高硫原油炼制过程中各装置硫化氢形成机理及控制措施研究

由于我国原油品质向含酸、高硫、重质等劣质化方向发展,导致原油加工过程中H2S的含量增多,不仅加快设备腐蚀,同时极易引发H2S泄漏中毒事故。以国内某高硫原油加工炼厂为研究对象,根据炼厂总硫迁移分布以及样品色谱分析结果分析了炼厂各装置H2S形成机理,指出H2S主要由硫化物加氢以及硫化物热分解产生,还有少部分H2S来源于原油本身。并依据国内近年已完成的多个关于炼化企业H2S分布情况的研究成果,总结了各装置H2S泄漏的重点防护部位,制定出防止H2S泄漏中毒的控制措施,以期最大程度地降低H2S中毒的风险,为我国加工高硫原油的安全防护提供参考。     

液氯储罐瞬时泄漏扩散质量浓度分布规律与中毒后果评价

液氯储罐一旦发生泄漏,容易在大气中快速扩散,其扩散速度受到泄漏量、外界风速等条件的影响。为了研究不同风速和泄漏量对氯气扩散规律的影响,分别在泄漏量为2 kg、5 kg,外界风速为2 m/s、5 m/s的条件下,采用Fluent软件模拟了氯气储罐瞬时泄漏后氯气质量浓度随时间的分布规律,并结合氯气的致死浓度,对氯气扩散区域最大质量浓度分布及其毒性致命损伤进行了分析。结果表明,氯气扩散初期,云团浓度较高,重气效应比较明显,随时间增加云团逐渐增大。泄漏量越大,氯气的扩散速度和致死区范围越大,毒性致命损伤时间越短;风速越大,致死区的影响距离越大,但致死区的影响时间大幅度缩短,能有效降低氯气的中毒危害。     

液氨泄漏环境事件的影响分析、伤害范围划定和应急处置

在对液氨进行环境风险评估时,最大可信事故为液氨储罐阀门泄漏。当12m3的液氨储罐阀门发生泄漏,在静风条件下,氨浓度超过环境质量标准(0.2mg/m3)的面积约6.3km2;在年均风速条件下,氨浓度超过短时间接触允许浓度(30mg/m3)的面积约0.28km2;下风向3000m范围内氨浓度均超过环境质量标准(0.2mg/m3)。液氨泄漏事故的半致死浓度、立即威胁生命和健康浓度、短时间允许接触浓度的范围半径分别为58m、99m和224m。液氨泄漏事件发生后,应立即启动应急预案,采取应急处置措施。     

基于PHOENICS化工园区H2S泄漏数值模拟研究

假定广州市南沙区小虎岛化工园区发生H2S泄漏事故,基于PHOENICS针对H2S动态扩散区域进行数值模拟,得出一定风力条件、地形地貌、建筑布局等条件下不同泄漏持续时间岛屿H2S浓度分布情况,依据危害程度划分危险区域,讨论分析事故发生对岛上居民的影响状况,模拟计算结果可为应急救援工作制定合理、科学的人员疏散方案提供数据参考.     

模拟评估法在液氨泄漏事故后果预测中的应用

结合安徽某公司生产工艺的实际,对其液氨储罐区进行了危险性分析和重大危险源的辨识,并利用事故模拟评估技术,对液氨泄漏事故进行了模拟预测。研究结果表明：在风速为2.7m/s,大气稳定度级别为中性的条件下,持续泄漏半小时后,下风向的扩散范围将达到129.47m,方向上的扩散距离达到8.47m,毒害面积为1722.55m2,在该范围内人吸入氨气5～10min将会死亡。该研究为安全评价提供参考并为政府企业制定安全应急预案提供定量科学数据。     

厂房内H_2连续泄漏扩散的模拟分析

利用计算流体动力学软件Fluent对厂房内易燃易爆气体H2泄漏扩散过程进行了数值模拟,研究H2连续泄漏扩散规律。计算结果表明,厂房内H2泄漏一定时间后扩散将达到稳定,室内H2浓度将不再变化;根据室内H2浓度分布规律,得出H2泄漏报警装置应设在泄漏口正对墙壁上,且厂房的排风口应开设在H2钢瓶喷射方向上的屋顶处;结合H2的毒性级别和爆炸极限,划分该厂房为紧急防爆疏散区,必须在泄漏初期进行紧急人员疏散并做好防火防爆措施。研究结果为厂房内H2泄漏事故应急救援、泄漏报警装置及排风口的位置设置提供重要技术支持和理论依据。     

