引言
　　氯化氫是通過氯氣與氫氣在合成爐內燃燒合成，再經過水吸收制成不同濃度的鹽酸產品。氯化氫合成的生產裝置具有易燃、易爆、有毒、有害、接觸腐蝕性化學物品的特點[1]。氫氣是易燃、易爆氣體，極易自燃，在800℃以上或點火時則放出青白色火焰、發生猛烈爆炸而生成水，因而安全要求是很高的。氫氣和空氣混合氣的爆炸區間為含氫量在4.1%~74.2%(體積)。氫氣和氧氣混合氣體的爆炸區間為含氫量在4.5%~95%(體積)。氫氣和氯氣混合氣體的爆炸范圍為含氫星在3.5%一97%(體積)[2]。氫氣和空氣的混合氣的燃點為510℃，與氧氣的混合氣的燃點為450℃。可見，在氯化氫合成裝置中，火災爆炸危險性是十分突出的一種危害，正確判斷其火災危險性程度，對于預防火災事故的發生、制定相應的安全措施以及達到安全生產是十分重要的。本文應用特別適合于評價化工過程火災爆炸危險的道(Dow)化學公司火災、爆炸危險指數評價方法對該合成爐裝置進行評價。
　　1簡介
　　1.1道(DOW)火災爆炸指數法
　　1964年，美國道化學公司(Dow'sChemicalCo.)提出了以物質指數作為系統安全工程的評價方法[2,3,4]。以已往的事故統計資料及物質的潛在能量和現行安全措施為依據，對工藝裝置及所含物料的實際潛在火災、爆炸和反應危險性進行定量分析評價。道氏火災爆炸指數法是目前世界上普遍采用的一種風險評價方法，其最大特點是用經濟損失的大小來反映生產過程的火災爆炸危險程度。道火災爆炸指數評價法從推出第4版以來，技術日臻成熟。經過多年的發展，1993年，又推出了最新的道氏火災爆炸指數法第7版[4,5]。
　　火災、爆炸危險指數評價法主要用于評價儲存處理和生產易燃、可燃、活性物質的操作過程，也可用于分析污水處理設施、公用工程系統、管路、整流器、變壓器、鍋爐、熱氧化器以及發電廠一些單元的潛在損失[5]。
　　評價計算程序(如圖1所示)分為十大步驟:
　　(1)確定評價單元;
　　(2)求取單元內的物質系數(MF);
　　(3)按單元的工藝條件求取一般工藝危險系數(F1)和特殊工藝危險系數(F2);
　　(4)用一般工藝危險系數和特殊工藝危險系數相乘求出工藝單元危險系數(F3);
　　(5)將工藝單元危險系數與物質系數相乘，求出火災、爆炸危險指數(F&E1);
　　(6)用火災、爆炸危險指數求出單元的暴雷區域半徑，并計算暴露面積;
　　(7)查出單元暴露區域內所有設備的更換價值確定危害系數，求出基本最大可能財產損失(MPPD);
　　(8)應用安全措施補償系數乘以基本MPPD,確定實際MPPD;
　　(9)根據實際最大可能財產損失，確定最大損失工作日(MPDO);
　　(10)用停產損失工作日MPDO確定停產損失(B1)。

 

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　　1.2氯化氫合成工藝概況
　　氯化氫合成裝置是某化工廠離子膜電解生產燒堿裝置的后續裝置。來自上游工段的氫氣及氯氣經節流控制，以1.0:1.05~1.10的比例在石英套筒式燃燒爐內混合燃燒。合成后的氯化氫氣體中心溫度在1000℃以上，爐壁溫度也可達400~500℃。其中涉及到的主要物質為氯氣、氫氣、氯化氫及空氣等。
　　2氯化氫合成裝置火災爆炸危險指數評價
　　2.1評價單元選擇
　　火災爆炸危險指數法用于進行化工工藝危險性評價時，首先要選定研究對象，對整個生產區域，可將其劃分成許多在事故中相對獨立的單元。單元通常指生產裝置的一部分，在工藝上有獨立性。在此選取氛化氫合成爐作為評價單元。
　　2.2物質系數(MF)
　　物質系數是計算火災、爆炸指數和進行事故損失評價的一個基本數據，它表示物質在由燃燒或其他化學反應引發的火災爆炸中釋放能量大小的內在特性。裝置中的主要危險物質為氯氣、氫氣和氯化氫氣體。在正常倩況下反應器內只有氯化氫氣體它既無化學活性又無燃燒性。但是，偶爾的失誤會造成熄火使反應過程中止，導致工藝單元中充滿了反應物，造成氯化氫合成反應爐的爆炸危險。所以，反應器必須設計爆炸泄壓裝置。物質系數取兩種反應物中較高的一個，氫氣是21，氯氣是1，則該單元物質系數為21。
　　2.3一般工藝危險系數(F1)及特殊工藝危險系數(F2)
　　一般工藝危險指那些在事故損失中的基本影響因素，包括6項內容(參見表1)。每項內容的系數選取方法在道氏法中均有較明確的說明。一般工藝危險系數F1為基本系數與所有選取系數之和。
　　特殊工藝危險是影響事故發生概率的基本因素，包括12項內容。表1中給出了評價單元的有關系數值。特殊工藝危險系數F2等于基本系數與各項系數之和。

 

