环氧乙烷储存球罐危险危害性分析

【摘要】炼化企业中环氧乙烷储存球罐的危险性主要为火灾爆炸、危害性主要是对接触人员的毒性及低温伤害，对主要危险危害性进行分析，并运用挪威船级社（DNV）过程危险分析法（PHAST）对环氧乙烷球罐发生爆炸进行事故后果预测，列出具有可操作性的安全措施，以对环氧乙烷球罐安全运行工作起到一定指导意义。

【关键词】环氧乙烷 球罐 危险性 危害性 安全措施

1 环氧乙烷储存球罐工艺简介

环氧乙烷储存球罐一般在4kg/cm2（a）氮封条件下操作。球罐放空气送至再吸收塔回收环氧乙烷。每个球罐一般都维持在-5℃，各自配有环氧乙烷输送泵和环氧乙烷储存冷却器，以维持各自罐的循环和温度。

2 环氧乙烷储存球罐火灾爆炸危险性分析

2.1 环氧乙烷物料本身的危险性分析

环氧乙烷（C2H4O；CH2CH2O）闪点

环氧乙烷介质对多种金属及其氧化物具有腐蚀性，对接触环氧乙烷物料设备设施的选材要求非常严格；同时泄漏的物料对接触到的钢制、铝制金属会进一步产生腐蚀，并放出热量。

根据《危险化学品重大危险源辨识》（GB18218-2009），环氧乙烷物理量构成重大危险源的临界量为10t，以500m3环氧乙烷球罐为例，储罐充装系数取0.79，则罐内物料量最大约376t，远远构成重大危险源。

2.2 环氧乙烷球罐储存过程危险性分析

环氧乙烷球罐为压力储罐，一旦出现储罐开裂可发生沸腾液体扩展为蒸气爆炸，若遇到点火源可发生火灾爆炸，危害后果更严重。

球罐区事故多因设备本体缺陷或焊接缺陷、腐蚀破坏，压力表、管嘴等细小附件损坏、法兰密封材料不当或垫片泄漏等原因造成物料泄漏，如果应急处理不及时或处理措施不正确，就可能酿成灾难性事故。尤其是球罐底部的第一道阀门、法兰、垫片泄漏，物料大量喷出挥发，极易引起火灾爆炸事故。

球罐的腐蚀主要集中在气液相界面处，另外在有缺陷的焊缝和防腐处理不到位的部位也会发生腐蚀。当腐蚀使罐壁减薄到屈服极限时，罐体会从薄弱点处破裂，物料在压力作用下大量泄漏，遇火源发生火灾、爆炸事故。

环氧乙烷输送泵要求密封可靠性极高。由于环氧乙烷易气化，如果对环氧乙烷泵操作不当，会产生气蚀造成空转，使泵内温度升高，容易达到环氧乙烷的分解爆炸温度；如环氧乙烷泵的叶轮安装不正，会发生擦壁，也能使设备局部温度升高达到环氧乙烷物料分解和爆炸温度。

3 毒性、低温危害性分析

3.1 毒性危害因素分析

根据《职业性接触毒物危害程度分级》（GB5044-85），环氧乙烷的毒性程度为高度危害。环氧乙烷具有中枢神经抑制作用、皮肤、眼黏膜刺激和原浆毒作用。急性中毒：患者有剧烈的博动性头痛、头晕、恶心、呕吐；较重者全身肌肉颤动、出汗、神志不清，以至昏迷。化验可见淋巴细跑增多，肝脏解毒功能障碍等。皮肤接触迅速发生红肿，数小时后起泡，反复接触可致敏。慢性影响：长期少量接触可见有神经衰弱综合症和植物神经紊乱。为“人类致癌物”。

环氧乙烷储罐正常运行时为密闭系统，不会产生毒性危害，若出现意外泄漏情况，泄漏环氧乙烷可对周围人员产生毒性危害。

3.2 低温伤害

环氧乙烷球罐区存在液化环氧乙烷，若出现意外泄漏，液化环氧乙烷在挥发过程中大量吸热，使周围环境温度急剧下降，可能对附近操作人员造成低温伤害。

4 挪威船级社（DNV）过程危险分析法（PHAST）对环氧乙烷球罐发生爆炸进行事故后果预测

通过采用PHAST软件对500m3环氧乙烷球罐进行爆炸事故后果预测和风险分析得知，该球罐若发生爆炸事故，其预测伤害半径相对较大，但是球罐技术已经非常成熟并得到普遍运用，风险控制和安全运行的经验都较丰富，而且运行过程中在严格执行规范、规程的情况下其出现上述极端情况的概率也极低。

5 安全措施

5.1 工艺技术

（1）球罐在4kg/cm2（a）氮封条件下操作，以控制球罐中的环氧乙烷蒸气压在爆炸限之下。球罐放空气送至再吸收塔回收环氧乙烷。

（2）对受内压的设备和管道上设置安全阀等泄压设施，若系统超压，通过安全阀泄放，确保系统安全。

（3）环氧乙烷罐区按规范要求设置防火堤。

（4）在泵出口管道上设置止回阀，防止物料倒流造成事故。

5.2 设备

（1）环氧乙烷球罐材质为碳钢，罐内侧做抛光、打砂等处理，以避免环氧乙烷与铁锈发生聚合反应。

（2）较高浓度环氧乙烷设备的安全阀前设爆破片，爆破片入口管道设氮封，且安全阀的出口管道充氮。

（3）液化烃泵不得使用皮带传动。

（4）环氧乙烷管道材质采用不锈钢。

（5）工艺设备、管道及仪表等的连接处做密封处理，设备及管道进行保冷设置。

（6）在罐区的扶梯入口处设置消除人体静电的装置。

5.3 自动控制

（1）环氧乙烷罐区通过DCS及SIS系统来实现自动控制及安全联锁保护。设置UPS电源。

（2）输送环氧乙烷的泵设有防止空转和无输出运转的措施，并设泵内液体超温报警和自动停车的联锁设施。

（3）环氧乙烷球罐本体上部设置就地和远传压力表，并单独设压力高限报瞥。

（4）环氧乙烷球罐设置高液位报警器和高高液位联锁；必要时应加设低液位报警器。

（5）在可能出现可燃气体泄漏的场所安装可燃气体检测报警器，报警信号送至控制室。

（6）在现场设置（防爆）手动报警按钮、（防爆）声光讯响器。

（7）设置工作接地、保护接地、仪表接地、防静电接地、防雷接地及火灾报警系统接地，且共用一套接地装置。

5.4 消防

（1）罐区周围设DN400稳高压环状消防水管线，并设消火栓。

（2）在环氧乙烷球罐上设置了水喷雾消防冷却系统。

（3）设置手提式干粉灭火器和推车式干粉灭火器。

5.5 职业危害对策措施

（1）设置可燃气体报警设施，一旦发生危险有害泄漏可及时报警，使操作人员及时采取相应的措施。

（2）在有毒、有害场所中的适当地方设置洗眼器，由生活饮用水保证其水的供应，水温控制在15℃～20℃之间。危险点离事故淋浴洗眼器的最远行走距离不超过15m。

6 结论

分析环氧乙烷储存球罐存在的火灾爆炸危险性、中毒及低温危害性，并运用DNV软件对环氧乙烷球罐发生爆炸的后果进行预测，列出消除、预防或减弱工程危险性、提高工程安全运行等级的对策措施，可为环氧乙烷储存球罐的安全设计、生产运行以及日常管理提供依据，严格贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针。