[工学]丙、丁烷储罐事故后果分析

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1、丙、丁烷储罐事故后果分析摘要：分析了丙、丁烷的危险特性及丙、丁烷储罐潜在的泄漏、火灾爆炸危险性及发生火灾爆炸事故的原因；比较了丙、丁烷储罐区池火、喷射火和沸腾液体扩展蒸气爆炸事故后果分析方法；提出了预防丙、丁烷储罐区火灾爆炸事故的技术措施。关键字：丙、丁烷储罐、火灾、爆炸、事故后果分析1前言事故后果分析是一种对危险源预测和控制的有效方法。它通过估计重大事故发生后会有哪些不良的影响，以及这些不良影响所造成的伤亡、损害的严重性，来为人们制定防范措施提供依据。丙、丁烷常用于有机物合成和乙烯制造，用作燃料和制冷剂，具有易燃易爆性，如果泄漏至空气中，可能产生火灾爆炸事故。丙、丁烷储罐储量大，潜在危

2、险性高，蕴含巨。大能量的储罐一旦发生重大事故将波及周围环境，甚至引起严重的连锁反应，后果不堪设想。因此，通过分析可能发生事故的原因，对其发生池火灾、喷射火、沸腾液体扩展蒸气爆炸和蒸气云爆炸事故后果进行模拟分析并提出相应的建议和对策，可为同类储罐使用企业的安全管理提供科学依据和参考，有利于帮助企业制定防范措施以及事故应急救援预案，减少人员伤亡和财产损失，对预防重特大事故发生具有重要意义。2丙、丁烷主要危险性分析表1为丙、丁烷的燃烧爆炸特性。丙、丁烷火灾危险性类别为甲A类，闪点低（丙烷为-104℃，丁烷为-82℃），爆炸下限低（2.25％）且爆炸范围大。丙、丁烷常温下极易气化，气化后气体体积

3、迅速扩大250~300倍，而且气态比重是空气的1.5~2.0倍，易向低洼处积聚或沿表面扩散，欲遇火极易发生燃烧爆炸。丙、丁烷热膨胀系数高，受热极易膨胀，当容器内满液时，温度每升高1℃，体积膨胀0.3~0.4％，气压增大19.6~29.4千帕，密闭容器内极易发生物理性爆炸。此外，丙、丁烷的电阻率高达1011~1014Ω／㎝，据测定，从容器、设备、管道中喷出时产生的静电位可达9000伏，极易引起爆炸事故。表1丙、丁烷的燃烧爆炸特性主要成分丙烷丁烷闪点／℃-104-82自然点／℃493408最小引燃能量／mJ0.310.25爆炸下限／％（体积分数）2.371.86爆炸上限／％（体积分数）9.5

4、08.41高热值／10³kJ／m³101.2133.8低热值／10³kJ／m³93.1123.5火灾危险类别甲A甲A3丙、丁烷储罐发生火灾爆炸事故原因分析根据《世界石油化工企业近30年100起特大型火灾爆炸事故汇编》的统计，引起储罐区火灾爆炸事故事故的原因分布情况见表2表2液化石油气储罐区火灾爆炸事故的原因分布情况序号事故原因事故件数事故比例／％位序1阀门管道泄漏3435.112泵设备故障1818.223操作失误1515.634仪表电气设备失灵1212.445反应失控1010.456雷击引起火灾爆炸88.26合计97100从表中可以看出，事故原因中排名前3位的分别是阀门管道泄漏、泵设备故

5、障和操作失误。因此，建议化工行业企业加强对液化石油气储罐的安全管理，政府部门应加强对企业的监督和指导。4丙、丁烷储罐事故后果分析火灾爆炸事故类型包括池火灾、喷射火灾、沸腾液体扩展蒸气爆炸和未封闭蒸气云爆炸。沸腾液体扩展蒸气爆炸事故是当储罐突然破裂使储罐内物质的压力平衡被破坏，造成介质急剧气化，并随即被火焰点燃时发生沸腾液体扩展蒸气爆炸。未封闭蒸气云爆炸是指泄漏出来的介质与空气形成混合气体中可燃物质的浓度在爆炸极限范围内，并遇到延迟点火的情况下所导致蒸气云爆炸。丙、丁烷通常在常温高压条件下储存，如果操作失误导致储罐充装过量，储罐设计或施工存在缺陷，储罐材料腐蚀或疲劳，储罐处于机械碰撞作用下

6、或处于火灾环境中时，其可能发生破裂或引起管道、阀门损坏造成丙、丁烷泄漏。因为丙、丁烷温度远高于其大气压下的沸点，泄漏出的丙、丁烷立即剧烈气化，发生闪蒸。对于储罐管道、阀门损坏的情况，丙、丁烷液相连续喷射泄漏、闪蒸，如果立即被点燃，则发生喷射火，如果没有立即被点燃，气相扩散与空气混合形成蒸气云，延迟或远处点燃则发生闪火或蒸气云爆炸；液相积聚并流向低洼处形成液池，延迟或远处点燃则发生池火。若储罐破裂严重，丙、丁烷大量泄漏、闪蒸，如果立即被点燃，则发生沸腾液体扩展蒸气爆炸，如果没有立即被点燃，与上述储罐管道、阀门损坏丙、丁烷泄漏情况相同，气相扩散与空气混合形成蒸气云，延迟或远处点燃则发生闪火或

7、蒸气云爆炸液相积聚并流向低洼处形成液池，延迟或远处点燃则发生池火。图1为储罐管道阀门损坏致丙、丁烷液相连续喷射泄漏发生火灾爆炸事故树形图。图2为储罐破裂丙、丁烷大量泄漏发生火灾爆炸事故树形图。下面仅就池火灾、喷射火灾、沸腾液体扩展蒸气爆炸进行分析。储罐破裂丙、丁烷泄漏沸腾液体扩展蒸气爆炸液相积聚形成液池气相扩散成蒸气云池火闪火或蒸气云爆炸是否延迟或远处点燃储罐管道阀门损坏致丙、丁烷泄漏喷射火液相积聚形成液池气相扩散形成蒸气云池火闪火