专家简介：王林元，男，年毕业于四川大学应用化学专业，现担任西南石油大学化学化工学院副院长、四川省危险化学品协会秘书长。。
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阅读前思考：
危险化学品安全整理的主要内容有哪些？
化工事故多米诺效应是怎么回事？
phast软件有哪些功能？
液气分离器点火装置热辅射影响范围如何计算？
毒害物质在大气中扩散后受哪些因素影响？如何计算？
有哪几种方法处理爆炸冲击波产生的超压？
※危化安全生产三年行动计划
危险化学品安全整治主要内容：
①贯彻落实《关于全面加强危险化学品安全生产工作的意见》具体方案，推动各项制度措施落地见效。
②完善和落实危险化学品企业安全风险隐患排查治理导则，分级分类排查治理安全风险和隐患，年底前涉及重大危险源的危险化学品企业完成安全风险分级管控和隐患排查治理体系建设。
③督促指导各地区制定完善新建化工项目准入条件及危险化学品"禁限控"目录，研究企业生产过程危险化学品在线量减量技术路线、储存量减量方案，严格控制涉及光气等有毒气体、硝酸铵等爆炸危险性化学品的建设项目。
④是积极推广应用泄漏检测、化工过程安全管理等先进技术方法，年底前所有涉及硝化、氯化、氟化、重氮化、过氧化工艺装置的上下游配套装置必须实现自动化控制。
⑤完善落实城区危险化学品生产企业关停并转、退城入园等支持政策措施，年底前完成城镇人口密集区中小型企业和存在重大风险隐患的大型危险化学品生产企业搬迁工程，并持续推进其他有关企业搬迁改造。
《关于全面加强危险化学品安全生产工作的意见》
强化安全风险管控：
（一）深入开展安全风险排查。
●《化工园区安全风险排查治理导则（试行）》和《危险化学品企业安全风险隐患排查治理导则》等相关制度规范；
●“红、橙、黄、蓝”四级，突出一、二级重大危险源和有毒有害、易燃易爆化工企业；
●按照“一企一策”“一园一策”原则，实施最严格的治理整顿强化安全风险管控：
（二）推进产业结构调整。
●坚持全国“一盘棋”，严禁已淘汰落后产能异地落户、办厂进园，对违规批建、接收者依法依规追究责任
（三）严格标准规范。
●整合化工、石化和化学制药等安全生产标准，解决标准不一致问题，建立健全危险化学品安全生产标准体系强化全链条安全管理：
（四）严格安全准入。
●新建化工园区由省级政府组织开展安全风险评估、论证并完善和落实管控措施。
●涉及“两重点一重大”的危险化学品建设项目由设区的市级以上政府相关部门联合建立安全风险防控机制。
强化全链条安全管理：
（五）加强重点环节安全管控。
●年年底前实现涉及“两重点一重大”的化工装置或储运设施自动化控制系统装备率、重大危险源在线监测监控率均达到%。
●加快完善油气输送管道地理信息系统，强化油气输送管道高后果区管控。
●加强涉及危险化学品的停车场安全管理，纳入信息化监管平台。
强化全链条安全管理：
（六）强化废弃危险化学品等危险废物监管。
●年年底前实现涉及“两重点一重大”的化工装置或储运设施自动化控制系统装备率、重大危险源在线监测监控率均达到%
●加快完善油气输送管道地理信息系统，强化油气输送管道高后果区管控。
●加强涉及危险化学品的停车场安全管理，纳入信息化监管平台。
专项一：实施方案
1.严格高风险化工项目准入条件。
●年底前制定出台新建化工项目准入条件;
●年底前,设区的市要制定完善危险化学品“禁限控”目录，对涉及光气、氯气、氨气等有毒气体(以下简称有毒气体)，硝酸铵、硝基服、氯酸铵等爆炸危险性化学品的建设项目要严格控制；
