道化学评价法ppt课件.ppt

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1、道化学评价法,一、概述,（Dow Chemical Company，Fire and Explosion Index）1、名称 道化学火灾、爆炸危险指数法2、创立时间 1964年（第1版） 1993年（第7版）3、定量依据 已往事故的统计资料、物质的潜在能量和现行安全防火措施的状况，定量地对工艺装置及所含物料的实际潜在火灾、爆炸和反应危险性。,生产装置危险分析汇总表,二、评价目的及适用范围,1、评价目的客观地量化潜在火灾、爆炸和反应性事故的预期损失；找出可能导致事故发生或使事故扩大的设备；向有关部门通报潜在的火灾、爆炸危险性；使有关人员了解各工艺部门可能造成的损失，以此确定减轻事故严重性和总损

2、失的有效、经济的途径。2、适用范围储存、处理、生产易燃易爆、可燃、活性物质的操作过程污水处理设备（设施）、公用工程系统、管道系统、变压器、发电设备、锅炉、热氧化器等工艺单元,三、评价程序,计算安全措施补偿系数C1C2 C3,确定暴露区域内财产更换价值,确定工艺单元危险系数F3=F1F2,计算一般工艺危险系数F1,计算特殊工艺危险系数F2,确定基本最大可能财产损失,确定实际最大可能财产损失,确定停工天数,确定停产损失,确定火灾、爆炸指数F&EI=F3MF,确定暴露面积,选取工艺单元,确定物质系数MF,确定危害系数,评价程序 十大步骤,确定评价的工艺单元。求取单元内的物质系数MF。按单元的工艺条件

3、，选用适当的危险系数；得出一般工艺危险系数和特殊工艺危险系数。用一般工艺危险系数和特殊工艺危险系数相乘，求出工艺单元危险系数。将工艺单元危险物质系数相乘，求出火灾、爆炸危险指数（F&EI).,评价程序（续）,6、用火灾、爆炸指数查出单元的暴露区域半径，并计算暴露面积。7、查出单元暴露区域内的所有设备的更换价值，并确定破坏系数，求出基本最大可能财产损失MPPD。8、应用安全措施补偿系数乘以基本MPPD，确定实际MPPD。9、根据实际最大可能财产损失，确定最大可能工作日损失（停工天数）（MPDO）。10、用停产损失工作日MPDO确定停产损失。,四、所需资料,准确的装置（生产单元）设计方案；工艺流程

4、图；有关工艺设备及安装成本表；道氏7版火灾、爆炸指数（F&EI)评价表；道氏7版火灾、爆炸指数计算表；p198，表9-3安全措施补偿系数表；表9-4工艺单元风险分析汇总表；表9-5生产单元风险分析汇总表。表9-6,一、生产单元与工艺单元,（1）生产单元 包括化学工艺、机械加工、仓库、包装线等在内的整个生产设施。（2）工艺单元工艺装置的任一主要单元。（3）恰当工艺单元（简称工艺单元）从损失预防角度来看对工艺有影响的工艺单元。,二、选择恰当工艺单元的重要参数,物质的潜在的化学能（物质系数）；工艺单元中危险物质的数量；资金密度；操作压力与操作温度；导致火灾、爆炸事故的历史资料；对装置操作起关键作用的

5、单元。,此外还应考虑：,（1）物质的数量。对于工艺单元，其易燃、易爆或化学活性物质的最低处理量为2268kg或2.27m3。对于小规模实验在厂，处理易燃、易爆或化学活性物质的数量至少为454或0.454m3。低于该数量，评价的结果可能比实际的危险性增大，出现评价结果的失真；（2）合理划分工艺单元当设备串联布置且相互间未有效隔离，要仔细考虑工艺单元划分的合理性。（3）仔细考虑操作状态和操作时间，以及对F&EI有影响的异常状况。,一、有关概念物质系数 MF表述物质由燃烧或其他化学反应引起的火灾、爆炸过程中释放能量的大小的内在特性。MF由NF和NR确定。NF物质燃烧性 NR化学活性（不稳定性）直接查

