苯胺生产火灾爆炸危险性分析与评价.docx

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1、*学院本科毕业论文（设计）摘要随着苯胺需求量增长的加快，苯胺生产事故的发生频率越来越高，造成的后果也越来越严重。如 2005 年 11 月 13 日， 中石油吉林石化公司双苯厂的新苯胺装置发生爆炸，造成 5 人死亡和数十人受伤；20* 年 5 月 29 日，中油兰州石油化工公司在检修过程中，因单元内易燃物品溢出，突然起火并发生爆炸事故， 事故造成 4 人死亡、4 人重伤和 7 人轻伤。这些严重的事故表明了苯胺生产过程中存在着较大的火灾爆炸危险性。因此深入研究苯胺生产火灾爆炸的危险性影响因素，建立苯胺生产与火灾爆炸事故的危险性评价方法， 对于科学预防事故的发生， 具有十分重要的意义。本文在分析苯

2、胺生产过程中火灾爆炸危险性的基础上，运用道化学火灾爆炸指数法对苯胺生产过程进行安全性评价，综合分析了装置的危险性因素，揭示生产过程中设备和工艺方面存在的危险性，评价发生事故的严重程度，找 出主要危险因素，并 力求从技术、工 艺、设 备等方面采取安全措施，同时针对部分补偿系数对装置进行安全改进，并提出了防止火灾爆炸发生的安全对策措施，为苯胺的安全生产提供了可行的参考依据，降低了装置危险性等级和事故的危害程度。可为苯胺生产装置的改动和防火监督检查等提供参考依据。关键词 苯胺； 火灾爆炸； 危险性评价； 道化学火灾爆炸指数法IVAbstractWiththeaccelerationofaniline

3、demandgrowth ， thenumberand frequency of Aniline accidents in production will become more and more，and the consequences will become more and more seriously. For exmaple，Aniline equippment of dual-benzene plant exploded in Jilin Petrochemical Companyson November 13， 2005 ， which killed 5 people， 2 pe

4、ople injured， dozens of peopleslightlyinjured.LanzhouPetrochemicalCompanyoccouredfire and explosionaccidentOn May 29 ， 20* ， whichkilled4 people ， 4 people injured ， many people slightly injured.These serious incidents shows that the productionof anilinehas the characteristicof fire and explosion.In

5、 case of happennigthe accident ， it can not only cause major human casualties， but could lead to tremendous economical losses.Onthebasisofanalyzingthefire&expositionriskfactors comprehensively in the production of Aniline，The risk assessment method of DowsChemicalCompanyis usedto conductsafetyassess

6、menton the production equippment of Aniline in this paper. Secondly， the compensation factorscoefficientsof substance ， equipmentand techniqueare calculated to emend fire & exposition index. Finally， systematic analysis is conductedin severalaspects ， suchas commonand specialtechnologicalrisk ， and

7、compensatorymeasuresin safetyand some preventi ve countermeasuresare put forward， which could offer feasible and practical references forthe safe production of Aniline and the management of Aniline equipment.KeywordsAniline; fire & explosion; risk evaluation; Dow Chemical Fire and Explosion Index me

8、thod目录中文摘要I英文摘要 .II目录.II1 绪论12 苯胺生产火灾爆炸危险性分析12.1 苯胺生产工艺流程22.2 物料危险性分析22.3 生产工艺过程火灾爆炸危险性分析32.3.1 硝化过程的危险性32.3.2 硝基苯精制过程的危险性32.3.3 废酸精制过程的危险性32.3.4 硝基苯加氢还原过程的危险性42.3.5 苯胺精制过程的危险性43 苯胺生产火灾爆炸危险性评价43.1 道化法简介43.2 道化法评价目的53.3 道化法评价程序53.3.1 评价单元的划分63.3.2 物质系数的确定63.3.3 工艺单元危险系数63.3.4 计算火灾爆炸指数63.3.5 确定单元安全措施补

