制氫裝置重大危險源辨識
摘要：簡要介紹了我國現行重大危險源辨識標準，并結合制氫裝置實際，經過對儲罐區的干氣球罐和氫氣球罐、生產區的液態烴儲罐和石腦油儲槽的儲存量進行核算，并按重大危險源辨識標準對企業前期開展的重大危險源普查結論進行了修改，提出辨識結論及監控建議。
1 引言
現代科學技術和工業生產的迅猛發展，在為人類提供更好的物質生活條件的同時，也給人類的正常生產帶來了危險。例如，1974年英國弗利克斯巴勒發生的嚴重爆炸事故，1984年印度博帕爾發生的毒氣泄漏事故。盡管事故起因和后果不盡相同，但設施或系統中儲存或使用了大量的易燃、易爆或有毒的危險物質是重特大事故發生的共同特點。據統計，2001~2004年，我國工礦企業平均每年發生一次死亡3~9人的重大事故580起左右，死亡約2500人，其中50%以上是火災、爆炸、中毒（含窒息）事故，平均每年發生一起死亡10人以上的特大事故60余起，死亡1300余人，其中火災、爆炸，中毒事故占70%。在這些重特大事故中與重大危險源有關的事故約占1/4。
1974年6月，英國弗利克斯巴勒發生重爆炸事故后，英國安全與衛生委員會設立了重大危險咨詢委員會（ACMH）。1982年6月，歐共體頒布了《工業活動中重大事故危險法令》（EEC Directive82/501，簡稱《塞韋索法令》）。1988年，國際勞工組織編寫了《重大事故控制實用手冊》。1993年6月，第80屆國際勞工大會通過了《預防重大工業事故公約》，該法令列出了180種（類）物質及其臨界量標準。1996年，國家原勞動部組織實施了重大危險源普查試點工作，試點中就重大危險源的辨識提出了初步的意見。2000年我國正式制訂并發布了中華人民共和國國家標準《重大危險源辨識》（GB18218-2000）。
2 現行重大危險源辨識標準
中華人民共和國國家標準《重大危險源辨識》（GB18218-2000）對重大危險源定義為：長期地或者臨時地生產、搬運、使用或者儲存危險物品，且危險物品的數量等于或者超過臨界量的單元（包括場所和設施）。
單元是指一個（套）生產裝置、設施或場所，或同屬一個工廠的且邊緣距離小于500m的幾個（套）生產裝置、設施或場所。目前該標準中僅列出了4大類、共142種危險物質的臨界量。
3 巴陵石化制氫裝置簡介
巴陵石化環己酮事業部制氫裝置是利用烯烴廠催化裂化干氣為原料，通過干氣壓縮、脫硫、轉化變換、變壓吸附脫碳、甲烷化生產出合格的氫、氮氣。
在干氣不足的情況下，本裝置用石腦油、液態烴作為補充原料。裝置設計能力為年產氫氮氣3200t，主要崗位設計有：壓縮崗位、脫硫崗位、轉化崗位、變壓吸附崗位等，裝置生產過程中存在干氣、液態烴、石腦油、氫氣、硫化氫、氮氣、二氧化碳、高溫液體、一乙醇胺、噪音等危險有害因素。裝置共有各類靜、動設備111臺，其中包括石腦油儲槽、丙烷儲槽、干氣球罐、氫氣球罐、氮氣球罐，裝置各主要設備設施分布見圖1：
3.1 主要物料的性質
3.1.1 原料氣（干氣）
總碳為70%~80%，總烯25%，密度為0.8~1.0kg/Nm3，組份見表1。干氣是易燃易爆有毒氣體的混合物，一般干氣中毒均有頭痛、嘔吐、昏迷的現象，中毒后有損傷神經系統的可能，大量吸入可使人窒息死亡。
防護措施：保證作業處空氣新鮮暢通，嚴格控制泄漏小干1.0%，一旦發生泄漏，需用空氣呼吸器防護，才能允許作業。
表1 干氣組分
|
組分名稱 |
CO2 |
H2 |
N2 |
CH4 |
C2H6 |
C2H4 |
C3H8 |
C3H6 |
|
體積百分數（%） |
1.74 |
49.25 |
8.27 |
20.87 |
7.02 |
8.75 |
0.22 |
2.36 |
|
組份名稱 |
C4H10 |
C4H8 |
H2S |
