1.引言

环氧丙烷（PO）是除了聚丙烯和丙烯腈之外的第三大丙烯衍生物，是重要的基础有机化工合成原料[1]。其化学性质较为活泼，易开环聚合，与水、氨、醇、二氧化碳等反应，生成相应的化合物或聚合物[2]；属低毒类物质；易燃易爆，其沸点为34.24℃（101kPa），闪点为-37℃，爆炸极限为2.8～37.0（V/V%）。

目前工业上对环氧丙烷的储存，常采用降温常压储存及带压储存两种方式。其中降温常压储存采用常压储罐，将环氧丙烷的温度控制在15℃-25℃以下，罐内压力控制在800Pa-1400Pa。而带压储存采用球罐，将环氧丙烷的温度控制在45℃以下，球罐的设计压力一般为0.5MPa。

然而环氧丙烷聚集的罐区常存在泄漏问题的发生，其原因包括：管道与罐体、管道与管道连接处发生的泄漏；罐体自身出现破损，造成的泄漏等。泄露一旦发生，易挥发的环氧丙烷将处于氧气充足环境中，若遇点火源易引发火灾，造成人员伤亡、财产损失、环境污染、影响社会治安等危害[3]。因此利用FHAST，对环氧丙烷储罐进行事故后果模拟分析，提出经济、合理、有效的对策措施，为保证罐区安全有重大的意义。

2.事故后果分析软件及分析流程

(1)PHAST软件(Process Hazard Analysis Software Tool)

近年来，依据不同的数学扩散模型，用计算机编制了很多泄漏扩散模拟软件。这些软件可以模拟危险化学品泄漏后，在空气中的扩散路径及其浓度，从而确定发生火灾、爆炸或毒性事故的影响范围，比如挪威船级社（DNV）开发的PHAST软件、壳牌公司（SHELL）开发的FRED软件，荷兰应用技术研究院（TNO）开发的DAMAGE软件等，本次事故后果分析中，采用了DNV的PHAST软件[2-4]。

DNV公司在安全管理和技术评价领域具有权威地位，其开发的PHAST软件拥有20年的工业应用经验。利用该软件可以准确地预测环氧丙烷泄漏后在特定天气状况和地理条件下的扩散状况，计算得到在不同距离上环氧丙烷的浓度、喷射火辐射通量、池火辐射通量和爆炸超压。

(2)分析流程

环氧丙烷既有毒性又易燃易爆，若环氧丙烷储罐发生泄漏，基本限制在防火堤内，如遇点火源将发生池火灾事故，可能对暴露人员或财产造成危害。若未被点燃，随着环氧丙烷蒸发，甲环氧丙烷蒸汽的扩散将会引起周边人员中毒事故的发生，当与空气混合形成爆炸性混合物，遇点火源或高热就可能发生蒸气云爆炸。

假定环氧丙烷储罐发生泄漏，输入数据后应用不同的模型进行计算，得出火灾、爆炸及毒性事故的影响范围，其过程如下：

①输入参数。在Phast软件的Weather模块中按当地气候特征输入天气参数。

②建模。在Phast软件的Models模块中建立环氧丙烷储罐小孔泄露模型，并在软件中输入“物质、温度、压力、孔径”等数据。

③事故情景后果计算。运行软件，得到储罐内环氧丙烷泄漏、扩散后，发生火灾（如池火灾、火球、喷射火、闪火等）、爆炸（如早期爆炸、晚期爆炸等）、中毒等情景事故的报告和图形，从报告和图形中可以得到事故后果的影响程度和范围。

3.环氧丙烷泄漏事故分析

(1)基本数据

①环氧丙烷储罐基本数据。体积：1000m3；充装系数：0.85；贮量705.5t；操作压力0.03MPa；操作温度：常温；防火堤面积：900m2。

②泄漏数据。泄漏孔直径设定为：25mm；泄漏时间：30min。

③大气状况。大气温度：303K；大气压力：Pa；地表粗糙度系数：0.1；相对湿度：0.70；大气稳定度：D；全年频率：62.22%，全年平均风速：3.0m/s。

(2)事故分析结果

环氧丙烷储罐发生小孔泄漏（25mm），可能产生的事故情景有火灾、爆炸和中毒，具体如下：

①火灾

A.喷射火。以环氧丙烷储罐为原点，25mm小孔环氧丙烷泄漏，半径在17.75m范围内的人员100%死亡，半径在17.75～22.98m范围内的人员1%死亡，半径在22.98～31.16m范围内的人员0.1%死亡。

表1 环氧丙烷储罐小孔泄漏：喷射火不同热辐射强度对人员的伤害

图1 环氧丙烷储罐泄露：喷射火致死率半径图

表2 环氧丙烷储罐小孔泄漏：闪火不同浓度对人员的伤害

图2 环氧丙烷储罐小孔泄漏：下风向闪火区域示意图

B.闪火。以环氧丙烷储罐为原点，25mm小孔环氧丙烷泄漏，环氧丙烷浓度达到爆炸下限（ppm）的下风向最大影响距离为9.24m，环氧丙烷浓度达到爆炸下限浓度一半（9500ppm）的下风向最大影响距离为23.44m。

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