9、偿系数63.3.6 工艺单元危险分析汇总74 实例应用74.1 评价单元的选取84.2 确定物质系数84.3 工艺单元危险系数84.3.1 一般工艺危险系数的确定84.3.2 特殊工艺危险系数的确定84.3.3 评价单元危险系数94.4 计算火灾爆炸指数94.5 确定单元安全措施补偿系数94.5.1 确定工艺控制补偿系数94.5.2 确定物质隔离安全补偿系数94.5.3 确定防火措施补偿系数94.5.4 确定安全措施补偿系数104.6 工艺单元危险分析汇总104.6.1 确定补偿火灾爆炸指数104.6.2 确定暴露半径104.6.3 确定暴露区域104.6.4 确定危害系数104.7 评价结果

10、及安全对策措施114.7.1 评价结果114.7.2 安全对策措施115 结束语11参考文献12致谢13*学院本科毕业论文（设计）1绪论苯胺是重要的有机化工原料之一，广泛应用于染料、农药、橡胶助剂、医药等行业。近年 MDI 的快速发展，苯胺需求量增长很快，且随着 MDI 和橡胶助剂需求的拉动，苯胺生产事故的发生频率将越来越高，灾害后果也会越来越严重。从 20 世纪 90 年代至今，国内发生了多起重大苯胺爆炸事故1。1995 年 1 月，南京化工厂一车间硝基苯工段因精制单元初馏塔进料不通，事故造成 3 人死亡，9 人受伤；1996 年江苏某化工厂硝基苯爆炸，当场炸死 2 人；2001 年 7 月

11、，宁波海利化工有限公司苯胺装置停车检修时发生爆炸燃烧，造成 3 人受伤。2005 年 11 月 13 日，中石油吉林石化公司双苯厂的新苯胺装置发生爆炸，造成 5 人死亡、1 人下落不明、2 人重伤、数十人轻伤； 20*年 5 月 29 日，中油兰州石油化工公司在检修过程中，因单元内易燃物品溢出，突然起火并发生爆炸事故，事故造成4 人死亡，4 人重伤，7 人轻伤。这些严重的事故表明了深入研究苯胺生产与火灾爆炸的危险性的发生机理、分析与评价，建立苯胺生产与火灾爆炸事故的严重度的评价方法，对于科学预防灾害的发生、指导紧急救灾具有重要理论价值和实践意义。本文将运用道化学火灾爆炸指数法2对苯胺生产系统的

12、安全性进行评价，综合分析装置的危险性因素，揭示生产过程中设备方面和工艺方面存在的危险性，评价发生事故的严重程度，找出主要危险因素，并力求从技术、工艺、设备等方面采取安全措施，使事故的危害程度降低。2 苯胺生产火灾爆炸危险性分析苯胺的生产方法有硝基苯铁粉还原法3，这种方法因存在设备庞大，腐蚀严重， 铁粉耗用量大，“三废”污染严重等不足之处，后来逐渐被硝基苯催化加氢法所取代。目前，世界上苯胺的生产以硝基苯催化加氢法为主，其生产能力约占苯胺总生产能力的 85%，它又包括固定床气相催化加氢、流化床气相催化加氢以及硝基苯液相催化加氢 3 种工艺。苯胺生产从原料到产品，一般都需要经过许多工序和复杂的加工单

13、元， 通过多次反应或分离才能完成，而且工艺参数前后变化很大，控制上稍有偏差就有发生爆炸的危险4。其中生产的原料、中间体和产品绝大多数具有易燃易爆、有毒有害、腐蚀等危险性，这些物质的潜在危险性决定了在生产、使用、储存、运输等过程中稍有不慎就会酿成事故。第9页，共 13 页2.1 苯胺生产工艺流程生产工艺流程(见图 2.1)基本以硝基苯加氢还原5为主：通过苯和混酸反应生成的硝基苯，经预热和氢气以1:9(摩尔比)进入气化器，气化并加热至185200，通入流 化床。以铜作催化剂，气态硝基苯在流化床内发生加氢还原反应，控制流化床内中心温度 220270，H290%。加氢反应产生的热量由废热锅炉产生 1.

