塑胶企业苯储罐区泄漏事故模拟与预防对策研究

摘要

随着化工业的迅猛发展，化工产品种类和产量急剧增加，具有毒性、易燃或易爆特性的危化品很容易在生产、储存、运输及使用等环节过程中发生泄漏事故，泄漏所带来的环境污染、人员中毒、火灾或爆炸等事故后果影响很是严重。因此，有必要对物质泄漏机理、泄漏扩散过程、事故后果分析和针对性对策措施的提出等问题进行研究分析。
　　本文从物质泄漏初始相态出发，对不同条件下泄漏扩散、发展过程进行了深入研究分析，得出了从物质泄漏到造成危害后果的发展过程。以宁波某塑胶生产企业作为工程实例，通过危险有害因素辨识，选取事故隐患和危险性均较高的储罐区作为研究对象，运用Fluent和Aloha软件，通过建立物质泄漏模型进行数值模拟分析，得出苯泄漏过程及事故后果随时间的演化情况。研究结果表明:(1)泄漏的液态苯部分会随着地势扩散形成液池，遇火源后发生火灾爆炸事故，另外部分因泄漏时飞溅或泄漏后挥发形成苯蒸气云，向下风向扩散，并形成毒性威胁区引发人员中毒事故;(2)小孔泄漏时，由于泄漏口面积较小，存储容器内外压差较大，将形成发散式喷射泄漏，泄露口中心处速度达到最大，且发散型泄漏加剧了苯蒸气的形成;(3)苯蒸气的毒性响应区边界随着风速的增大而逐渐减小，而最大平均释放速率和总释放量随着风速增大而增大;(4)分别对特定条件下，苯泄漏后的毒性、蒸气云闪火或爆炸、池火灾和BLEVE事故危害范围进行了模拟分析。通过事故树法得出泄漏能否及时发现和点火源中的撞击火花及明火是造成物质泄漏火灾爆炸事故的关键性因素，结合数值模拟、事故原因分析和企业自身特点，从强制管理、教育培训和工程技术三个方面提出了据针对性的预防对策措施。
　　本文的研究成果可为该企业在研究新建灌区的合理布置、物质泄漏预防和紧急情况下人员疏散等问题时提供可靠的科学依据，同时研究方式和方法也可为其他化工企业在研究类似问题时提供思路和借鉴，具有较为实用的应用价值。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 研究方法

1．4 研究内容和技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究技术路线

1．5 本章小结

2 物质泄漏及事故后果研究与分析

2．1 化工行业和化工事故

2．1．1 化工行业及化工事故特点

2．1．2 化工事故分析

2．2 物质泄漏扩散

2．2．1 源释放

2．2．2 释放过程及事故后果

2．2．3 气云

2．3 泄漏事故分类

2．4 伤害划分标准

2．4．1 毒性气体伤害划分标准

2．4．2 火灾热辐射伤害划分标准

2．4．3 爆炸冲击波伤害划分标准

2．5 本章小结

3 塑胶生产企业危害因素辨识

3．1 塑胶生产企业概况

3．1．1 企业概况

3．1．2 地理位置及气候条件

3．2 塑胶化工企业危险辨识分析

3．2．1 物料危险、有害因素分析

3．2．2 物料储运、装卸作业危险有害因素分析

3．2．3 生产工艺危险有害因素分析

3．3 安全设施

3．4 本章小结

4 储罐区泄漏事故数值模拟分析

4．1 模拟对象的选择

4．1．1 储罐区分布

4．1．2 五号罐组

4．1．3 模拟对象

4．2 基于FLUENT的物质泄漏数值模拟

4．2．1 Fluent软件

4．2．2 物质泄漏计算模型

4．2．3 泄漏分布

4．2．4 泄漏过程

4．2．5 泄漏速度

4．3 基于ALOHA的事故后果数值模拟

4．3．1 ALOHA模拟软件

4．3．2 苯储罐泄漏事故模拟

4．3．3 人员中毒事故

4．3．4 蒸气云闪火

4．3．3 蒸气云爆炸事故

4．3．5 池火灾

4．3．6 BLEVE事故

4．4 本章小结

5 泄漏事故原因分析及预防措施的提出

5．1 苯的危害性

5．1．1 苯的理化特性

5．1．2 苯储罐事故特点

5．2 储罐火灾爆炸事故树分析

5．2．1 事故树分析法

5．2．2 编制事故树

5．2．3 最小割集和最小径集求值

5．3 事故预防对策措施

5．4 苯泄露事故应急救援

5．5 本章小节

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果