●严禁已淘汰的落后产能异地落户和进园入区
●支持危险化学品生产企业开展安全生产技术改造升级,依法淘汰达不到安全生产条件的产能。
制定目的：为加强危险化学品安全专项整治，根据《全国安全生产专项整治三年行动计划》，制定本实施方案。
主要内容：一、整治目标；二、主要任务；三、时间安排；四、保障措施。
一HAZOP分析
什么是HAZOP？
HAZardandOPerabilityStudy危险（害）与可操作性研究。
HAZardandOPerabilityAnalysis危险（害）与可操作性分析。
事故模型
借鉴一个设计：
二LOPA、SIL分析
安全生命周期
什么是LOPA？
1）LOPA是一种定量的风险评估技术。通常用初始事故频率、后果严重程度和独立保护层（IPLs）失效概率的数量级大小来近似表征场景的风险。
2）LOPA的主要目的是确认是否有足够的保护层来防止意外事故的发生（风险是否能够容忍）。通过对现有保护措施的可靠性进行量化的评估，确定其消除或降低风险的能力。
3）LOPA的应用一般是在定性危害评估(如HAZOP、PHA)之后，用定性危害审核小组识别的情形进行。
从而内核遭受外侵的风险就大大降低！
三多米诺效应
化工事故多米诺效应
事故多米诺效应定量分析
四Phast软件简介
PHAST软件的全名是工艺危险源分析软件工具（ProcessHazardAnalysisSoftwareTool）。其主要功能是通过软件中的数学模型模拟和预测由油气所产生的安全事故的危险后果和影响，这其中包括：
·闪火；
·喷火；
·池火；
·火球；
·爆炸；
·有毒气体扩散等。
Phast窗体结构
Phast主操作菜单
Phast窗体及图标
Phast插入图标
建模-选择分析模型
建模-单位选择
建模-参数输入主窗体
建模-参数输入主窗体
建模-添加新物料
建模-添加混合物料
建模-后果情景选择
建模-容器泄漏类型
建模-分析对象位置
建模-容器边界条件
建模-燃烧类型
建模-室内毒性计算
建模-爆炸类型选择
建模-泄漏参数设定
建模-喷射火
插入装置平面布置图
运行模型
批运行和天气设置
液气分离器点火装置热辐射影响范围计算
液气分离器点火装置热辐射影响范围计算
易燃易爆、有毒气体泄漏扩散影响范围考察指标：
油气爆炸极限评定浓度如下：
1/2的爆炸下限（50%LEL）：ppm
爆炸下限（LEL）：ppm
爆炸上限（UEL）：5.1E+5ppm
天然气爆炸极限评定浓度如下：
1/2的爆炸下限（50%LEL）：2.2E+4ppm
爆炸下限（LEL）：4.4E+4ppm
爆炸上限（UEL）：1.65E+5ppm
毒气扩散影响范围，以硫化氢为例，根据空气中硫化氢浓度对人体生理的影响，可以设定10ppm、20ppm、ppm。
计算结果
PHAST运行后图片中的效果图
运行-书面报告输出
PHAST帮助
Phast窗体结构
使用软件计算取值思考
●泄漏模型
●气体经小孔泄漏模型；
●液体经管道泄漏模型；
●液体经管道上小孔泄漏；
●储罐中的液体经小孔泄漏模型；
●两相流泄漏模型等……
1.可燃气体泄漏
可燃气体泄漏后与空气混合达到燃烧极限时，遇到引火源就会发生燃烧或爆炸。泄漏后起火的时间不同，泄漏后果也不同。
a）立即起火。可燃气体从容器中往外泄出时即被点燃，发生扩散燃烧，产生喷射性火焰或形成火球，它能迅速的危及泄漏现场，但很少会影响到厂区的外部。
b）滞后起火。可燃气体泄出后与空气混合形成可燃蒸气云团，并随风飘移，遇火源发生燃烧或爆炸，能引起较大范围的破坏。