6、“物质系数和特性”表（p227附表）,二、课堂练习给出下列物质的物质系数MF：1、乙炔 2、苯甲醛 3、环丁烷4、柴油 5、乙烯 6、硫化氢7、甲基环已烷 8、萘 9、硝酸钾,三、表外物质的物质系数求取表9-7物质系数取值表 p202,NR=0 在燃烧条件下仍能保持稳定的物质。 1）不与水反应的物质； 2）在温度300 -500 时用差示扫描量热（DSC）测定不 显 示 温 升的物质。 NR=1 自身通常稳定但在加温加压条件下就变得不稳定的物质。 1）接触空气、受光照射或受潮发生变化或分解的物质； 2）在150 至300 间显示温升的物质。,NR=2 在加温加压下易于发生剧烈化学变化的物质。

7、1）用DSC试验在温度小于150显示温升的物质； 2）与水剧烈反应或与水形成潜在爆炸性混合物的物质。NR=3 本身能发生爆炸分解或爆炸反应，但须要强引发源或引发前必需在 密闭状态下加热的物质。 1）加温加热时机械冲击敏感的物质； 2）不需要加热或密闭，即与水发生爆炸反应的物质。NR=4 在常温压下自身易于引起爆炸分解或爆炸反应的物质。,若为氧化剂，则NR再加1，但不超过4；对冲击敏感性物质，NR为3或4,四、课堂练习,一未知可燃液体A的闪点为35，其中DTA/DSC温升的最低峰值温度为200 ，试求出该物质的物质系数MF。,五、混合物的物质系数求取,如果存在由多种物质组成的混合物，当这些物质的

8、含量基本相同，但物质系数不同时，如果其中物质系数最大的物质浓度在5%以上（质量浓度）、可将最大物质系数作为工艺单元的物质系数。在工艺单元中，虽然存在由多种物质组成的混合物物，但其中鞭种物质的浓度足够高，一旦发生泄漏、引起火灾、爆炸事故，工艺单元中混合物的性质与高浓度物质的性质十分相似，这时可以用该高浓度物质的物质系数作为工艺单元的物质系数。单元中虽然存在由多种危险反应物和一种生成物组成 的危险性混合物，但由于发生化学反应且反应速度很快，危险性反应物存在的时间足够短，单元危险主要来自生成物时，可把生成物的物质系数作为工艺单元的物质系数。,六、物质系数的温度修正,如果工艺单元温度60或高于闪点，则

9、物质可燃性NF值加1，但不超过4； 如果工艺单元温度大于物质自燃点或放热起始温度，则物质反应性NR值加1，但不超过4；根据修正后的NF和NR从表中查取物质系数MF。若工艺单元是反应器，则不必考虑温度修正。,七、课堂练习 右图为一聚合装置，原料为苯乙和乙苯，反应为间歇反应，反应时间为5小时/釜，试确定该单元的物质系数。,聚合釜,苯乙烯,1吨/次,乙苯,1吨/次,七、课堂练习,乙烯和氯气在反应器中生成二氯乙烷氯化氢合成反应器，氯和氢连续加入电解生产氯,一、工艺单元危险系数F3,F3=F1F2F1一般工艺危险系数； 共6项，是确定事故损害大小的主要 因素；F2特殊工艺危险系数； 共12项，是影响事故

10、发生概率的主要因素；,二、一般工艺危险系数F1,放热反应F11吸热反应F12物料处理与输送F13封闭单元或室内单元F14通道F15排放和泄漏控制F16,2、吸热反应F12,反应器中的吸热反应系数0.2; 当吸热反应的能量由固体、液体或气体燃料提供时，系数为0.4煅烧系数0.4；电解系数0.2；热解或裂化： 用电或高温气体间接加热系数0.2； 直接加热系数0.4。,3、物料处理与输送F13,所有I类易燃（闪点37.8)或液化石油气类物料,在管线上装卸时,F13=0.5.采用人工加料,且空气可随加料过程进入设备内,有引起燃烧或发生反应的危险,F13=0.5.可燃性物质存放于库房或露天场所时:对NF

