ICI公司蒙德火災、爆炸、毒性指標法是在美國道爾化學(xué)公司(DOW)的火災、爆炸防數法的基礎上補充發(fā)展的,所考慮的問(wèn)題更為全面,并編寫(xiě)了“技術(shù)守則”指導評價(jià)。

性質(zhì)

蒙德火災、爆炸、毒性指標法

特點(diǎn)

所考慮的問(wèn)題更為全面

所屬公司

ICI公司

評價(jià)規定

裝置劃分為單元

蒙德法

“單元”是裝置的—個(gè)獨立部分。而不與裝置在一起的其余部分,如有一定間距、擋火墻、防護堤等隔開(kāi)的裝置的一部分設施,也可作為單元。在選擇裝置的部分作為單元時(shí),要注意鄰近的其他單元的特征及是否存在有不同的特別工藝和有危險性物質(zhì)的區域。

裝置中具有代表性的單元類(lèi)型有:

原料貯區;供應區域;反應區域;產(chǎn)品蒸餾區域;吸收或洗滌區域;半成品貯區;產(chǎn)品貯區;運輸裝卸區;催化劑處理區;副產(chǎn)品處理區;廢液處理區;通入裝置區的主要配管橋區。此外,還有過(guò)濾、干燥、固體處理、氣體壓縮等,合適時(shí)也可將裝置劃分為適當的單元。

將裝置劃分為不同類(lèi)型的一些單元就能對裝置不同單元的危險特性進(jìn)行評價(jià)。否則,整個(gè)裝置或裝置的大部分就會(huì )帶有其中最危險單元的特征。此外,通過(guò)單元劃分,可對裝置中最危險的單元向其他投資多的單元發(fā)生事故蔓延時(shí)的界限加以考慮。

評價(jià)貯存區時(shí),單元通常由—個(gè)堤壩和共同堤壩內的全部貯罐等組成。其他用堤壩分開(kāi)的區域,如液化氣、高著(zhù)火性液體、可燃性液體和有自聚危險性、可能產(chǎn)生過(guò)氧化物、有凝聚相爆炸危險等特殊危險性物質(zhì),可作不同單元處理,以便能正確識別其相對危險性。

裝置區中主要配管橋不同于裝置工藝或貯存單元,應作為—個(gè)單元來(lái)考慮,其危險性主要是支柱或架設在架臺間的管橋長(cháng)度及在其上支撐的鋼管。

編制裝置、單元物質(zhì)表

查明物料、催化劑、中間體、副產(chǎn)品和溶劑在單元內進(jìn)行的反應及其工藝操作,記入表中。再根據單元內每個(gè)表中記載的物質(zhì)的易燃性和數量選出單元內以危險數量存在的一種物質(zhì)。在某些情況下,也可以考慮以數量和潛在的爆炸能量結合來(lái)表示其主要危險性。

作為評價(jià)單元危險性所選出的物質(zhì),必須具備能達到產(chǎn)生危險程度的數量。

若裝置、單元中存在一種以上的重要物質(zhì)時(shí),必須對各重要物質(zhì)作不同評價(jià),并選用最危險的那個(gè)作為該單元危險性的代表為最終評價(jià)的依據。若裝置內的物質(zhì)是混合物且組成保持一定,在裝置內具有主要火災、爆炸、反應或毒性的潛在危險性時(shí),亦可取混合物作為重要物質(zhì)。

物質(zhì)系數(MF)的確定

物質(zhì)系數是指重要物質(zhì)在標準狀態(tài)(25℃,0.1MPa)下的火災、爆炸或放出能量的危險性潛能的尺度。進(jìn)行總效果計算時(shí)物質(zhì)系數(MF)用符號月表示。

一般可燃性物質(zhì)。其物質(zhì)系數是重要物質(zhì)在標準狀態(tài)下由空氣中的燃燒熱決定的,可按下式計算:

MF=△Hc×1.8×4.186/1000

式中,△Hc為重要物質(zhì)的燃燒熱,kJ/mol。

邊緣可燃性物質(zhì)。邊緣可燃性重要物質(zhì)或在輸送條件下不燃的重要物質(zhì)的物質(zhì)系數,因可由反應的燃燒熱計算,故不能為零,其值可由重要物質(zhì)的生成熱和氣相燃燒生成物的生成熱的差計算而得,物質(zhì)系數可由燃燒熱計算值按下式計算:

MF=△HR×1.8×4.186/M

式中 △HR——燃燒熱計算值,kJ/mol;

M——重要物質(zhì)的分子量。

邊緣可燃性物質(zhì)有三氯乙烯、1,1,1-三氯乙烷、過(guò)氯乙烷、氯仿、二氯甲烷等。

不燃性物質(zhì)。這種物質(zhì)是與氧氣不會(huì )發(fā)生放熱反應的物質(zhì),如水、砂、氮氣、氦、四氯化碳、二氧化碳、六氯乙烷等。為維持方法的有效性,對物質(zhì)系數為零的物質(zhì),給出MF=0.1。