14、31.7 MPa 的饱和蒸汽，供气化器和后续精馏工序使用。流化床顶部出来的气态反应生成物经冷凝、冷却，液相为反应生成的苯胺和水，分层得到粗品苯胺。不凝气(H290%)少量排放， 其余压缩后，和新鲜氢混合循环使用。该法较好地改善了传热状况，控制了反应温度， 避免了局部过热，减少了副反应的生成，延长了催化剂的使用寿命，不足之处是操作较复杂，催化剂磨损大，装置建设费用大，操作和维修费用较高。循环氢苯胺和水废酸浓缩系统氢压机混酸氢气硝化反应器硝基苯精制系统预热汽化器流化床反应器苯胺精制系统成品苯胺苯残液回收2.2 物料危险性分析图 2.1 苯胺生产工艺流程图苯胺生产过程涉及的主要物质有：苯、硝基苯、氢

15、气、苯胺。它们都属于危险化学品，具有火灾、爆炸和毒害危险性。各物质的具体危险特性6如下：苯属第 3.2 类危险化学品(易燃液体)，危规号 32050。无色透明液体，有芳香气味， 中等毒性，易燃，不溶于水，其蒸汽与空气能形成爆炸性混合物，爆炸极限 1.28.0%。遇明火、高热极易燃烧爆炸。相对水的密度 0.88，蒸汽相对空气的密度 2.77，闪点为-11。硝基苯为丙类火灾危险性，属第 6.1 类危险化学品(毒害品)，危规号 61056。淡黄色透明油状液体，有苦杏仁味，不溶于水，溶于乙醇、乙醚，中等毒性，其蒸汽与空气能形成爆炸性混合物，在 93时爆炸下限为 1.8%；遇明火、高热或与氧化剂接触，

16、能引起燃烧爆炸，与硝酸反应强烈。闪点87.8，液体相水的对密度1.2，蒸汽相对空 气的密度 4.25。氢气为甲级火灾危险，属第 2.1 类危险化学品(易燃气体)危规号 21001。无色无臭气体，相对密度 0.07,熔点-259.2，沸点-252.8，自燃点 400，临界温度-240， 临界压力 1.30 MPa。系强还原剂，与氟、氯、溴等卤素会剧烈反应。极易燃，火焰呈蓝色，易扩散和渗透。与空气形成爆炸性混合物，遇明火即发生爆炸，空气中爆炸极限 4.1%74.1%，最低点火能 0.210-4 J。苯胺为丙类火灾危险性，属第 6.1 类危险化学毒害品，危规号 61746。无色或微黄色油状液体，有强

17、烈气味，中等毒性，蒸汽与空气能形成爆炸性混合物，爆炸极限 1.3 11%；闪点：70，相对水的密度 1.02，相对空气的密度 3.22。与发烟硝酸接触立即着火。通过皮肤、呼吸道、消化道吸收引起中毒，吸收率每小时 0.2 mg/cm2，并随温度升高而增加。2.3 生产工艺过程火灾爆炸危险性分析由苯胺的生产工艺流程图(图 2.1)可知，苯胺的生产过程7主要包括硝化工段、硝基苯精制工段、硝基苯加氢还原工段和苯胺的精制工段，这些工段都存在一定的火灾爆炸危险性。具体分析如下：2.3.1 硝化过程的危险性在苯的硝化过程中引入一个硝基，可释放出 152.2153 kJ/mol。因此，在生产过程中，倘若稍有疏

18、忽，如中途搅拌停止、冷却水供应不良、加料速度过快等，都会使温度猛增、混酸氧化能力加强，并有多硝基物生成，容易引起着火和爆炸事故 8。硝化剂具有氧化性，它们与油脂、有机物，特别是不饱和的有机化合物接触即能引起燃烧，若温度过高或落入少量水中，会促使硝酸的大量分解和蒸发，不仅会导致设备的强烈腐蚀，还可造成爆炸事故。被硝化的物质不仅易燃，有的还兼有毒性，如使用或储存管理不当，很易造成火灾。硝化产品大都具有着火爆炸危险性，特别是多硝基化合物和硝酸酯，受热、摩擦、撞击或接触火源，极易发生爆炸或着火。2.3.2 硝基苯精制过程的危险性硝基苯精制是通过煮洗、结晶、洗净、酸化等工序来实现的，由于硝化反应过程中，