11、=3或NF=4的易燃液体或气体,F13=0.85,包括桶装、罐装、可移动式挠性容器等；NF=3的可燃性固体，F13=0.65NF=2的可燃性固体，F13=0.4037.8 闪点60 的可燃性液体,F13=0.25若上述物质存放于货架上且未安设洒水装置.系数加0.2,试确定液化气灌瓶间的加气单元的物料处理与输送系数. 试确定某露天存放的氢气瓶储存单元的物料处理与输送系数.,4、封闭单元或室内操作F14,粉尘过滤器或捕集器安装在封闭区域，F14=0.5。2）在封闭区域内，闪点以上处理易燃液体， F14=0.3； 如果易燃液体的量大于4540kg， F14=0.45。3）在封闭区域内，沸点以上处理液

12、化石油气或任何易燃液体， F14=0.6； 如果易燃液体量大于4540kg， F14=0.9。如果已安装了合理的通风装置，1）、3）两项系数减少50%。,某车间内，反应器单元内反应器中氢气的量为1吨，反应温度为100，且该车间已安装了防爆的机械通风装置，试确定该单元的封闭单元或室内操作系数。,5、通道F15,操作区域面积925，且通道不符合要求时，F15=0.35。库区面积2312，且通道不符合要求时，F15=0.35。面积小于上述数值时，如通道不符合要求，影响消防活动时， F15=0.2。,6、排放与泄漏控制F16,该项系数只适用于工艺单元内物料闪点小于60或操作温度大于其闪点的场合。 评价

13、排放和泄漏控制是否合理，必须估算易燃、可燃物总量及消防水能否在事故时得到及时排放；排放量的确定原则： 工艺和贮存设备：取单元中最大贮罐的贮量加上第二大贮罐10%的贮量；30分钟的消防水量。,6、排放和泄漏控制F16,设有堤坝，防止泄漏液体流到其他区域，但堤坝内所有设备露天放置，F16=0.5。单元周围为可排放泄漏液体的平坦地，一旦失火，会引起火灾， F16=0.5。单元三面有堤坝，能将泄漏液体引至蓄液池或封闭地沟，如果并满足以下条件， F16=0；只部分满足， F16=0.25； 地面斜度：地质2%，硬质1%；蓄液池或地沟最外缘与设备间距离至少数为15m，如设有防火墙，可以减少其间距离；蓄液能

14、力前述排放总量。4）蓄液池或地沟处设有公用工程管线，或者管线的距离不符合要求者， F16=0.5。,表9-3 火灾、爆炸指数（F&EI)表 p198,F1=1+ F1i,6,i=1,式中:1基本系数； F1i单项一般工艺危险的修正系数。,1、毒性物质F21=0.2NHNFPA704中对物质的毒性系数的分类,2、负压操作F22,本项内容只适用于空气泄入系统会引起危险的场合。且绝对压力500Hg，F22=0.5。需要注意的是，如果选取了本项修正系数，就不要再采用下面“燃烧范围或其附近的操作”和“释放压力”修正系数了，以免重复。,3、燃烧范围或其附近的操作F23,1）NF=3或NF=4的易燃液体储罐

15、储罐泵出物料或者突然冷却时可能吸入空气，F23=0.5。打开放气阀或负压操作中未采用惰性气体保护， F23=0.5。温度在闪点以上，且无情气体保护，F23=0.5。如果用了惰性化密闭蒸气回收系统，且能保证其气密性，则F23=0。2）仅当仪表或装置失灵时，工艺设备或储罐才处于燃烧范围内或其附近， F23=0.3。3）任何靠惰性气体吹扫，使其处于爆炸极限范围之外的操作，F23=0.3。4）惰性气体吹扫系统不实用或未采用惰性气体吹扫，使操作环境总是处于燃烧范围内或其附近，F23=0.8,4、粉尘爆炸F24 本项系数用于含有粉尘处理的单元，如粉体输送混合、粉碎和包装,5、释放压力F 25本项系数用于操

16、作压力高于大气压，由于高压可能会引起高速率的泄漏的场合。压力0-6895KPa，查图9-3 P208表9-11,试确定在下述两种情况下的释放压力危险系数:操作压力为800磅/英寸2(表压)的单元;振作压力为15000KPa(表压)的单元。,压力系数修正,高粘性物质（如焦油、沥青、重润滑油、柏油等）； 危险系数=初始系数0.72)单独使用压缩气体或利用气体使易燃液体压力增至103KPa(表压)以上时: 危险系数=初始系数1.23)液化的易燃气体(包括所有在其沸点以上贮存的易燃物料) 危险系数=初始系数1.3 实际压力系数确定:实际压力系数=操作压力系数实际压力调整系数,=操作压力系数,操作压力系

