道化学评价法

道化学评价法一、概述（DowChemicalCompany，FireandExplosionIndex）1、名称道化学火灾、爆炸危险指数法2、创立时间1964年（第1版）1993年（第7版）3、定量依据已往事故的统计资料、物质的潜在能量和现行安全防火措施的状况，定量地对工艺装置及所含物料的实际潜在火灾、爆炸和反应危险性。生产装置危险分析汇总表国家地区部门场所位置生产单元操作类型评价人生产单元总替评价值日期工艺单元主要物质物质系数火灾、爆炸指数F&EI基本MPPD实际停工天数MPDO停产损失BI二、评价目的及适用范围1、评价目的•客观地量化潜在火灾、爆炸和反应性事故的预期损失；•找出可能导致事故发生或使事故扩大的设备；•向有关部门通报潜在的火灾、爆炸危险性；•使有关人员了解各工艺部门可能造成的损失，以此确定减轻事故严重性和总损失的有效、经济的途径。2、适用范围•储存、处理、生产易燃易爆、可燃、活性物质的操作过程•污水处理设备（设施）、公用工程系统、管道系统、变压器、发电设备、锅炉、热氧化器等工艺单元三、评价程序计算安全措施补偿系数C1×C2×C3确定暴露区域内财产更换价值确定工艺单元危险系数F3=F1×F2计算一般工艺危险系数F1计算特殊工艺危险系数F2确定基本最大可能财产损失确定实际最大可能财产损失确定停工天数确定停产损失确定火灾、爆炸指数F&EI=F3×MF确定暴露面积选取工艺单元确定物质系数MF确定危害系数评价程序十大步骤1.确定评价的工艺单元。2.求取单元内的物质系数MF。3.按单元的工艺条件，选用适当的危险系数；得出一般工艺危险系数和特殊工艺危险系数。4.用一般工艺危险系数和特殊工艺危险系数相乘，求出工艺单元危险系数。5.将工艺单元危险物质系数相乘，求出火灾、爆炸危险指数（F&EI).评价程序（续）6、用火灾、爆炸指数查出单元的暴露区域半径，并计算暴露面积。7、查出单元暴露区域内的所有设备的更换价值，并确定破坏系数，求出基本最大可能财产损失MPPD。8、应用安全措施补偿系数乘以基本MPPD，确定实际MPPD。9、根据实际最大可能财产损失，确定最大可能工作日损失（停工天数）（MPDO）。10、用停产损失工作日MPDO确定停产损失。四、所需资料•准确的装置（生产单元）设计方案；•工艺流程图；•有关工艺设备及安装成本表；•道氏7版火灾、爆炸指数（F&EI)评价表；•道氏7版火灾、爆炸指数计算表；p198，表9-3•安全措施补偿系数表；表9-4•工艺单元风险分析汇总表；表9-5•生产单元风险分析汇总表。表9-6一、生产单元与工艺单元（1）生产单元包括化学工艺、机械加工、仓库、包装线等在内的整个生产设施。（2）工艺单元工艺装置的任一主要单元。（3）恰当工艺单元（简称工艺单元）从损失预防角度来看对工艺有影响的工艺单元。二、选择恰当工艺单元的重要参数•物质的潜在的化学能（物质系数）；•工艺单元中危险物质的数量；•资金密度；•操作压力与操作温度；•导致火灾、爆炸事故的历史资料；•对装置操作起关键作用的单元。此外还应考虑：（1）物质的数量。对于工艺单元，其易燃、易爆或化学活性物质的最低处理量为2268kg或2.27m3。对于小规模实验在厂，处理易燃、易爆或化学活性物质的数量至少为454㎏或0.454m3。低于该数量，评价的结果可能比实际的危险性增大，出现评价结果的失真；（2）合理划分工艺单元当设备串联布置且相互间未有效隔离，要仔细考虑工艺单元划分的合理性。（3）仔细考虑操作状态和操作时间，以及对F&EI有影响的异常状况。一、有关概念物质系数MF—表述物质由燃烧或其他化学反应引起的火灾、爆炸过程中释放能量的大小的内在特性。MF由NF和NR确定。