MTBE（甲基叔丁基醚）裝置火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性評價(jià)
一、引言
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安全生產(chǎn)是關(guān)系到企業(yè)和職工生命財(cái)產(chǎn)安全的大事，也是企業(yè)獲取經(jīng)濟(jì)效益的基本保證。對在役裝置進(jìn)行安全評價(jià)，可以預(yù)先發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致事故的危險(xiǎn)因素，并對危險(xiǎn)進(jìn)行定量化分析，以便采取措施消除或控制這些危險(xiǎn)因素，保證裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行。
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二、MTBE裝置概況
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MTBE，即甲基叔丁基醚，主要作為高辛烷值無鉛汽油的調(diào)和組分，其研究法辛烷值達(dá)117，馬達(dá)法辛烷值為101。
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武漢石化的MTBE裝置于1994年7月建成投產(chǎn)，裝置原設(shè)計(jì)規(guī)模為2萬t/a，1999年改造為3萬t/a，該裝置采用固定床醚化反應(yīng)工藝。
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MTBE合成原理：液態(tài)烴C4中的異丁烯和工業(yè)甲醇，以大孔強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂為催化劑，在溫度40℃～65℃，壓力1.0MPa～1.5MPa的操作條件下，液相合成甲基叔丁基醚（MTBE）。該反應(yīng)為可逆放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱ΔH=-37KJ/mmol。裝置的原料及產(chǎn)品均為甲類火災(zāi)危險(xiǎn)物質(zhì)。圖1為MTBE裝置流程方框圖。
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圖1 MTBE裝置流程方框圖
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三、道氏安全評價(jià)的原理
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道氏評價(jià)方法是利用工藝過程中的物質(zhì)、設(shè)備、物料量等數(shù)據(jù)，通過逐步推算，得出工藝過程和生產(chǎn)裝置的火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性，事故造成的損失，分析出事故的影響范圍，便于人們采取相應(yīng)的安全措施，最大限度保障安全。評價(jià)中使用的數(shù)據(jù)來源于對以往事故的統(tǒng)計(jì)分析、物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)及安全設(shè)施的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
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四、道氏評價(jià)法在裝置安全評價(jià)中的應(yīng)用
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1、評價(jià)單元?jiǎng)澐?/font>
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按MTBE裝置的生產(chǎn)工藝，可將MTBE裝置劃分為反應(yīng)系統(tǒng)和產(chǎn)品分離-甲醇回收系統(tǒng)2個(gè)單元。
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2、單元火災(zāi)爆炸指數(shù)（F&EI）的計(jì)算
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按照道七版所規(guī)定的取值原則，結(jié)合裝置的實(shí)際情況，通過有關(guān)分析，查圖表、計(jì)算得到各單元的火災(zāi)爆炸指數(shù)。見表1。
表1 單元火災(zāi)爆炸指數(shù)表
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項(xiàng)目 | 原料凈化 – 反應(yīng)系統(tǒng) | 產(chǎn)品分離 – 甲醇回收系統(tǒng) |
選取重要物質(zhì) | 異丁烷 | 異丁烷 |
物質(zhì)系數(shù)MF | 21 | 21 |
一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F1 | 2.25 | 1.75 |
特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2 | 2.957 | 2.935 |
工藝單元危險(xiǎn)系數(shù) F3 = F1×F2 | 6.65 | 5.14 |
火災(zāi)、爆炸指數(shù) F&EI = F3×MF | 140 | 108 |
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3、安全措施補(bǔ)償系數(shù)
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前面計(jì)算的火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)是表示單元沒有考慮安全措施情況下潛在的危險(xiǎn)性。裝置在建設(shè)和改造中一般都根據(jù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)以及過去的經(jīng)驗(yàn)考慮了必要的防火防爆措施，這些措施得到落實(shí)，能有效地控制危險(xiǎn)。MTBE裝置各單位安全措施補(bǔ)償系數(shù)按照道七版的規(guī)定取值，見表2。
表2 單元安全補(bǔ)償措施系數(shù)表
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項(xiàng)目 | 原料凈化 – 反應(yīng)系統(tǒng) | 產(chǎn)品分離 – 甲醇回收系統(tǒng) |
工藝控制安全補(bǔ)償系數(shù)C1 | 0.88 | 0.88 |
物質(zhì)隔離安全補(bǔ)償系數(shù)C2 | 0.93 | 0.93 |
防火設(shè)施安全補(bǔ)救系數(shù)C3 | 0.83 | 0.83 |
安全措施補(bǔ)償系數(shù) C = C1×C2×CF3 | 0.68 | 0.68 |
?4、單元暴露區(qū)域的計(jì)算
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暴露區(qū)域是指當(dāng)單元發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故時(shí)可能影響的區(qū)域，暴露區(qū)域的計(jì)算方法如下：
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暴露區(qū)域的面積（S）=πR2
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式中：R為暴露半徑，R=F&EI×0.84×0.3048
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各單元的暴露半徑與暴露區(qū)域計(jì)算如下：
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1）反應(yīng)單元
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R=140×0.84×0.3048=35.8（m）
S=3.14×35.822=4024（m2）
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2）產(chǎn)品分離 - 甲醇回收單元：
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R=108×0.84×0.3048=27.7（m）
S=3.14×27.722=2409（m2）
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5、暴露區(qū)域內(nèi)財(cái)產(chǎn)更換價(jià)值
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暴露區(qū)域內(nèi)財(cái)產(chǎn)更換價(jià)值=原來成本×0.82×價(jià)值增長系數(shù)
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式中系數(shù)0.82是考慮到事故發(fā)生時(shí)有些成本不會(huì)遭到損失或無需更換。