ALOHA在职业卫生评价中的应用——以炼化企业轻烃回收装置硫化氢模拟泄漏为例

正石油化工企业含有硫化氢(H_2S)的环节主要有:加氢、脱硫、废气处理、胺液闪蒸、硫磺转化等。职业性硫化氢中毒多由于设备损坏,输送管道及阀门漏气,违反操作规程,生产事故等致使硫化氢大量溢出。石油化工行业硫化氢中毒事故发生较多,造成的危害很大,若能在职业卫生评价中定量分析硫化氢泄漏的浓度及范围,可提高管理人员及作业人员对硫化氢中毒的重视程度。     

基于事故情景分析的液氯泄漏定量风险评价

液氯在运输和储存过程中存在泄漏的危险性,一旦发生泄漏可能导致包括人员中毒、死亡和环境破坏等一系列灾害的发生。本文针对上述各种灾害的具体发生条件及其危险性进行了分析,提出运用事故情景分析对液氯泄漏进行定量风险评价,识别具有最高风险的事故情景,并对一典型场所进行详细的后果分析,得出半数致死浓度（LC50）的危害半径。     

CAMEO在突发性环境污染事故应急中的应用

以化工和石化企业危险品储罐区突发性泄漏事故为背景,介绍了CAMEO模型的基本原理和毒性关注浓度的确定原则,并利用ALOHA对某储罐区苯泄漏的情况进行了模拟计算.通过指定苯毒性风险的ERPGs浓度,得出发生泄漏时泄漏点下风向苯毒性风险的撤离区、躲藏区和关注区的半径以及蒸气云的可燃半径.通过增加工作场所有害因素职业接触限值质量浓度和居民区大气中有害物质的最高允许质量浓度,得出安全区和达标区范围,并在电子地图上标出了风险范围.最后比较了ALOHA与ARCHIE的异同点.指出CAMEO是集化学物质性质数据库、扩散模型和图形表达于一体的快速污染事故应急模型,并可以通过自定义的浓度数值扩大ALOHA的使用范围,为环境风险分析、指导事故现场应急救援以及采取有效防护措施以减少事故损失提供依据.     

高含硫天然气泄漏爆炸与毒性影响因素分析

为探究高含硫天然气发生泄漏时危害影响因素的相互关系,基于火焰加速模拟器(FLACS)软件模拟,采用单因素分析和均匀设计法研究CH4和H2S体积分数含量比、通风速率和管道压力对高含硫天然气泄漏爆炸与毒性的影响。研究结果表明:影响高含硫天然气泄漏爆炸极限范围因素主次顺序为通风速率管道压力 CH4与H2S含量比,其中通风速率负相关,管道压力、CH4与H2S含量比呈正相关,通风速率对爆炸极限范围影响最显著;影响泄漏毒性敏感主次因素相反,通风速率、含量比呈负相关,压力呈正相关,CH4与H2S含量比影响最显著。     

高硫炼油装置硫化氢泄漏场景集定量分析

随机规划方法已成为解决不确定条件下高硫炼油装置气体检测报警仪布置优化问题的重要途径,而构建接近真实情况的泄漏场景集则是实现随机规划的基础。目前,有毒气体泄漏场景集构建方面的研究鲜有报道,且传统以典型泄漏场景为代表的做法未能体现真实风险。为此给出一种融合泄漏概率和风场联合分布概率的定量构建硫化氢泄漏场景集的方法,使场景集包括重要泄漏场景并运用DNV的LEAK软件和历史气象数据定量预测场景的实现概率,为实现后续的气体泄漏检测报警仪布置随机规划提供技术支持。并以某柴油加氢装置为例,定量构建其硫化氢泄漏场景集,为后续的气体检测报警仪布置优化及其它基于定量风险分析的控制决策提供支持。     