19、还有一系列梯恩梯的同分异构物和杂质以及残酸，而梯恩梯中残留的碱性，会使梯恩梯在碱性中产生不安定的敏感爆炸物8。2.3.3 废酸精制过程的危险性在硝化过程中，由于酸类混合将放出大量的热，因此要加大对冷却水压力、温度、流量、搅拌等运行数据的监测力度。如果监测仪表失灵，混酸到85时，硝酸部分分解为氮氧化物和水，假若再有部分硝基物生成，高温极易引起爆炸。而目前很多工厂中和水洗工序采用釜式工艺流程，废酸处理效果并不彻底，流入精馏系统的废酸化合物，由于受蒸汽加热极易发生爆炸事故。2.3.4 硝基苯加氢还原过程的危险性无论是利用初生态还原，还是用催化剂把氢气活化后还原，特别是催化加氢还原， 大都在加热、加压

20、条件下进行，如果操作失误或因设备缺陷有氢气泄漏，极易与空气形成爆炸性混合物，如遇着火源即会爆炸。还原反应中所使用的催化剂雷氏镍吸潮后在空气中有自燃危险，即使没有着火源存在，也能使氢气和空气的混合物引燃形成着火爆炸；固体还原剂保险粉、硼氢化钾、氢化铝锂等都是遇湿易燃危险品，可使氢气着火而引起爆炸事故。还原反应的中间体，特别是硝基化合物还原反应的中间体，亦有一定的火灾危险，苯胺在生产中如果反应条件控制不好，可生成爆炸危险性很大的环己胺。2.3.5 苯胺精制过程的危险性由于硝基苯与苯胺在高温无催化剂情况下发生缩合反应生成高沸物，而导致粗苯胺精制过程极易发生跑料和蒸干塔堵管事故。再加上苯胺脱水、精馏都

21、在负压、高于苯胺闪点等特殊工艺条件下操作，如果设备密封不佳，大量吸入空气也极易引起燃烧爆炸事故。通过以上分析可知，在生产过程中由于工艺本身存在的危险和设备故障、缺陷或操作失误，在苯胺生产过程中发生火灾、爆炸危险性增大。3 苯胺生产火灾爆炸危险性评价目前，苯胺生产火灾爆炸的风险评价在我国已有一些研究，如采用事故树分析法3对生产过程中可能引起流化床火灾爆炸事故的原因进行评价，但系统、完整地用道化学方法对苯胺生产过程进行风险评价研究很少。本文主要采用道化法对苯胺生产过程的安全性进行评价分析，评价发生事故的严重程度，找出主要危险因素，并力求从工艺控制、物质隔离和防火措施等方面采取安全措施，使事故的危害

22、程度降低。3.1 道化法简介道化学火灾爆炸指数评价法，又称为道化法9，是美国道化学公司所首创的化工生产危险度定量评价方法。自 1964 年公布第一版以来，历经 29 年，不断修改完善， 在 1993 年提出第七版(又称道七版)。它摆脱了以往对安全的评价只限于定性而缺乏定量分析的局面，运用了大量的实验数据和实践结果，制定了一套比较完善的方法， 对化工生产装置与工艺过程中的物质、设备、数量等数据，通过逐步计算的方式，求出火灾爆炸等潜在危险的方法，评价过程中所运用的数据是源自以往的事故统计、物质的潜在能量及现行防灾措施的经验数据等。该评价方法可分评价危险物质及工艺过程的火灾爆炸危险性和一旦发生事故造

23、成经济损失两个方面的情况。3.2 道化法评价目的道化学爆炸指数法评价的目的 10是量化潜在火灾、爆炸和反应性事故的预期损失，确定可能引起事故发生或使事故扩大的装置，向有关部门通报潜在的火灾，使有关人员及工程技术人员了解各工艺系统可能造成的损失，以此确定减轻事故严重性和总损失的有效、经济的途径。3.3 道化法评价程序选取工艺单元确定物质系数计算一般工艺危险系数 F1计算特殊工艺危险系数 F2确定工艺单元危险系数 F = F F312计算安全措施补偿系数C = C C C123确 定 火 灾 爆 炸 指 数F & E I = F M3F确定暴露面积确定暴露区域内财产的更换价值确定基本 MPPD确定

