1 引言

　　现代科学技术和工业生产的迅猛发展，在为人类提供更好的物质生活条件的同时，也给人类的正常生产带来了危险。例如，1974年英国弗利克斯巴勒发生的严重爆炸事故，1984年印度博帕尔发生的毒气泄漏事故。尽管事故起因和后果不尽相同，但设施或系统中储存或使用了大量的易燃、易爆或有毒的危险物质是重特大事故发生的共同特点。据统计，2001~2004年，我国工矿企业平均每年发生一次死亡3~9人的重大事故580起左右，死亡约2500人，其中50%以上是火灾、爆炸、中毒（含窒息）事故，平均每年发生一起死亡10人以上的特大事故60余起，死亡1300余人，其中火灾、爆炸，中毒事故占70%。在这些重特大事故中与重大危险源有关的事故约占1/4。

　　1974年6月，英国弗利克斯巴勒发生重爆炸事故后，英国安全与卫生委员会设立了重大危险咨询委员会（ACMH）。1982年6月，欧共体颁布了《工业活动中重大事故危险法令》（EEC Directive82/501，简称《塞韦索法令》）。1988年，国际劳工组织编写了《重大事故控制实用手册》。1993年6月，第80届国际劳工大会通过了《预防重大工业事故公约》，该法令列出了180种（类）物质及其临界量标准。1996年，国家原劳动部组织实施了重大危险源普查试点工作，试点中就重大危险源的辨识提出了初步的意见。2000年我国正式制订并发布了中华人民共和国国家标准《重大危险源辨识》（GB18218-2000）。

　　2 现行重大危险源辨识标准

　　中华人民共和国国家标准《重大危险源辨识》（GB18218-2000）对重大危险源定义为：长期地或者临时地生产、搬运、使用或者储存危险物品，且危险物品的数量等于或者超过临界量的单元（包括场所和设施）。

　　单元是指一个（套）生产装置、设施或场所，或同属一个工厂的且边缘距离小于500m的几个（套）生产装置、设施或场所。目前该标准中仅列出了4大类、共142种危险物质的临界量。

　　3 巴陵石化制氢装置简介

　　巴陵石化环己酮事业部制氢装置是利用烯烃厂催化裂化干气为原料，通过干气压缩、脱硫、转化变换、变压吸附脱碳、甲烷化生产出合格的氢、氮气。

　　在干气不足的情况下，本装置用石脑油、液态烃作为补充原料。装置设计能力为年产氢氮气3200t，主要岗位设计有：压缩岗位、脱硫岗位、转化岗位、变压吸附岗位等，装置生产过程中存在干气、液态烃、石脑油、氢气、硫化氢、氮气、二氧化碳、高温液体、一乙醇胺、噪音等危险有害因素。装置共有各类静、动设备111台，其中包括石脑油储槽、丙烷储槽、干气球罐、氢气球罐、氮气球罐，装置各主要设备设施分布见图1：　
　图1 制氢装置平面布置简图

3.1 主要物料的性质

　　 3.1.1 原料气（干气）

　　总碳为 70%~80% ，总烯 25% ，密度为 0.8~1.0kg/Nm3 ，组份见表 1 。干气是易燃易爆有毒气体的混合物，一般干气中毒均有头痛、呕吐、昏迷的现象，中毒后有损伤神经系统的可能，大量吸入可使人窒息死亡。

　　防护措施：保证作业处空气新鲜畅通，严格控制泄漏小干 1.0% ，一旦发生泄漏，需用空气呼吸器防护，才能允许作业。

　　表 1 干气组分

组分名称
CO2
H2
N2
CH4
C2H6
C2H4
C3H8
C3H6

体积百分数（ % ）
1.74
49.25
8.27
20.87
7.02
8.75
0.22
2.36

组份名称
C4H10
C4H8
H2S
H2O
C5H12
其他
合计

体积百分数（ % ）
0.06
0.04
0.43
0.67
0.02
0.05
100

　　 3.1.2 石脑油

　　制氢装置辅助原料，平均分子量约为 115 。爆炸极限 1.2%~60% ，密度（ 20℃ ） 726kg/m3 ，易燃，有毒，中毒对神经中枢系统有损伤，应加强通风，防止挥发，减少对呼吸道和眼的刺激。发生中毒后立即离开现场，对症治疗。

　　该装置有石脑油储槽 3 个，容积分别为 25m3 、 50 m3 、 25 m3 ，有效储存量为 80 m3 。

　　 3.1.3 液态氢

　　该装置生产原料由丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等组成。闪点： -74℃ 。自燃点： 426~537℃ ，装置区空气中允许最高浓度为 1000mg/m3 。燃烧时产生大量的 CO 、 CO2 ，应加强通风，防止 CO 中毒。该装置有效储存量为 24m3 。

　　 3.1.4 硫化氢

　　干气中硫化氢经脱硫化排放燃烧。当浓度超过 10mg/m3 时，随浓度升高，气味反而减弱，对中枢神经最为敏感，对眼有刺激作用，相对密度： 1.189 （气体），分子量： 34 ，熔点： -83.3℃ ，沸点： -60.2℃ 。燃烧时产生淡蓝色火焰。