南帕斯凝析油存储挥发与安全影响分析

南帕斯凝析油产自于伊朗,在炼制过程几乎不残留油渣,因而倍受炼油企业青睐。南帕斯凝析油中硫化氢及硫醇硫等有毒气体的浓度较高,在储存过程中由于储罐呼吸现象的存在,有毒气体挥发量较大。一旦有毒气体挥发量超出《工作场所有害因素职业接触限值》中规定的限值,极容易引发安全事故。南帕斯凝析油的这一特性给企业安全工作带来了很大挑战。以分析南帕斯凝析油理化性质以及存储设备设施现状为基础,运用储罐大小呼吸计算公式定量计算出有毒气体的挥发量及在空气中的含量;并且以呼吸阀口为连续性点源建立气体扩散模型,根据高斯定律推算出下风向各点有毒气体浓度值,从而划分防护等级区域并制定相应的安全操作要求,为企业存储安全提供有效的防护方案。     

普光天然气净化厂投料试车H2S泄漏安全管理

普光气田天然气净化厂是中国石化集团公司"川气东送工程"的关键组成部分,在投料试车期间,富含高浓度H2S的原料气决定了净化过程中的泄漏中毒高风险,尤其在投料试车过程中,实时监测现场H2S气体浓度是试车安全管理的关键。介绍了天然气净化厂净化工艺,分析了试车安全风险;利用安全监测系统、GasFindIR红外成像仪、有毒挥发气体分析仪等先进仪器设备建立了实时安全管理监测方法,实时监测现场H2S气体浓度。结果表明,该方法在天然气净化厂投料试车阶段发现H2S气体泄漏及时,泄漏点定位准确,泄漏量检测精确,保证了普光气田天然气净化厂投料试车作业安全的顺利进行,为高含H2S气田投料试车作业的安全管理提供了参考。     

设计阶段高含硫天然气管道泄漏、爆炸危险的本质安全化分析与改进

通过对两种主要的事故形式——高含硫天然气泄漏导致的硫化氢中毒和气体爆炸事故的研究,利用HYSYS软件模拟管网运行条件下的各种临界参数条件,估计最大潜在物质量和最坏的后果。通过实例,利用Pasquill-Gifford模型计算最大可能的H2S浓度、利用等效TNT方法估计最坏的爆炸后果,进而得到死亡和破坏概率曲线,提出设计阶段基于本质安全的改进结论。结果表明:可早在高含硫天然气管道过程设计阶段就提出改进建议,使人员、财产和设备得到保护;中毒风险应通过快速关断阀门设置和划分应急区消减,通过管道和设备优化布局则可有效降低气体爆炸风险。     

含硫天然气净化厂硫化氢泄漏分析及对策

以川东北某含硫天然气净化厂为对象,通过分析该净化厂的处理工艺及可能造成泄漏的各种原因,确定了硫化氢泄漏危险较高的生产单元。通过工艺压力、流量、物料组分的比对,选取了脱硫单元原料气和硫磺回收单元酸性气作为模拟泄漏物料。对该厂所在地的气象条件和厂区的地形地貌进行了调查,净化厂当地近5年风速、云量统计表明低风速和多云为主导天气,将D1.5m/s作为模拟硫化氢泄漏扩散的典型气象条件。采用了美国石油学会(API)推荐地面粗糙度长度。运用PHAST软件计算了在典型气象条件下通过3种不同孔径泄漏1 min,5min和30min,形成的立即危及生命或健康(IDLH)范围。在典型气象条件下IDLH的下风向边界距离在41m至1190m范围内,以硫磺回收单元的大孔径泄漏为最远。以小孔泄漏为例模拟并讨论了风速、大气稳定度对硫化氢扩散的影响。为降低H2S泄漏风险提出了在线监测及联锁系统设置的要求,对避免和减少硫化氢中毒伤亡事故具有指导意义。     

Impact of leakage location and downwind storage tank on the gas dispersion in a typical chemical tank storage area