24、危险系数确定实际 MPPD确定 MPPD确定BI火灾爆炸危险指数评价法以道氏(DOW)火灾爆炸危险指数法第七版为基础，该方法用于确定工艺过程中的最大潜在危险性，借此预测导致事故可能的危险程度。图 3.1 为道氏(DOW)火灾爆炸危险指数法评价程序图，它共包括 13 个步骤，具体过程如下：图 3.1 火灾爆炸危险指数法评价程序图3.3.1 评价单元的划分化工企业是由许多工艺过程组成的，各种工艺过程又包括许多设备、装置。在进行火灾爆炸危险性评价时，首先要确定被评价的单元。一般情况下，不需要评价所有单元的火灾爆炸危险性，在选择被评价单元时，主要考虑以下六个方面：潜在化学能（物质系数）；工艺单元中危险

25、物质的数量；资金密度（每平方米美元数）；操作压力和操作温度；导致火灾、爆炸事故的历史资料；对装置起关键作用的单元11。一般参数值越大，则该工艺单元就越需要评价。3.3.2 物质系数的确定物质系数 MF 是反映物质发生燃烧或化学反应引起火灾爆炸释放能量强度的指标， 是火灾、爆炸危险计算及其他危险性分析中最基本的数据，它取决于物质的燃烧性和化学活泼性。常见化学物质的物质系数可查道化学公司火灾、爆炸指数评价法12（第7 版）附录（物质系数和特性表）求得。3.3.3 工艺单元危险系数单元工艺危险系数 F3 由一般工艺危险系数 F1 和特殊工艺危险系数 F2 的积求得， 它反映工艺过程本身的危险程度。一

26、般工艺是指化工生产过程中最基本、最常见的工艺过程条件，它考虑的主要因素共有六项：放热反应；吸热反应；储存和输送；封闭单元；通道；泄漏液与排放。特殊工艺是指增大危险物质火灾爆炸危险性的工艺条件，是影响事故发生概率的主要因素。它考虑下列十二项问题：毒性物质；负压作业；在燃烧范围内或燃烧界限附近作业；粉尘爆炸；压力释放；低温作业；危险物质的量；腐蚀；轴封和接头处泄漏；明火加热设备；油换热系统；回转设备。3.3.4 计算火灾爆炸指数火灾爆炸指数是用来估算生产过程中的事故可能造成的破坏程度。根据单元的危险系数和物质系数来计算，火灾爆炸指数 F&EI 为物质系数 MF 和单元工艺危险系数F3 的积：F&E

27、I= F3MF3.3.5 确定单元安全措施补偿系数工艺单元设计必须遵循许多技术规范和安全标准，此外，为降低事故发生可能性和减少事故规模，减少暴露于事故危险，尚需采取一些安全措施。安全措施可以分为工艺控制、物质隔离、防火措施等 3 类。(1) 工艺控制 C1：应急电源；冷却；爆炸控制；紧急停车；计算机控制；惰性气体； 操作规程；化学反应性评价；其他工艺危险性分析(如 HAZOP, FMEA, FTA 等)(2) 物质隔离 C2：远距离控制阀；泄漏液排放系统；应急泄放；联锁(3) 防火措施 C3：泄漏检测；钢结构；地下式双层壁储罐；消防供水；特殊消防系统(哈隆、二氧化碳等)；喷淋系统；水幕；泡沫；

28、手提式火火器；电缆防护安全措施23123(4) 评价各单元安全措施所具有的防护水平，由工艺控制系数C1，物质隔离系数C ，防火设施安全系数 C 的乘积得到单元的安全措施修正系数。即：C=C C C3.3.6 工艺单元危险分析汇总工艺单元危险分析汇总表汇集了所有的重要的单元危险分析的资料。它首先列出了 F&EI 及由 F&EI 确定的数据、单元的安全补偿系数、暴露区域及危害系数等。(1) 确定补偿火灾爆炸指数采取安全补偿措施后，评价单元的火灾、爆炸指数为：F&EI=F&EIC，求得的值查 F&EI 值与危险程度的关系表就可知采取安全补偿措施后，单元的危险程度。(2) 确定暴露区域半径该暴露半径表