NF—物质燃烧性NR——化学活性（不稳定性）直接查“物质系数和特性”表（p227附表）物质名称物质系数MF燃烧数HC（10JKg)NFPA闪点（C）沸点（C）NHNFNR乙醛2424.4342-3821乙炔2948.1033-83乙酰基乙醇氨1421.9111179151-153苯1620.2230-1180一硫化碳114.2340-3046二、课堂练习给出下列物质的物质系数MF：1、乙炔2、苯甲醛3、环丁烷4、柴油5、乙烯6、硫化氢7、甲基环已烷8、萘9、硝酸钾三、表外物质的物质系数求取表9-7物质系数取值表p202物质NFPA325M及NFPA49反应性分级VR01234液体、气体（包括挥发固体）的易燃性或可燃性暴露在816℃的热空气Smin不燃的不燃物NF=0114242940FP93.3℃NF=141424294037.8℃＜FP≤93.3℃NF=2101424294022.8℃≤FP37.8℃或FP＜22.8℃且BP≥37.8℃NF=31616242940FP＜22.8℃且BP＜37.8℃NF=42121242940可燃性粉尘或烟雾Si-1（Kst≤200barm.s)1616242940Si-2(Kst=201-300barm.s)2121242940Si-3(Kst＞300barm.s)2424242940可燃性固体厚度＜40mm的密实物质NF=1414242940厚度＞40mm的疏松物质NF=21014242940多孔物质、纤维、粉状物等NF=31616242940NR=0在燃烧条件下仍能保持稳定的物质。1）不与水反应的物质；2）在温度＜300℃-500℃时用差示扫描量热（DSC）测定不显示温升的物质。NR=1自身通常稳定但在加温加压条件下就变得不稳定的物质。1）接触空气、受光照射或受潮发生变化或分解的物质；2）在150℃至300℃间显示温升的物质。NR=2在加温加压下易于发生剧烈化学变化的物质。1）用DSC试验在温度小于150℃显示温升的物质；2）与水剧烈反应或与水形成潜在爆炸性混合物的物质。NR=3本身能发生爆炸分解或爆炸反应，但须要强引发源或引发前必需在密闭状态下加热的物质。1）加温加热时机械冲击敏感的物质；2）不需要加热或密闭，即与水发生爆炸反应的物质。NR=4在常温压下自身易于引起爆炸分解或爆炸反应的物质。若为氧化剂，则NR再加1，但不超过4；对冲击敏感性物质，NR为3或4四、课堂练习一未知可燃液体A的闪点为35℃，其中DTA/DSC温升的最低峰值温度为200℃，试求出该物质的物质系数MF。五、混合物的物质系数求取•如果存在由多种物质组成的混合物，当这些物质的含量基本相同，但物质系数不同时，如果其中物质系数最大的物质浓度在5%以上（质量浓度）、可将最大物质系数作为工艺单元的物质系数。•在工艺单元中，虽然存在由多种物质组成的混合物物，但其中鞭种物质的浓度足够高，一旦发生泄漏、引起火灾、爆炸事故，工艺单元中混合物的性质与高浓度物质的性质十分相似，这时可以用该高浓度物质的物质系数作为工艺单元的物质系数。•单元中虽然存在由多种危险反应物和一种生成物组成的危险性混合物，但由于发生化学反应且反应速度很快，危险性反应物存在的时间足够短，单元危险主要来自生成物时，可把生成物的物质系数作为工艺单元的物质系数。六、物质系数的温度修正如果工艺单元温度＞60℃或高于闪点，则物质可燃性NF值加1，但不超过4；如果工艺单元温度大于物质自燃点或放热起始温度，则物质反应性NR值加1，但不超过4；根据修正后的NF和NR从表中查取物质系数MF。若工艺单元是反应器，则不必考虑温度修正。七、课堂练习右图为一聚合装置，原料为苯乙和乙苯，反应为间歇反应，反应时间为5小时/釜，试确定该单元的物质系数。聚合釜苯乙烯1吨/次乙苯1吨/次七、课堂练习•乙烯和氯气在反应器中生成二氯乙烷•氯化氢合成反应器，氯和氢连续加入•电解生产氯一、工艺单元危险系数F3F3=F1×F2F1——一般工艺危险系数；共6项，是确定事故损害大小的主要因素；F2——特殊工艺危险系数；共12项，是影响事故发生概率的主要因素；二、一般工艺危险系数F1•放热反应F11•吸热反应F12•物料处理与输送F13•封闭单元或室内单元F14•通道F15•排放和泄漏控制F162、吸热反应F12•反应器中的吸热反应——系数0.2;当吸热反应的能量由固体、液体或气体燃料提供时，系数为0.4•煅烧——系数0.4；•电解——系数0.2；•热解或裂化：用电或高温气体间接加热——系数0.2；直接加热——系数0.4。