Toxic gas leakage in a tank area can have catastrophic consequences. Storage tank leakage location (particularly for high leakage) and downwind storage tanks potentially influence gas diffusion in tank areas. In this study, we developed a numerical and experimental method to investigate the impact of a high leakage location and downwind storage tank on gas diffusion based on three (1.05H, 0.90H, and 0.77H, H was the tank height, 22m) leakage field experiments on the leeward side of storage tank, which have been not conducted before. The experiments revealed an unexpected phenomenon: the maximum ground concentration first decreased and then increased with increasing leakage height. The simulations illustrated that the differences in micrometeorological conditions caused the maximum ground concentration of gas emitted from the roof to be higher than that emitted from the tank wall near the storage tank height. The downwind storage tank 1) had little influence on the entire diffusion direction but altered the local diffusion pattern; 2) reduced the maximum ground concentration (∼18.7%) and the distance from the emission source (approximately a storage tank diameter); and 3) had strong influences on the concentration, velocity, turbulence, and pressure on the leeward side. The concentration negatively correlated with the velocity, pressure, and turbulence in the middle of the two storage tanks on wind centerline. Our results can improve understanding of gas dispersion in tank areas and provide references for mitigating loss and protecting lives during emergency response processes.     

基于FLACS CFD的不同气油比油气混输管道泄漏火灾后果对比

不同气油比的油气混输管道泄漏后果危害形式和风险差异的准确判断对于管道泄漏应急处置至关重要。以中国西部某油田集输管道为研究对象,针对不同气油比管道泄漏的火灾危害进行了对比分析,构建了FLACS CFD模型,并研究了油气混输管道原油泄漏形成池火的火灾特征和影响范围,以及天然气泄漏形成喷射火的高温分布和影响规律。研究结果表明:应急处置应考虑不同气油比下池火与喷射火危害的差异。在油气混输管线泄漏10 min形成稳定火焰的场景中,气油比低于100 m3/t时,原油池火为火灾危险的主要影响因素;气油比高于200 m3/t时,天然气喷射火为主要影响因素;气油比超过250 m3/t,高温覆盖距离不再明显增加;40 m为此场景下混输油气泄漏喷射火致死距离上限,120 m为温度影响上限。     

剧毒化学品甲苯-2，4-二异氰酸酯运输危险性评估

为探讨低挥发性剧毒化学品甲苯-2,4-二异氰酸酯在运输过程中大量泄漏引起群体中毒事故的可能性以及对环境的影响,对本品的急性毒性、扩散模型、环境转归、生态毒性,以及运输泄漏事故资料进行综合分析和评估。评估结果本品吸人中毒的潜在危险性指数为低度危险物质;扩散模型运输泄漏模拟危险区域下风向距离小于某些非剧毒品;环境转归研究显示本品在环境介质中没有持久性,没有明显的生物蓄积性,生态毒性较低;历年来运输泄漏事故分析未见发生大规模严重群体中毒和环境污染事故。认为本品在运输过程中大量泄漏,不会大范围扩散引起严重群体中毒事故,也不会对环境造成严重和长期的危害,建议在运输环节中运输条件适当放宽,按照一般有毒品进行管理。     

硫化氢捕消剂清除硫化氢效果研究

硫化氢气体是高毒性气体,当其发生泄漏事故时将产生严重危害。目前,应对硫化氢泄漏事故的方法较少,主要为消防水喷淋和人员疏散,不能完全消除硫化氢的危害。针对硫化氢气体的特点,研制了在泄漏事故中用于清除硫化氢气体的捕消剂。硫化氢捕消剂为干粉状的,由吸附载体、反应组分和疏水组分组成。当发生硫化氢泄漏时,将捕消剂喷洒在泄漏源周围的空气中,使捕消剂与硫化氢充分接触反应以降低危害程度和范围。清除硫化氢实验结果表明,硫化氢捕消剂能够有效地清除泄漏在空气中的硫化氢气体。     

化学品事故应急响应中危害距离的确定

介绍了不同国家、机构确定的毒性物质、易燃易爆物质紧急暴露限值和化学品事故中危害距离的确定方法，并以液氯钢瓶泄漏事故说明毒性危害距离的确定，以天然气管线泄漏火灾、爆炸事故说明火灾爆炸事故危害距离的确定。