29、明了生产单元危险区域的平面分布，它是一个以工艺设备的关键部位为中心，以暴露半径为半径的圆。如果被评价工艺单元是一个小设备，就以该设备的中心为圆心，以暴露半径为半径画圆。如果设备较大，则应从设备表面向外量取暴露半径。计算公式如下：R= F&EI0.256(3) 确定暴露区域面积暴露半径决定了暴露区域的大小，暴露区域面积计算公式如下：A R2 实际暴露区域面积=暴露区域面积+评价单元面积暴露区域表示其内的设备将会暴露在本单元发生的火灾或爆炸环境中。应此，必须采取相应的对策措施。在实际情况下，暴露区域的中心常常是泄漏点，经常发生泄漏 的点是排气（液）口、膨胀点、装卸料连接处等部位，它们均可作为暴露区

30、域的圆心， 要加强重点防范。(4) 确定危害系数3F危害系数是由单元危险系数（F ）和物质系数（M ）按单元危害系数计算图来确定的，它代表了单元中物料泄漏或反应能量释放所引起的火灾、爆炸事故的综合效应。4实例应用某厂苯胺二车间始建于 2002 年初，2004 年 9 月投入生产，占地面积 4589 平方米， 总投资 1.2 亿元人民币，苯胺年生产7 万吨，日生产苯胺230240 吨，设计年产值l.6 亿元人民币。主要生产原料及生产工艺流程为纯苯和硝酸合成硝酸苯，再经氢气还原生成苯胺。车间由苯胺露天生产装置和氢压机房（为氢气管道加压的机房）组成，分为硝化、还原、硝基苯精制、苯胺精制和废酸精制 5

31、 个工段。4.1 评价单元的选取由于评价时只选择对工艺有严重影响的单元进行评价，通过上述的火灾爆炸危险性分析可知：硝化单元的火灾危险性较大，后续的计算以硝化单元作为评价单元进行安全评价。4.2 确定物质系数单元物质系数的确定硝化反应预热器内的物质系数（MF）：因为火灾、爆炸危险 性物质主要是苯，故取苯的物质系数作为该评价单元的物质系数。经查道化学公司火灾、爆炸指数评价法（第 7 版）得苯的物质系数13 MF=16。4.3 工艺单元危险系数4.3.1 一般工艺危险系数的确定苯胺生产过程中的一般工艺的基础系数是 1.00。(1) 放热反应：硝化反应是强烈的放热反应，系数为 1.25；(2) 物料处

32、理与输送：物料在连接或为连接的管线上装卸时的系数为 0.50；(3) 排放和泄漏控制:该单元周围为一可排放泄漏液的平坦地，一旦失火，会引起火灾，系数为 0.50。则 F11.001.250.500.503.254.3.2 特殊工艺危险系数的确定苯胺生产过程中的特殊工艺的基本系数是 1.00。(1) 毒性物质苯为中等毒性物质，其毒性系数为 0.2NH (NH 为美国国家防火协会定义的物质毒性系数)，查表知本单元 NH 为 2，故该项系数为 0.2NH=0.4。(2) 燃烧极限范围内或其附近的操作：贮有可燃液体，其温度在闭杯闪点以上且无惰性气体保护，系数取 0.50。(3) 负压操作：绝对压力50

33、0 mmHg，故该项系数为 0.50。(4) 腐蚀：由于硝基苯具有腐蚀性，要求用腐蚀衬里，故取系数为 0.20。(5) 易燃和不稳定物质的数量：该系数主要考虑可能泄漏并引起火灾危险的物质数量，苯的闪点低于 60 ，在反应器中苯约为 10 t，苯的燃烧值 HC=17.3103 (英热单位/磅)；1 磅=0.4536 kg，则 10t 苯：X=(100000.4356)17.3109=0.4109 Btu，再根据LgY=0.17179+0.42988(LgX)-0.37244(LgX)2+0.17712(LgX)3-0.029984(LgX)4，当 X=0.4 时，计算系数 Y0.85 (X 为总