17、数,释放装置设定压力系数,7、易燃物质和不稳定物质的数量F27,本项主要讨论单元中易燃物质和不稳定物质的数量与危险性关系。工艺过程中的液体或气体；（p210 图9-4）储存中的液体或气体（图9-5）储存中的可燃固体和工艺中的粉尘（图9-6） 注意不稳定物质（NR2）的特殊性,9、泄漏连接头和填料处F29,本项系数适用于垫片、接头或轴的密封处及填料处可能是易燃、可燃物质的泄漏源，尤其是在热和压力周期性变化的场所。泵、压盖密封处可能产生轻微泄漏，F29=0.1；泵、压缩机和法兰连接处产生一般的正常泄漏，F29=0.3；承受热和压力周期性变化场所， F29=0.3；工艺物料有渗透性或腐蚀性的浆液，可

18、能引起密封失效，或者工艺单元使用转动轴封或填料函， F29=0.4；单元中有玻璃视镜、波纹管或膨胀节， F29=1.5。,11、热油交换系统F211,大多数交换介质可燃且操作温度经常在闪点火沸点以上，因此增加了危险性。（查表9-12 P215）热交换介质的使用温度；热交换介质的数量。 热交换介质不为可燃物或虽为可燃物但使用温度总是低于闪点时，不取系数。 某热油交换系统的热交换介质热油的油量为38m3，其操作温度大于闪点，试确定该单元的热油交换系统危险系数。,12、转动设备F212,评价单元中使用或单元本身就是如下转动设备时，转动设备修正系数F212=0.5:600马力的压缩机;75马力的泵;发

19、生故障后因混合不均、冷却不足或终止等原因引起反应温度升高的搅拌器和循环泵；其它曾发和过事故的大型高转动设备，如离心机等。,一、概述,F&EI表述了工艺单元的危险程度，用来估计生产过程中的事故可能造成的破坏。 F&EI=MFF3MF物质系数；F3工艺单元危险系数。,二、F&EI及危险等级表9-13 及危险等级 P216,一、安全措施的分类及单元补偿系数的确定,工艺控制补偿系数（C1）物质隔离补偿系数（C2）防火措施补偿系数（C3） C= C1 C2 C3,二、工艺控制补偿系数（ C1）,三、物质隔离补偿系数（C2）,四、防火措施补偿系数（C3）,一、暴露半径,R=0.256 F&EIR暴露半径，

20、单位：米。 二、暴露区域 暴露区域 面积 S=R2暴露区域体积 V=SR=R3,三、暴露区域内财产价值 更换价值=0.82 原来成本增长系数四、破坏系数 破坏系数是由单元危险系数F3和物质系数MF给出的，它代表了单元中物料或反应能量释放所引起的火灾、爆炸事故的综合效应。（查图9-9 P223）,五、基本最大可能财产损失（Base MPPD）Base MPPD=暴露区域财产价值破坏系数六、实际最大可能财产损失（Actual MPPD） Actual MPPD = Base MPPD C,八、停产损失（BI）,BI=MPDO/30VPM 0.7VPM每月产值；0.7代表固定成本和利润.,九、工艺单元危险分析汇总表9-5 工艺单元危险分析汇总 P200,确定停产损失,选取工艺单元,确定物质系数MF,计算一般工艺危险系数F1,确定工艺单元危险系数F3=F1F2,确定火灾、爆炸指数F&EI=F3MF,确定暴露面积,确定暴露区域内财产更换价值,确定基本最大可能财产损失,计算特殊工艺危险系数F2,确定实际最大可能财产损失,确定停工天数,确定危害系数,计算安全措施补偿系数C1C2C3,选取工艺单元,确定物质系数MF,计算一般工艺危险系数F1,确定工艺单元危险系数F3=F1F2,确定火灾、爆炸指数F&EI=F3MF,确定补偿后的F&EI,计算安全措施补偿系数C1C2C3,计算特殊工艺危险系数F2,