H2O |
C5H12 |
其他 |
合計 | |
|
體積百分數（%） |
0.06 |
0.04 |
0.43 |
0.67 |
0.02 |
0.05 |
100 | |
制氫裝置輔助原料，平均分子量約為115。爆炸極限1.2%~60%，密度（20℃）726kg/m3，易燃，有毒，中毒對神經中樞系統有損傷，應加強通風，防止揮發，減少對呼吸道和眼的刺激。發生中毒后立即離開現場，對癥治療。
該裝置有石腦油儲槽3個，容積分別為25m3、50 m3、25 m3，有效儲存量為80 m3。
3.1.3 液態氫
該裝置生產原料由丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等組成。閃點：-74℃。自燃點：426~537℃，裝置區空氣中允許最高濃度為1000mg/m3。燃燒時產生大量的 CO、CO2，應加強通風，防止CO中毒。該裝置有效儲存量為24m3。
3.1.4 硫化氫
干氣中硫化氫經脫硫化排放燃燒。當濃度超過10mg/m3時，隨濃度升高，氣味反而減弱，對中樞神經最為敏感，對眼有刺激作用，相對密度：1.189（氣體），分子量：34，熔點：-83.3℃，沸點：-60.2℃。燃燒時產生淡藍色火焰。
可用過濾式防毒面具和空氣呼吸器預防中毒事故。一旦發生中毒，應將中毒者撤離毒區，抬入有新鮮空氣的地方進行人工呼吸或通知醫院急救，同時應采取措施防止救護人員中毒。
3.1.5 氫氣
無色無味氣體，密度0.0899g/L，沸點-252.8℃，自燃點572℃，爆炸極限：4.0%~74.4%，H2在常溫下不活潑，但易燃。
3.1.6 二氧化碳
酸性氣體，密度1.97g/L，難溶于水，化學性質穩定，工業作滅火劑是利用它不燃燒、不助燃、較空氣重的特性，濃度高時對人體有窒息作用。
4 制氫重大危險源辨識
4.1 危險化學品分類
依據《常用危險化學品的分類及標志》（GB13690-92），常用危險化學品分類明細表，石腦油為中閃點易燃液體，干氣為爆炸下限小于10%的可燃氣體，液態烴為低閃點易燃液體，氫氣為可燃氣體。
4.2 危險化學品數量
4.2.1 干氣球罐
制氫裝置儲罐區干氣球罐為原液氨球罐，經過設計部門重新核定后改作干氣球罐，球罐工作壓力為0.4MPa（表壓），容積300 m3，標準狀態下的密度為0.8~1.0kg/Nm3，由理想氣體狀態方程算出標準狀態下的氣體體積V1：
P1V1= P2V2
0.1×V1=(0.4+0.1)×300
V1=1500m3
式中：P1 ——標準大氣壓，MPa；
V1 ——標準狀態下的體積，m3；
P2 ——工作壓力（絕對壓力），MPa；
V2 ——球罐容積，m3。
由此可計算出標準狀態下干氣儲量q1（比重取中間值0.9kg/Nm3）：
q1=1500m3×0.9kg/Nm3=1.35t
4.2.2 氫氣球罐
制氫裝置儲罐區氫氣球罐為原液氨球罐，主要成分為75%~90%的氫氣，不足4%的甲烷以及氮氣等，經過設計院重新核定后改作氫氣球罐，球罐使用壓力為0.8MPa（表壓），容積400m3，在此，僅按純氫氣（標準狀態下的密度0.07kg/Nm3）計算，由理想氣體狀態方程算出標準狀態下的氣體體積V1：
由P1V1= P2V2
即0.1×V1=(0.8+0.1)×400
V1=3600m3
故可計算出標準狀態下氫氣儲量q2：
q2=3600m3×0.07kg/Nm3=0.252t
4.2.3 液態烴儲槽
制氫裝置生產用輔助原料，為壓力容器儲槽，工作壓力為0.4MPa，容積24m3，液態烴主要由丙烯（密度0.5×103kg/m3）、丙烷（密度
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