34、能量值，单位为“英热单位109”)。(6)泄漏：承受热和压力周期性变化的场合，系数为 0.30。故特殊危险系数为 F2=1.000.400.500.500.200.850.30=3.754.3.3 评价单元危险系数12312333工艺单元危险系数 F 由一般工艺危险系数 F 和特殊工艺危险系数 F 的积求得， 则工艺单元危险系数 F3=F F =3.253.75=12.19，针对各工艺危险正确地确定危险系数后，F 的值一般不超过 8.0，如果 F 的值大于 8.0，也按最大值 8.0 计，所以 F =8.0。4.4 计算火灾爆炸指数F33F根据单元的危险系数和物质系数来计算，火灾爆炸指数 F&

35、EI 为物质系数 M 和单元工艺危险系数 F 的积：F&EI=F M =816=128。查火灾爆炸指数危险等级表14 (见表 4.1)可知硝化单元的危险程度很大。表 4.1 火灾爆炸指数危险等级划分表火灾爆炸指数危险等级160最轻6196较轻97127中等128158很大159非常大4.5 确定单元安全措施补偿系数4.5.1 确定工艺控制补偿系数工艺控制补偿系数的确定见表 4.2表 4.2 工艺控制补偿系数表项目补偿系数项目补偿系数a.应急电源(0.98)b.冷却装置(0.970.99) c.抑爆装置(0.840.98)d.紧急停车装置(0.960.99)e.计算机控制(0.930.99)0.

36、980.970.98f.惰性气体保护(0.940.96)g.操作规程/程序(0.910.99)h.化学活性物质检查(0.910.98) i.其它工艺危险分析(0.910.98)工艺控制补偿系数(C1)0.940.910.930.744.5.2 确定物质隔离安全补偿系数物质隔离安全补偿系数的确定见表 4.3项目补偿系数项目a 遥控阀(0.960.98)b.卸料/排空装置(0.960.98) c.排放系统(0.910.97)0.980.980.91d.联锁装置(0.98)物质隔离安全补偿系数(C2)补偿系数0.87表 4.3 物质隔离安全补偿系数4.5.3 确定防火措施补偿系数防火措施补偿系数的确

37、定见表 4.4*学院本科毕业论文（设计）表 4.4 防火措施补偿系数表项目补偿系数项目补偿系数a.泄漏检测装置(0.940.98) b.钢结构(0.950.98)c.消防水供应系统(0.940.97) d.特殊灭火系统(0.91)e.喷洒系统(0.740.97)4.5.4 确定安全措施补偿系数0.940.980.94f.水幕(0.970.98)g.泡沫灭火系统(0.920.97) h.手提式灭火器(0.930.98) i.电缆防护(0.940.98)防火措施补偿系数(C3)0.950.823评价各单元安全措施所具有的防护水平,由工艺控制系数 C1，物质隔离系数 C2， 防 火 设 施 安 全

38、系 数 C的 乘 积 得 到 单 元 的 安 全 措 施 修 正 系 数 。 即 ：23C=C1C C =0.740.870.82=0.5224.6 工艺单元危险分析汇总4.6.1 确定补偿火灾爆炸指数采取安全补偿措施后，F&EI=F&EIC=1280.522=66.8，查火灾爆炸指数危险等 级表(见表 4.1)可知：采取安全补偿措施后，硝化单元的危险程度由很大降为较轻。4.6.2 确定暴露半径暴露半径表明了生产单元危险区域的平面分布，它是一个以工艺设备的关键部位为中心。计算公式如下：R= F&EI0.256=32.77 m4.6.3 确定暴露区域暴露半径决定了暴露区域的大小，AR2=3.14

