决策，输入电脑相应的防范措施在现场组织实藏，从而构成了劳动部国家“85”重大科技攻关项目易燃易爆重大危险源监控及预警技术研究示范工程该项成果经劳动部鉴定通过，现正式申报国家级验收。

此外，我们加快了对其它化学危险源设备方面的技术改造步伐如增设一个尿素合成塔，对氨合成塔进行工艺改造等以降低工厂固有危险等级。

工厂的氨球安全防范措施实施后，氨球的危险指数明显下降，安全装置修正系数由原来的086降到074，物量指数由1700下降到1520，该单元的危险指数值也由3693下降刘2687，下降了1006此外其它危险单元的技术改造完成后，使在7O年代引进的大化肥装置达到了80年代末的国际水平，设备安垒先进程度修正系数取值降到了o从而使工厂固有危险指数G由1765降到l342工厂固有危险等级由一级下降到二级。

髓之工厂固有危险等级也由高度变为中度。

与此同时，我们强化管理，全面优化整体达标，在班组建设上狠下功夫，以控制工厂的安全管维普资讯http:

/1996年第2期川化理等级。

近两年来，大化肥厂的各类大小事故为零，安全生产和经济效益均刨历史好水平。

4编制固有危险分级评价软件我们利用Foxproforwindow编程把工厂固有危险等级的安全评价计算过程输入电脑，实现评价的分级计算。

41使用环境411硬件主机PC386以上内存4M以上硬盘lOOM以上24针打印机1台VGA彩包显示器鼠标1只412软件DOS60以上中文Window31Foxptoforwindow25数据库系统42使用说明本软件Foxpto编程实现，所有操作、显示均以窗口实现。

每一项操作可由键盘或鼠标完成，同时显示提示窗1：

3，要求用户对刚完成的操作进行确认，若选择。

放弃”则重新选择+直至确认后再进入下一窗口。

进入本软件后用户输入装置名称（中英文均可），然后输入装置内的所有单元名称及所有火灾爆炸和有毒物质名称。

完成上述操作后即进入每个单元的系数选择过程本软件预设了若干物质的危险指数库，软件自动查找单元内物质的危险指数，若危险指数库内没有该物质则输入火灾爆炸指数和毒性指数。

其后输入单元内畅器重量，若单元内没有该物质+则输入重量为0，完成单元内物质重量输入后+依次进入工艺修正系数、设备修正系数、厂房修正系数、环境修正系数的选择窗口。

完成上述内容后进入下一单元直至所有单元的修正系数选择+选择完毕，经统汁计算后得出装置的危险指数可根据用户选择打印机上输出所有计算结果。

这种把手工处理和计算移值于计算机的软件开发，经实践证明准确、可靠、工作效率高有推广价值全过程只需用户提供有关化工装置的一些基本数据经电脑处理、计算、自动完成装置的危险程度计算和分级并输出评价分级的结果。

全部计算过程约30分钟。

下面提供的是一个评价单元即氨合成塔的安全评价示意表其评价结果单元固有危险指数为,578（修正后的值），与手工计算完全一致43氨合成塔安全评价示意表431氨合成塔固有危险指数单元内物质名称氢、氡氢的物质指数M（H：

）一23氨的物质指数M（NH）一28氢的重量W（H。

）：

0254t氨的重量W（NH）一0596t根据物质状态系数K值表见表l。

表1工艺储存K（H：

）一400K（NH）=400本单元的物量指数WF一184单元固有危险指数gWF2aI=l84297103107913579432氨合成塔的工艺系数（a）见表2。

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/l2川化l996年第2期项日表2工艺系数（n）内容指实数用值值物质燃点作业温度物质沸点（B2）物质闲点物质融（熔）点物质融（熔）点404025l550000o-l，010350308l0操作压力O81615（B3）16-3o203010o251002503O302504020020c8一静密封点（c82）数C81+c82too0o1o11ooo1lool2ooo-22ool5ooo55ool2oooo1o2000020a2一l+（C1七c2一c3+C4+C5+C6+C7+C8）100、一1O3434厂房修正系数（）见表4表4厂房修正系数（a。

=1+（D1-r-D2一D3+D4+D5）100=14、35安全装置修正指数（）见表5。

表5安全装置修正系数【a）项目内容指咀实用值维普资讯http:

/l4川化1996年第2期=1+（E1+E2+E22-E23）100=079436环境系数（；）见表6表6环境系数（啦!

口=l35结论分级方法适合于大化肥厂已有工艺过程和生产装置开展安全评价，它能评价目前系统的安全水平，有明显的安全指标值，便评价后台理地对系统进行调整和改造。

分级采用了大家所熟悉的我国建筑设计防火规范中“生产的火灾危险性分类”表作为基础来计算火灾爆炸危险指数，其计算方便，易于掌握，可操作性强。

分缀中工厂固有危险程度评价能移植于计算机操作，其结果准确可靠操作简便大大提高了评价效率。

分级中安全管理检查表可根据工厂现实情况增加工艺、设备、环境等闲素造啦事故的管理方面的评定内容这掸自I幢盘表针对性强能控制动态管理过程堵塞管理漏洞，也更符合工厂的客观实际分级将工厂固有危险程度与工厂的管理工作相结合开展评价，其评价内容垒面因此+分级是一个化工厂安全评价的程序模式。

作者简介刘嘉琴，女高级工程师美国化学工师协鲁会员。

1969年毕业于华东化工学院。

长期从事安全技术和管理工作，成果和著作颇丰曾有多砸成果获部、省市奖励，受聘为中国化工学尝安全专业委员会和中国化工技协科学专业委员会委员F1994年荣获全国化工安全先进工作者和“蓉城女杰”光荣称号-1995年9月出席了联合国第四世拜岔大会非政府论坛；本刊编委率文在l995年儿月召开的全国化工安全评价成果发表会上获二等婪（上接幂31）】加总之，NMP在我国是有市场的。

对于川化而言，开发无水马来酸酐法生产NMP是切实可行的在我国马来酸酐的售价为10，000元t左右，甲胺12，000元t左右。

无水马来酸酐法生产NMP的原料成本20，Ooo元t多且工艺相对简单。

所以开发马来酸酐为原料生产NMP的精加工产品是有经济效益的。

北京化工研究院完成了一丁内酯甲胺化制备NMP的工艺开发，经生产和产品应用试验，产品质量与国外同类产品相当。

一丁内酯甲胺化工艺的开发成功为我们开发NMP生产新工艺奠定了基础。

参考文献1矢野吉则有机台成化学协会釜志，19838808812程能林编著，涪耕手册化学工业出版士3单盘辉，精细石油化工1988（62344阵静德、黄通国、温才文fjI都科托大学报198321075李竞庆、鲍祁、田宜灵，天津大学学报【986Il078JP58169507真下克子，玲冻199368（79975o7538李锦春，天然气化工199338（牧稿日崩19951117维普资讯http:

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