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　　2.4單元工藝危險系數(F3)
　　單元工藝危險系數(F3)是一般工藝危險系數(F1)和特殊工藝危險系數(F2)的乘積，即F3=F1×F2。
　　2.5火災、爆炸指數(F&E1)
　　計算火災、爆炸指數，用以估計生產中事故可能造成的破壞。該指數是單元工藝危險系數(F3)和物質系數(MF)的乘積，即F&E1=F3×MF(見表1)
　　2.6暴露區面積
　　單元破壞系數DF是由單元工藝危險系數(F3)和物質系數(MF)確定的。它代表了單元中燃料泄漏或反應能量釋放所引起的火災、爆炸事故的綜合效應，即破壞程度。由F3值和MF值查圖求取，破壞系數值列于表2中。影響半徑代表了影響區域的大小，在這個區域內的設施、設備會在火災、爆炸事故中遭受破壞。火災爆炸事故視為全方位擴散的立體圓柱形破壞。確定影響半徑的方法是:0.84×火災爆炸指數(F&E1)值，其值列于表2中。暴露區域面積為影響半徑的圓形區域，計算值見表2。
　　2.7基本最大可能財產損失(基本MPPD)
　　暴露區域內的財產損失價值表示發生火災爆炸事故時，影響區域內可能遭受破壞的全部設備、設施的財產價值(稱為更換價值)，同時，還應包括影晌區域內易損失的產品嚷物料的價值(以儲罐滿載時計算)。依據暴露區域內的財產損失價值，可以求取基本最大可能財產損失(基本MPPD)，計算結果見表2。

　　2.8實際最大可能對產損失(實際MPPD)
　　實際最大可能財產損失，表示在采取適當的安全措施后事故可能造成的最大損失。實際最大可能則產損失(實際MPPD),通過安全措施補償系數和基本最大可能財產損失可以計算，結果列于表2中。安全補償系數包括工藝控制措施補償系數(C1),隔離措施補償系數(C2)和防火措施補償系數(C3),取值都有明確的規定，在此不詳述。
　　2.9最大可能損失工作日(MPDO)
　　通過查圖，由實際最大可能財產損失可以得到最大可能損失工作日(MPDO)。
　　2.10停產損失(B1)
　　停產損失(B1)可由下式計算:B1=(MPDO/30)×VPM×0.7(百萬美元)。其中，VPM為月產值。0.7為固定成本和利潤系數，見表2。
　　3危險性評價結論及安全措施
　　3.1危險性評價結論
　　通過上述計算過程可看出，氯化氫合成裝置火災爆炸危險性指數為166.95，火災爆炸危險性等級為非常大。火災爆炸事故造成的后果主要通過經濟損失來描述。經濟損失包括兩方面:一是事故造成的直接財產損失，用實際最大可能則產損失表示;二是因停產帶來的損失。上述計算結果中兩項損失之和約為兩百多萬美元，數目較大，損失比較嚴重。這與計算的火災爆炸指數危險性等級也是相對應的。應當采取相應的措施，降低發生事故的可能性，防止造成經濟損失以及發生人員傷亡事故。
　　3.2安全措施
　　(1)增加安全措施，增強已有安全設施的功效，提高生產過程的自動化水平加強安全監察與管理，盡量降低單元安全措施補償系數值。
　　(2)防止火災爆炸事故的發生，應當正確控制合成反應的氯氫配比。反應時氯與氫的配比應為1:1.05~1.1;一旦發生比例失調，均會發生事故。同時，應確保事故處理裝置的完好，防止連帶事故如氯氣泄漏事故的發生。
　　(3)在開停車時應注意:點爐前必須認真檢查設備、管線、閥門，確信進爐氫氣、氯氣管線上所有閥門嚴閉;檢查爐頂防爆膜是否堅挺、有效，防雨遮蓋嚴密;檢查燃燒器，確保其完好;氫氣管網試壓，確認其不漏;氫氣系統用氮氣進行置換;合成妒看火現鏡清晰透亮;檢查水夾套或水蒸汽爐水源是否正常(排除剩氣)。這些均可陽氏事故的發生概率。
　　(4)系統檢修若需動火必須遵循以下原則:氫氣管道、合成爐動火屬一級動火，需經安全部門及廠部審批;其余部位動火屬二級動火，需經車間主任審批;系統動火前必須拆除爐頂防爆膜、進爐的氫氣及氯氣管道上器盲板，拆掉爐頂，停止尾氣鼓風機等;在動火部位有良好接地(防止靜電作用)現場有專人監護并淮備好1211滅火器等消防器材;若需進入合成爐補焊，還要辦理進入容器的申請手續如動火部位較高，還需辦理登高作業申請手續。同時，參與人員應做好個體防護。
　　(5)加強操作員工的安全及技術崗位培訓，提高工人的操作水平及安全意識，注意安全管理措施的落實。根據多年的工作經驗，必須對員工進行全面、系統的安全維護技能倍訓，嚴格執行人員管理、監督制度。不斷提高操作人員的素質也是降低危險性、避免事故發生和擴大的有效措施之一。再完美的設計也不可能完全避免由人為疏忽、錯誤引起的損害，簡而言之，安全管理對策措施就是建立安全管理制度、提高操作人員和管理人員的索質。具體的內容包括安全倍訓、檢查和維修制度、定期安全審查、建立救護組織機構、制定事故應急計劃等等。
　　參考文獻
　　[1]中國化工安全衛生技術協會，化學工業部技術監任司編.抓喊生產安全操作與事故北京:化學工業出版社,1995
　　[2]棄學品編.化工過程危險性分析.北京:化學工業出版社，2000
　　[3]閃淳昌主編.建設項目(工程)勞動衛生預評價指南.大連:大連海事出版社,1999
　　[4]昊宗之.高進東，魏利軍.危險評價方法及應用.北京:冶金工業出版社，2001
　　[51國家安全生產監督管理局主編.安全評價.北京:煤炭工業出版社.2002