39、32.772=3371.96 m24.6.4 确定危害系数F危害系数代表了单元中物料泄漏或反应能量释放所引起的火灾、爆炸事故的综合效应。查单元危害系数计算图14 (图 4.1)得 D =0.73图 4.1 单元危害系数计算图第10页，共 13 页*学院本科毕业论文（设计）4.7 评价结果及安全对策措施4.7.1 评价结果通过运用道化学公司火灾、爆炸危险指数评价法分析可知，苯胺生产中硝化工段的危险性很大，经安全补偿措施后危险等级降为较轻，一旦发生火灾爆炸事故，周围4589 m2 区域将有 73.48%的财产遭受破坏。4.7.2 安全对策措施为了进一步降低苯胺生产工艺的火灾、爆炸危险，提高其安全可

40、靠性，从工艺控制、物质隔离和防火措施 3 个方面，提出如下的安全对策措施：(1) 采用先进工艺改造或更新老工艺，减少可能爆炸的引发源。采用落后工艺还在生产的硝基苯和苯胺生产企业要尽快采用先进技术，进行技术改造，装置应采用计算机自动控制系统进行控制。(2) 设置能远距离操作的隔离阀、过流阀、排出及吹扫系统、对存在问题单元设排水沟等，并定期、按期检修，保持安全稳定长周期运行15。(3) 罐区应设置相应的防护和消防设施，以确保安全生产，包括设置冷却水喷淋系统；消防水源应能保障火灾发生时的需要，最好设置环状消防管网和消防水池；应按要求设置符合规定的消火栓；确保消防水水压。(4) 加强操作人员的岗位培训

41、和安全教育，完善各项规章制度，并建立完善的事故应急预案，有计划地进行演练，将故障和事故损失减少到最低程度。5结束语利用美国道化学公司的火灾爆炸危险指数评价方法(第 7 版)，从一般工艺危险性、特殊工艺危险性和安全补偿措施等方面对苯胺生产进行了安全性评价。理论分析表明， 针对部分补偿系数对装置进行安全改进，是降低装置危险性等级的有效方法，并提出了防止火灾爆炸发生的安全对策措施，为苯胺的安全生产提供了可行的参考依据。由于评价过程中只选取正常工作状态和只从硬件方面的危险程度进行校正，只是从宏观上分析评价了火灾爆炸危险性的程度，未从微观上具体找出产生事故的原因，因此， 道化学法存在一定的局限性，还需通

42、过其他方法16进行具体分析和辨识危险，以便针对性地采取措施，确保生产安全。第20页，共 13 页参考文献1 姜玲沪. 苯胺装置事故原因不在你J. 安全与健康, 20*, 9.2 Translation by China Technological Safety&Hygiene Association in Chemical Industry. Dows Fire&Explosion Index (Version 7). Chemical Industry Press of China (Beijing). 19973 杜昶, 朱静波. 硝基苯还原生产苯胺安全性评价J. 浙江化工, 20*, 3

43、7(7).4 黄郑华, 李建华. 化工生产工艺过程火灾爆炸危险性分析与控制M. 化工安全与环境, 20*, 19.5 冯振民. 吉化公司爆炸事故中应急预案的经验与教训J. 劳动保护, 20*, 2.6 张德义, 张海峰. 石油化工危险化学品实用手册M. 中国石油出版社, 20*.7 张惜光. 苯胺装置火灾爆炸原因分析及防范措施J. 石油化工安全技术, 20*, 22.8 李玉恒. 硝基苯制备中安全方面探讨J. 工业科技, 20*, 35(9).9 Zheng Xianbin, Li Zili. Application of Method of Evaluation of DOWs Index

44、of Fire Explosion in a Oil Tank Farm. Oil&Gas Storage&Transportation. 2003 ,22(5):495210 Detailed Regulation: for Evaluating the Safety of Petroleum and ChemicalEquipments.Beijing Yansan Petroeum Chemical Enterprises, Research Institute for Chemical Labor Safety of Chemical Industry Ministry, 199511

45、 国家安全生产监督管理局. 新编安全评价手册S. 煤炭出版社, 20*, 1.12 顾祥柏. 石油化工安全分析方法及应用M. 化学工业出版社, 2001, 9.13 Ren Xiuli, Yang Peng, Wang Rujun. Study on safety control technology and its application of large-scale oil pot site. 3ournal of Safety and Environment. 2005， 5(1):11311514 Zhuo Xiaogang, Ma Jinheng etc. Comprehensive Evaluation and Analysis Syste