李丁
（安阳化学工业集团有限责任公司，河南 安阳455133）
［摘 要］安阳化学工业集团有限责任公司拟新建1套100 kt/a甲胺装置（位于原厂区内），其机柜间爆炸安全性评估需考虑现有生产装置、储存设施及新建甲胺装置对其的影响。为此，对各在运生产装置（主要是30 kt/a甲胺/DMF装置、60 kt/a甲胺/DMF装置）和新建100 kt/a甲胺装置的危险源进行识别，确定泄漏单元，并对泄漏单元可能发生的失效场景采用多能法进行蒸气云爆炸的事故后果模拟，基于最大可信事故场景，利用PHAST软件进行分析，确定了新建机柜间受到的最大冲击波超压（95.40 kPa）及正压作用时间（41.2 ms），可为新建机柜间抗爆设计提供一些参考。
［关键词］建筑物抗爆设计；甲胺装置机柜间；爆炸风险及有害因素辨识；多能法蒸气云爆炸模拟；抗爆分析；评估结果；冲击波超压
［中图分类号］TQ226.31 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2024）04-0053-04
0 引 言
据《全国安全生产专项整治三年行动计划》及《石油化工建筑物抗爆设计标准》（GB/T 50779—2022）要求，化工企业新建机柜间需进行建筑物抗爆设计，而建筑物抗爆设计需参考建筑物爆炸安全性评估结果。安阳化学工业集团有限责任公司（简称安化公司）拟新建1套100 kt/a甲胺装置，位于原厂区内，机柜间爆炸安全性评估需考虑现有生产装置、储存设施及新建甲胺装置对其的影响。为此，需对各在运生产装置与拟建100 kt/a甲胺装置的危险源进行识别，确定泄漏单元，并对泄漏单元可能发生的失效场景进行蒸气云爆炸的事故后果模拟，基于最大可信事故场景，利用PHAST软件进行分析，确定新建机柜间受到的最大冲击波超压及正压作用时间，从而为新建机柜间抗爆设计提供一些参考。
1 建筑物爆炸安全性评估前的准备
1）技术资料的准备。评估前学习相关法律法规、标准规范，了解相关技术要求；同时，整理厂区平面布置图、设备布置图、新建机柜间基本情况，并收集主要工艺设备和储存设施的工艺技术条件等基础数据、安阳市气象资料等。
2）评估范围的确定。本次评估限于安化公司在运的1套30 kt/a甲胺/DMF装置、1套60 kt/a甲胺/DMF装置及新建的100 kt/a甲胺装置，以及与在运装置配套的空分装置等公用工程系统及配套储存设施中具有爆炸危险性的生产、储存设施。爆炸冲击波超压受影响的指定建筑物为新建100 kt/a甲胺装置机柜间。
2 爆炸风险及有害因素辨识与分析
据GB/T 50779—2022，蒸气云爆炸在石油化工行业中是需首要关注的风险，对于压力设备爆炸、液体爆炸等可通过定期开展设备的检测、维护、加强安全管控等措施降低事故风险，工程建设中一般不予考虑，因此本次评估主要对蒸气云爆炸进行分析。
2.1 辨识与分析过程
2.1.1 甲胺/DMF装置CO制备系统
甲胺/DMF装置CO制备系统内危险物质为煤气和净化气中的CO，为易燃易爆危险物质。若设备、管道密闭不好，操作不当，很容易发生泄漏或使气化炉发生“透氧”、氧含量超标，形成爆炸性混合物。整个生产装置管道、阀门、法兰的连接处较多，可能的泄漏点较多。由于系统存在一定的压力，也可能引起设备、管道发生物理爆炸事故及引发化学爆炸。气柜进出口水封泄漏，气柜料位过高发生顶翻事故而大量煤气泄漏，气柜料位过低发生抽瘪事故而大量空气吸入，气柜防腐不良造成煤气泄漏以及煤气中氧含量严重超标，这些均可能导致气柜发生火灾爆炸。变压吸附设备一直处在周期性的交变压力作用下，容易产生金属疲劳，从而使设备的机械性能发生变化，可能导致容器破裂事故的发生，且吸附、解吸过程程控切换阀频繁动作也易出机械故障而导致泄漏，进而引发火灾爆炸事故。
2.1.2 甲胺/DMF装置合成及精馏系统
2.1.2.1 高温高压生产环境分析
甲胺/DMF生产过程中涉及到一氧化碳、甲醇、一甲胺、二甲胺、三甲胺、DMF等易燃易爆物质，多数设备均在高温高压下运行，若管理和操作不当，控制失误或设备、管道密闭不好，极易引起火灾及爆炸。
高温会使易燃易爆物料爆炸范围扩大，物料爆炸的风险也将进一步增大，且高温易使易燃易爆物达到自燃温度，储罐或塔器内超过自燃温度的物料如果遇到空气很容易发生火灾爆炸；甲胺/DMF装置运行过程中还存在很多高温物体表面，如电加热炉、甲胺合成塔等，如果装置内的易燃易爆物泄漏并到达这些高温物体表面，极易引起着火燃烧甚至爆炸。甲胺/DMF装置运行过程中压力达0.5～2.5 MPa，较高的压力同样会使易燃易爆物料的爆炸范围扩大，也会使物料的自燃点降低，高压下物料自身存在的风险增大，且高压下的物料还有喷溅风险，一旦高压物料泄漏并与空气混合，会在很短的时间内形成爆炸空间，遇到明火瞬间就会爆炸，爆炸威力很强；另外，长期处于高温高压生产环境中的设备和管道，会出现金属材料疲劳及腐蚀，加之物料的冲刷，机械强度降低，其泄漏爆炸风险增加。
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