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空分精馏装置危险性及事故后果研究

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摘要

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容及意义

1.3.1 研究内容

1.3.2 研究目的及意义

1.3.3 研究方法

1.3.4 研究方向

1.4 本文拟解决的关键问题

第二章 精馏塔工作原理分析及评价体系建立

2.1 精馏塔的工作原理、结构及运行控制

2.1.1 空分精馏的工作原理

2.1.2 精馏塔的结构组成

2.1.3 精馏塔的精馏流程

2.1.4 精馏塔的运行控制

2.2 精馏塔安全评价体系

2.2.1 评价体系的设计原则

2.2.2 评价体系的建立

2.2.3 评价体系合理性分析

2.3 本章小节

第三章 精馏塔爆炸危险性辨识及事故树分析

3.1 典型事故案例

3.2 精馏塔爆炸危险因素的辨识与分析

3.2.1 物理性爆炸

3.2.2 化学性爆炸

3.3 事故树评价方法原理

3.4 事故树分析法在精馏塔爆炸中的应用

3.4.1 构建精馏塔爆炸事故树

3.4.2 最小割、径集及结构重要度分析

3.5 本章小结

第四章 精馏工艺爆炸事故后果评价

4.1 事故后果评价

4.2 精馏塔爆炸事故后果分析的要点及流程

4.3 精馏塔爆炸事故后果分析

4.3.1 爆炸能量计算模型的选择

4.3.2 利用模型计算爆炸事故后果及分析

4.3.3 建议采取的安全措施

4.4 本章小结

第五章 精馏塔液氧泄漏事故后果分析

5.1 液氧泄漏的事故危险性分析

5.1.1 火灾爆炸

5.1.2 氧中毒

5.1.3 低温

5.2 精馏塔液氧泄漏事故后果评价

5.2.1 PHAST软件简介

5.2.2 PHAST在液氧泄漏事故后果分析中的应用

5.3 事故应急管理与预防

5.3.1 事故应急预案

5.3.2 事故应急分区

5.3.3 应急设备

5.3.4 事故预防

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

附录

致谢

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摘要

本文就空分行业的精馏设备结构、工艺流程、工作原理、运行控制等方面,以某空分企业作为实际案例,针对企业的实际情况,建立安全评价体系对精馏塔爆炸事故和精馏塔液氧泄漏事故进行事故后果分析及安全评价。
  首先,结合国内外发生的爆炸事故案例,分两部分研究,第一,分析精馏塔的致爆原因,并运用事故树方法定性地分析精馏塔的危险性;第二,将冷凝蒸发器中的爆炸视作凝聚相爆炸,以乙炔的热分解反应作为发生爆炸的导火线,在与蒸气云TNT当量计算模型对比后,选择将压力容器爆炸能量和TNT当量结合的计算模型,将乙炔极限值的爆炸能量与液氧的爆炸能量换算得出TNT当量为17.684kg,由此计算事故后果得出精馏塔冷凝蒸发器爆炸后的死亡半径为3.06m,财产损失半径为2.12m,重伤半径为11.89m,轻伤半径为25.34m。结合企业布局,就此从安全设施、安全操作管理、生产过程的监控与报警等方面提出安全措施和防爆措施。
  其次,对精馏塔液氧的泄漏进行危险性分析,建立扩散模型运用PHAST软件的UDM泄漏模型对液氧泄漏事故后果进行数值模拟。在设定的参数条件下,泄漏口下风向5m处的氧气浓度为80%,15m处的氧气浓度为40%,25m处的氧气浓度为23%;在液氧泄露84.1s后,形成了3727.55m2的23%富氧区域,在这个区域内有充足的氧气,为增加可燃物燃烧的提供了可能性;在1744.07m2的40%富氧区域内可导致人员呼吸困难;143.682m2的80%富氧区域内的人员会造成氧中毒,有甚者可导致呼吸衰竭死亡,当液氧泄漏稳定后,氧气浓度没有及时被空气稀释,富氧范围反而逐渐扩大。根据10m处和14m处的氧气浓度云,该企业空压机房及控制室应设置氧气浓度报警装置、机械排风和空气呼吸机,另外,空压机房还应控制油脂。根据富氧范围和随时间变化的规律,提出应急时间并将应急分为热区、暖区和冷区,对各个区域提出应急要求和应急设备的配备。

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