加入稀釋劑的可燃性物質(zhì)混合物。若在可燃性物質(zhì)混合物中加入了組分一定的稀釋劑,可用可燃性強或爆炸性強的這種成分的物質(zhì)系數;可以用非活性成分的MF=0.1及組分中的成分比求出混合物的物質(zhì)系數。對于邊緣可燃陛物質(zhì),采用比非活性物質(zhì)的物質(zhì)系數要適當高的值。

可燃性固體和粉塵。多數固體求不出恰當的燃燒熱。如在單元內被選作重要物質(zhì)的木塊和大體積的金屬固體等,只有這種固體在微粒狀、粒狀或粉塵狀態(tài)其危險性比大體積狀態(tài)高得多時(shí)才可以用MF=0.1。在粉狀等高危險性時(shí),必須用燃燒熱作為物質(zhì)系數。

組成不明物質(zhì)。燃料氣、特殊用途的物質(zhì)、醫藥品等的混合粉末、面粉及煤等各種粉塵類(lèi)物質(zhì),要經(jīng)實(shí)驗測定其燃燒值。在某些情況下,若能得到該物質(zhì)在密封容器中的爆炸壓力數據,即可按下式求出物質(zhì)系數:

式中 P——在常壓下爆炸時(shí)的最大爆炸壓力,MPa;

T——初始溫度,K。

上式是近似式,但不會(huì )對物質(zhì)系數給得過(guò)小。

物質(zhì)的混合危險。當物質(zhì)混合時(shí),大量氧化劑和還原劑在裝置內混合所放出的反應熱比可燃性物質(zhì)的燃燒值大,如鋁熱反應、金屬粉末和鹵化碳反應、硝化反應、磺化反應等,則計算的反應熱必須按下式變換為物質(zhì)系數:

式中 △H′R——1mol某一成分的反應熱,kJ/mol;

M′——計算△H′R反應物的分子量和與其反應的其他物質(zhì)的分子量之和,如鋁和氧化鐵的鋁熱反應,計算為:

2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3+246.09×4.186kJ

具有凝聚相爆炸或分解的潛在危險性物質(zhì)。

這類(lèi)物質(zhì)(如硝基甲烷、二基苯、乙炔、硝化丙烷、濃過(guò)氧化氫、有機過(guò)氧化物、四氟乙烯等)在使用時(shí)應了解其燃燒值是否比爆炸值或分解熱大,要采用大的值計算物質(zhì)系數。

重要物質(zhì)暴露在空氣中或在其他條件下可變?yōu)榫哂心巯啾ɑ蚍纸獾臐撛谖kU性的混合物或生成物時(shí),由于在操作單元中變化的物質(zhì)任何時(shí)候都不會(huì )存在,因此在計算物質(zhì)系數時(shí)可忽略不計。

潛在的預防措施處理

在特殊工藝危險多的情況下,為補償特定的特殊工藝危險性,預想采取某種預防措施時(shí),會(huì )出現所給予的評價(jià)系數是否正確的問(wèn)題。若對最簡(jiǎn)單的單元控制系統或設計標準不仔細研究,就會(huì )作出不切實(shí)際的過(guò)高危險性評價(jià);若假定所有的安全及控制系統任何時(shí)候都能正確動(dòng)作,不考慮操作人員及裝置的失誤率,則會(huì )作出過(guò)低的危險性評價(jià)。因此,需要進(jìn)行詳細的危險性研究及可靠性評價(jià);但在進(jìn)行火災、爆炸、毒性指標評價(jià)時(shí),需盡早確定必須慎重研究的領(lǐng)域。

對特殊工藝危險性及類(lèi)似問(wèn)題進(jìn)一步研究時(shí)應該注意:假定裝置、單元的工藝操作中都有適當的控制系統,應使其效率達到最佳化;或出于安全控制的考慮,有時(shí)應加精密控制系統,有時(shí)則不加,僅保持基本控制系統的水平。同樣,這個(gè)單元是假定按照電氣有關(guān)規定中對所存物質(zhì)和地點(diǎn)區域的要求劃分的。

在裝置、單元的初始評價(jià)中不應考慮特殊連鎖系統、爆炸控制裝置、排空或排出系統、可燃性氣體監測或連續氣體分析、固定惰性化系統、過(guò)剩流體排放或遠距離操作閥以及許多類(lèi)似的安全裝置。初始評價(jià)的目的是假定所有安全系統和其他特殊系統不工作時(shí),評價(jià)結果確能代表潛在的危險性水平。至于單元中是否存在潛在事故及事故的大小和性質(zhì)可以經(jīng)過(guò)周密的危險性考察,在以后進(jìn)行特別系統研究時(shí)一起作出決定。

使用蒙德火災、爆炸、毒性指標評價(jià)方法的特點(diǎn)之一是并不是所有領(lǐng)域都需要進(jìn)行精密的危險性研究,但是要能確定幾個(gè)研究對象。

評價(jià)后續補充

評價(jià)的后階段對最初選用的危險性系數應再作研究,用補償系數對采取的預防措施進(jìn)行進(jìn)一步評價(jià)。