2.有毒气体泄漏
有毒气体泄漏后形成云团在空气中扩散，有毒气体的浓密云团将笼罩很大的空间，影响范围大。
3.测量范围及报警值设定
一般情况下，泄漏的液体在空气中蒸发而生成气体，泄漏后果与液体的性质和储存条件（温度、压力）有关。
1）常温常压下液体泄漏。这种液体泄漏后聚集在防液堤内或地势低洼处形成液池，液体由于池表面风的对流而缓慢蒸发，若遇引火源就会发生池火灾。
2）加压液化气体泄漏。一些液体泄漏时将瞬时蒸发，剩下的液体将形成一个液池，吸收周围的热量继续蒸发。液体瞬时蒸发的比例决定于物质的性质及环境温度。有些泄漏物可能在泄漏过程中全部蒸发。
3）低温液体泄漏。这类液体泄漏时将形成液池，吸收周围热量后蒸发，蒸发量低于加压液化气体的泄漏量，高于常温常压下液体的泄漏量。
无论是气体泄漏还是液体泄漏，泄漏量的多少都是决定泄漏后果严重程度的主要因素，而泄漏量又与泄漏时间长短等因素有关。
物质量的确定
国家应急管理部要求：重大危险源的危险化学品罐区必须设置紧急停车（紧急切断）功能。
《石油化工可燃和有毒气体检测报警设计标准》（GB/T-）
可燃气体浓度报警仪保护半径5米，液体或气体泄漏后，扩散至浓度报警仪检出时间可用扩散时间确定，泄漏量根据时间和泄漏尺寸确定。
五泄漏扩散计算
●扩散模型用于描述事故释放后由释放源开始向其他地点击大范围区域的大气输送过程。释放发生后，大气中的毒害物质在风作用下以烟羽方式（连续源，图5-1）、或云团方式（瞬时源，图5-2）带走。
●多个因素影响着毒害物质在大气中的扩散：风速；大气稳定度；地形条件（建筑物、地面类型、地面构筑物）；释放源离地面的高度；释放的初始动量和浮力。
1.风
1.风
物质连续泄漏形成烟羽
2.大气稳定度
大气稳定度与空气的垂直混合有关，昼间，空气温度随高度增加而下降，地面处受热密度变小（蒸腾），向上运动；夜晚，空气温度随高度增加下降不多，垂直运动较少。此外，由于土壤、地表导热系数大，夜间无太阳辐射，地面附近空气温度要降低，空气密度变大，垂直方向运动较小。
●稳定度划分：不稳定、中性和稳定
●划分标准：对地面加热速度与地面散热速度相对快慢
●A：加热速度＞地面散热速度地面附近的空气温度比高处的空气温度高，地表附近空气的密度小，上层空气密度大，密度小的空气在这种浮力作用下上升，导致大气不稳定。[晴天上午9、10点后，肉眼会观测到地表升腾；春秋早晨水雾消散]。F浮＞F重
●B：加热速度=散热速度。热量对大气扰动很小，但很难长久保持。F浮=F重
●uC：加热速度＜散热速度。地面附近的温度比高处空气的温度低，地表附近空气密度大于高处空气的密度。F浮＜F重。重力影响抑制了大气机械湍流。
3.地面条件
地面条件：影响地表的机械混合和随高度变化的风速：
●地面条件通过对大气施加曳力（摩擦力）改变风速分布及大小。
●平坦的地面、水面等曳力小。
●高层建筑、密集建筑群等曳力、起作用的范围均比较大。
4.释放高度
对地面浓度的影响很大。释放高度越大，地面浓度越低。
随着泄漏高度的增加，烟羽达到地面的时间和距离均增加；此外，烟羽到达地面时的浓度也会更低，原因是烟羽被更多的稀释。
5.释放物质的浮力和动量
释放物质的浮力和动量改变了泄漏的有效高度；释放物质的物化性质决定了扩散影响的区域和程度。
●喷射气体动量将气体带到释放点上方高处，使有效释放高度更高。
●气体喷出后根据气体物化性质（ρ，μ，D）等导致气体是（上浮还是下沉）及其快慢。
