PSA装置DOW化学分析

PSA装置DOW化学法分析“道化法”是由美国道化学公司最早提出的火灾、爆炸危险指数评价法，该评价法是以能代表重要物质在标准状态下的火灾、爆炸或放出能量的危险潜在能量的物质系数为基础，分别计算特殊物质的危险值、一般工艺危险值和特殊工艺危险值，再通过一定的运算得出“火灾爆炸危险指数”，并根据指数的大小对化工装置的危险性程度进行分。本次应用DOW化学分析法对PSA进行分析。1选择工艺（评价）单元选择PSA1装置作为评价工艺单元。2确定物质系数（MF）在PSA1装置中，H2体积分数最大，达到90%以上，选取H2的物质系数作为整个DOW评价的物质系数，MF=21.同时查询《工业装置安全卫生预评价》附录4-1物质系数与特性,H2,Nh=0,Nf=4,Nr=0.3计算工艺危险系数F3表1单元火灾、爆炸指数F&EI计算表装置名称：PSA装置物质名称确定MF的物质1）一般工艺危险危险系数范围采用危险系数依据基本系数1.001.00A、放热反应0.30～2.250PSA装置是物理反应B、吸热反应0.20～0.400PSA装置是物理反应C、物料处理与输送0.25～1.050.5查询《工业装置安全卫生预评价》表4-10一般工艺危险系数取值表，PSA装置H2是易燃管线上装卸，物料处理与输送危险系数取值0.5；D、密闭或室内工艺单元0.25～0.900PSA装置露天作业，所以密闭或室内工艺单元危险系数取值为0；E、通道0.20～0.350通道符合要求，无危险性，通道危险系数取值为0；F、排放和泄漏控制0.25～0.500.35PSA装置存在泄漏危险，取危险系数中间值0.35一般工艺危险系数（F1）1.852）特殊工艺危险基本系数1.001.00A、毒性物质0.20～0.800NH=0，火灾除一般可燃外，短期接触无其他危险，毒性物质危险系数取0B、负压（绝压＜500mmHg）0.500PSA装置压力最小为0.26MPa，大于低压绝对压力要求，负压危险系数取值为0；C、爆炸极限范围内或其附近的操作1.罐装易燃液体（无惰性气体保护）0.502.控制失灵或惰性气体吹扫故障0.300.3PSA装置仅当仪器或装置失灵时，工艺设备才会出与燃烧范围内，系数取0.3；3.一直在爆炸极限范围内或其附近0.80D、粉尘爆炸0.25～2.000PSA装置工作对象是气体，在工作过程中不会产生粉尘，故系数应取为0；E、压力0.16～1.500.365PSA装置压力0.26-2.2MPa，为0-6895KPa内，查《工业装置安全卫生预评价》（第二版）4-2，得0.365；F、低温0.20～0.300整个PSA装置在常温下进行，且无需加热和降温，故低温危险系数取0；G、易燃和不稳定物质的重量（kg）工艺过程总热量（BUT）1.工艺过程中的液体或气体0.4取PSA装置10min处理量的氢气作为工艺过程中不稳定物料总量，PSA装置H2为103238.6Nm3/h（Nm3/h是在0度，一个标准大气压下的标准流量，Nm3/h通常叫标立方，是标准状态下的排量。）；氢气燃烧热为285.8kJ/mol；工艺过程中的总能量=工艺过程可燃物不稳定物料总量（kg）*燃烧热Hc(kj/kg)=（103238.6*1000）/（6*22.4）*285.8=2。195*108Kj1(英热单位)=1055.056(焦)，查图4-3，确定危险系数为0.4；2.贮存中的液体或气体0PSA装置无贮存中的液体或气体，系数取值为03.贮存中的可燃固体和工艺中的粉尘0PSA装置贮存中的可燃固体和工艺中的粉尘，系数取值为0；H、腐蚀与侵蚀0.10～0.750.1PSA装置腐蚀与侵蚀较低，取值为0.1；I、泄漏－接头和填料0.10～1.500.3PSA装置，泵、压缩机和法兰连接处一般正常泄漏，取系数为0.3；J、使用明火设备0PSA装置不需明火装备，危险系数取为0；K、热油交换系统0.15～1.150PSA装置不需热油交换，危险系数均取为0；L、转动设备0.500PSA1装置存在真空泵，系数取为0.5；特殊工艺危险系数（F2）2.965工艺单元危险系数F3＝（F1×F2）5.485火灾、爆炸指数F&EI＝F3×MF115.185火灾、爆炸危险等级中等根据《安全系统工程》表4-8F&EI及危险等级划分工艺危险系数取值依据《工业装置安全卫生预评价方法》（第二版）73页、《安全评价》（修订版）197页.4计算暴露区域R=0.256*F&EI=0.256*115.185=29.487暴露面积S=πR2=2731.565确定暴露区域内财产更换价值更换价值=原来成本*0.82*价格增长系数=1000*0.82*1.09=893.8万6危害系数的确定F3=5.485MF=21查《安全系统工程》图4-10确定危害系数0.737计算最大可能财产损失（基本MPPD）基本MPPD=暴露区域的更换价值*危害系数=893.8*0.73=652.474万8补偿系数（C）的计算表2评价单元安全措施补偿系数评价单元安全项目补偿系数范围补偿系数补偿系数1、工艺控制a、应急电源0.980.98b、冷却装置0.97～0.991c、抑爆装置0.84～0.981d、紧急停车装置0.96～0.990.97e、计算机控制0.93～0.990.96f、惰性气体保护0.94～0.961g、操作规程0.91～0.990.95h、化学活泼性物质检查0.91～0.981i、其它工艺危险分析0.91～0.980.95工艺控制安全裣补偿系数汇总（C1）0.82362.物质隔离安全系数a、遥控器0.96～0.980.97b、卸料/排空装置0.96～0.981c、排放系统0.91～0.970.94d、联锁装置0.980.98物质隔离安全补偿系数汇总（C2）0.89363.防火设施安全系数a、泄漏检测装置0.94～0.980.96b、结构钢0.95～0.980.96c、消防水供应系统0.94～0.970.94d、特殊灭火系统0.910.91e、喷洒灭火系统0.74～0.970.86f、水幕0.97～0.980.97g、泡沫灭火装置0.92～0.970.92h、手提式灭火器材/喷水枪0.93～0.980.93i、电缆防护0.94～0.980.96防火设施安全补偿系数汇总（C3）0.5402安全补偿系数C=C1×C2×C30.3976补偿火灾、爆炸危险指数（F&EI）‘=F&EI×C45.79补偿火灾、爆炸危险等级最轻9确定实际最大可能财产损失（实际MPPD）实际MPPD=基本最大可能财产损失*安全补偿措施系数=652.474*0.4459=290.938万10最大可能工作日损失实际MPPD转换为美元，290.938/6.2=46.925,还需要除以基准1.130，46.925/1.130=41.527万查图4-11得最大可能工作日损失MPDO=110；11停产损失（BI）估算BI=MPDO/30*VPM*0.7=110/30*100*0.7=256.667万12评价结果分析表3生产单元危险分析汇总表地区/国家部门场所位置生产单元：PSA装置操作类型评价人生产单元总替换价值：652.474万元日期工艺生产单元主要物质物质系数火灾爆炸指数F&EI影响区内财产价值基本MPPD实际MPPD停工天数MPDO停产损失BI氢气21115.185893.8652.474290.938110256.667从评价单元的火灾、爆炸危险指数的分析过程及计算结果可知：初评计算结果表明，在没有采取任何安全措施之前，变压吸附装置初期评价的火灾、爆炸指数等级中等，危险性