3、物料处理与输送F131)所有I类易燃（闪点＜37.8℃)或液化石油气类物料,在管线上装卸时,F13=0.5.2)采用人工加料,且空气可随加料过程进入设备内,有引起燃烧或发生反应的危险,F13=0.5.3)可燃性物质存放于库房或露天场所时:•对NF=3或NF=4的易燃液体或气体,F13=0.85,包括桶装、罐装、可移动式挠性容器等；•NF=3的可燃性固体，F13=0.65•NF=2的可燃性固体，F13=0.40•37.8℃＜闪点＜60℃的可燃性液体,F13=0.25若上述物质存放于货架上且未安设洒水装置.系数加0.2试确定液化气灌瓶间的加气单元的物料处理与输送系数.试确定某露天存放的氢气瓶储存单元的物料处理与输送系数.4、封闭单元或室内操作F141)粉尘过滤器或捕集器安装在封闭区域，F14=0.5。2）在封闭区域内，闪点以上处理易燃液体，F14=0.3；如果易燃液体的量大于4540kg，F14=0.45。3）在封闭区域内，沸点以上处理液化石油气或任何易燃液体，F14=0.6；如果易燃液体量大于4540kg，F14=0.9。如果已安装了合理的通风装置，1）、3）两项系数减少50%。某车间内，反应器单元内反应器中氢气的量为1吨，反应温度为100℃，且该车间已安装了防爆的机械通风装置，试确定该单元的封闭单元或室内操作系数。5、通道F15•操作区域面积＞925㎡，且通道不符合要求时，F15=0.35。•库区面积＞2312㎡，且通道不符合要求时，F15=0.35。•面积小于上述数值时，如通道不符合要求，影响消防活动时，F15=0.2。6、排放与泄漏控制F16该项系数只适用于工艺单元内物料闪点小于60或操作温度大于其闪点的场合。评价排放和泄漏控制是否合理，必须估算易燃、可燃物总量及消防水能否在事故时得到及时排放；排放量的确定原则：•工艺和贮存设备：取单元中最大贮罐的贮量加上第二大贮罐10%的贮量；•30分钟的消防水量。6、排放和泄漏控制F161)设有堤坝，防止泄漏液体流到其他区域，但堤坝内所有设备露天放置，F16=0.5。2)单元周围为可排放泄漏液体的平坦地，一旦失火，会引起火灾，F16=0.5。3)单元三面有堤坝，能将泄漏液体引至蓄液池或封闭地沟，如果并满足以下条件，F16=0；只部分满足，F16=0.25；•地面斜度：地质≥2%，硬质≥1%；•蓄液池或地沟最外缘与设备间距离至少数为15m，如设有防火墙，可以减少其间距离；•蓄液能力≥前述排放总量。4）蓄液池或地沟处设有公用工程管线，或者管线的距离不符合要求者，F16=0.5。表9-3火灾、爆炸指数（F&EI)表p1981.一般工艺危险危险系数范围采用危险系数基本系数1.00(1)放热化学反应F110.3-1.25(2)吸热反应F120.20-0.40(3)物料处理与输送F130.25-1.05(4)密闭式或室内工艺单元F140.25-0.90(5)通道F150.20-0.35(6)排放和泄漏控制F160.25-0.50一般工艺危险系数(F1)F1=1+∑F1i6i=1式中:1——基本系数；F1i——单项一般工艺危险的修正系数。1、毒性物质F21=0.2NHNFPA704中对物质的毒性系数的分类NH物质对人的危害情况0火灾时除一般可燃物的危险外,短期接触没有其他危险的物质。1短期接触可引起刺激，致人轻微伤害的物质，包括要求使用适当的空气净化呼吸器的物质。2高浓度或短期接触可致人严重或残留伤害的物质，包括要求使用单独供给空气呼吸器的物质。3短期接触可致人严重的暂时或残留伤害的物质，包括要求全身防护的物质。4短期接触也能致人死亡或严重伤害的物质。2、负压操作F22本项内容只适用于空气泄入系统会引起危险的场合。且绝对压