●经过一定时间在空气里传播后，释放的气体被充分稀释混合，与局部大气环境物化性质一致，变为中性浮力气体。
2中性浮力扩散模型
●中性浮力扩散模型用来估算释放后所释放出的气体与空气混合，导致混合气体具有中性浮力后下风向各处的浓度；适用于低浓度气体，如浓度10-6量级。
●见图5-1和5-2，经常有两种中性浮力蒸气云扩散模型：烟羽（连续源释放）和烟团模型（瞬时释放）。烟团模型可用来描述烟羽；对涉及动态烟羽的研究（如风向变化），须使用烟团模型。
Kt：湍流扩散系数，取决于大气湍流程度、地形条件等
对式（5-3）可给定适当的初始条件（t=0的条件）和边界条件（释放到大气后一定距离处浓度不受释放源影响的大气条件，如离源50m、m除不受影响）
B：简便有效的处理方法
解决办法：
3重气扩散
一、重气：气体密度大于周围空气密度的气体。
图片一：
图片二：
图片三：
图片四：
图片五：
六火灾和爆炸
■T=T闪：产生足够蒸汽，蒸汽与空气混合成可点燃混合物的最低温度。
■T=T自燃：液体燃料上方的蒸汽一经点燃便能持续燃烧的最低温度。
■可燃区域
●CUFL：不燃烧，由于氧化剂过少，一旦燃烧可能把氧化剂消耗完而不再燃烧
●Cuflspan=""：不燃烧，由于燃料太少，一旦燃烧可能把燃料消耗完而不再燃烧。
●闪点和燃烧极限不是物性参数，而由所使用的特种试验仪器和方法定义的。
1.燃烧与爆炸
热量燃烧速度-燃烧-采用焓变
辐射传热-导热系数=f（T）
2.爆炸-采用内能变化量
3.爆炸计算
压力容器爆炸时，能量向外释放时以冲击波能量、破片能量和容器残余变形能三种形式表现出来，但后两者所消耗的能量只占释放总能量的3%~15%，即绝大部分的能量以冲击波的形式释放，故压力容器物理爆炸的危险性计算的关键在于确定爆炸能量。容器的爆炸能量一旦确定，即可将其折算成标准TNT炸药的能量，然后可以套用点源TNT爆炸时爆炸场参数计算公式或模型计算，并进行毁伤效应的评估。
2.点源化学爆炸的计算模型
1）化学爆炸的基本特征在一般工厂中经常发生的爆炸事故多为压力容器的物理爆炸及物质的化学爆炸。从统计的结果来看，化学爆炸事故的数量更多，造成的危害也更大，因此，这里主要讨论化学爆炸问题。炸药的化学爆炸过程有如下三个基本特征：极快的反应速度，反应的放热性，生成气体产物。这构成了爆炸反应的“三要素”。
2）凝聚态化学物质爆炸凝聚态化学物质（如固、液态炸药）爆炸时，首先在炸药内部发生爆轰。爆轰的过程可以采用等容瞬时假设和接近实际的C-J爆轰模型进行描述。当炸药内部爆轰完成后，将在炸药周围的空气中形成爆炸冲击波。
空气冲击波包括正压区、负压区。对应地，就有正向比冲量与负向比冲量；正向作用时间（正压作用时间）与负向作用时间（负压作用时间）等。
目前，人们主要用冲击波超压（冲击波最大压力与外界空气压力之差）、正向比冲量及正压作用时间三项参数来描述凝聚态物质爆炸后的空气冲击波。
利用上述方法，同样可以处理下述几种情形的爆炸冲击波的超压：
②炸药在刚性地面爆炸（如岩石、混凝土等）时的情形。③普通地面（如沙土、黏土等）爆炸的情形。
④炸药在坑道里爆炸的情形。
⑤直列装药的情形。
b）爆炸冲击波正压作用时间
c）爆炸冲击波比冲量
说明：本文内容是经燕化工平台根据王林元先生在“石油化工数字化罐区高峰论坛暨第三届全国石油化工储运罐区测量控制与安全管理技术交流大会”上发表的大会报告所整理，转载请注明出处，如未经许可或未注明出处，将追究法律责任。
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