　　可用过滤式防毒面具和空气呼吸器预防中毒事故。一旦发生中毒，应将中毒者撤离毒区，抬入有新鲜空气的地方进行人工呼吸或通知医院急救，同时应采取措施防止救护人员中毒。

　　 3.1.5 氢气

　　无色无味气体，密度 0.0899g/L ，沸点 -252.8℃ ，自燃点 572℃ ，爆炸极限： 4.0%~74.4% ， H2 在常温下不活泼，但易燃。

　　 3.1.6 二氧化碳

　　酸性气体，密度 1.97g/L ，难溶于水，化学性质稳定，工业作灭火剂是利用它不燃烧、不助燃、较空气重的特性，浓度高时对人体有窒息作用。

4 制氢重大危险源辨识

　　 4.1 危险化学品分类

　　依据《常用危险化学品的分类及标志》（ GB13690-92 ），常用危险化学品分类明细表，石脑油为中闪点易燃液体，干气为爆炸下限小于 10% 的可燃气体，液态烃为低闪点易燃液体，氢气为可燃气体。

　　 4.2 危险化学品数量

　　 4.2.1 干气球罐

　　制氢装置储罐区干气球罐为原液氨球罐，经过设计部门重新核定后改作干气球罐，球罐工作压力为 0.4MPa （表压），容积 300 m3 ，标准状态下的密度为 0.8~1.0kg/Nm3 ，由理想气体状态方程算出标准状态下的气体体积 V1 ：

　　 P1V1= P2V2

　　 0.1×V1=(0.4+0.1)×300

　　 V1=1500m3

　　式中： P1 —— 标准大气压， MPa ；

　　 V1 —— 标准状态下的体积， m3 ；

　　 P2 —— 工作压力（绝对压力）， MPa ；

　　 V2 —— 球罐容积， m3 。

　　由此可计算出标准状态下干气储量 q1 （比重取中间值 0.9kg/Nm3 ）：

　　 q1=1500m3×0.9kg/Nm3=1.35t

　　 4.2.2 氢气球罐

　　制氢装置储罐区氢气球罐为原液氨球罐，主要成分为 75%~90% 的氢气，不足 4% 的甲烷以及氮气等，经过设计院重新核定后改作氢气球罐，球罐使用压力为 0.8MPa （表压），容积 400m3 ，在此，仅按纯氢气（标准状态下的密度 0.07kg/Nm3 ）计算，由理想气体状态方程算出标准状态下的气体体积 V1 ：

　　由 P1V1= P2V2

　　即 0.1×V1=(0.8+0.1)×400

　　 V1=3600m3

　　故可计算出标准状态下氢气储量 q2 ：

　　 q2=3600m3×0.07kg/Nm3=0.252t

　　 4.2.3 液态烃储槽

　　制氢装置生产用辅助原料，为压力容器储槽，工作压力为 0.4MPa ，容积 24m3 ，液态烃主要由丙烯（密度 0.5×103kg/m3 ）、丙烷（密度 0.58×103kg/m3 ）、丁烷（密度 0.58×103kg/m3 ）、丁烯（密度 0.67×103kg/m3 ）组成，密度按 0.58×103kg/m3 ）计算，则液态烃储存量 q3=0.58×10×24=13.92t 。

　　 4.2.4 石脑油储槽

　　制氢装置生产用辅助原料，为常压利旧储槽，容积分别为 25 、 25 、 50m3 ，总有效储存量 80m3 ， 3 个储槽间距不足 3m ，无围堰，密度为 726kg/m3 ，计算石脑油储存量 q4=0.726×10×80=58.08t 。

4.3 重大危险源辨识

　　 4.3.1 储罐区

　　因氢气球罐、干气球罐设置在原液氨储槽区，距离生产装置较远，将该储槽区作为独立考察单元进行重大危险源识别，依据表 2 （储罐区临界量标准），

　　 q1=1.35t Q1=10t

　　 q2=0.252t Q2=10t

　　式中， q1 ， q2 —— 危险物质现存量， t ；

　　 Q1 ， Q2 —— 危险物质在生产场所或贮存区的临界量， t 。（下同）

　　故氢气球罐、干气缓冲罐，或者说该储槽区非重大危险源。

　　表 2 贮罐区（贮罐）临界量标准

类别
物质特性
临界量
典型物质举例

易燃液体
闪点 <28 ℃
20t
汽油、丙烯、石脑油等

28 ℃≤ 闪点 <60 ℃
100t
煤油、松节油、丁醚等

可燃气体
爆炸下限 <10%
10t
乙炔、氢、液化石油气等

爆炸下限 ≥ 10%
20t
氨气等

毒性物质
剧毒品
1kg
氰化钠等（溶液）、碳酰氯等

有毒品
100kg
三氟化砷、丙烯醛等

有害品
20t
苯酚、苯酐等

　　
　　 4.3.2 生产场所

　　液态烃储槽设置在生产装置高压区，距离压缩机机房不足 20m ，依据表 3 （生产场所临界量标准），

　　 q3=13.92t Q3=2t

　　 q3>Q3 ，故液态烃储槽应为生产场所重大危险源。

　　石脑油储槽设计在生产装置低压区，距离脱硫塔、蒸汽预热炉等设备设施不足 20m ，依据表 3 （生产场所临界量表），

　　 q4=58.08t Q4=2t

　　 q4>Q4 ，故液态烃烃储槽应为生产场所重大危险源。

　　表 3 生产场所临界量标准

类别
物质特性
临界量
典型物质举例

民用爆破器材
起爆器材
0.1t
雷管、导爆管等

工业炸药
5t
铵梯炸药 、乳化炸药等

爆炸危险原材料
25t
硝酸铵等

烟火剂、

烟花爆竹

0.5t
黑火药、烟火药、爆竹、烟花等

易燃液体
闪点 <28
2t
汽油、丙烯、石脑油等

28 ℃≤ 闪点 <60 ℃
10t
煤油、松节油、丁醚等

可燃气体
爆炸下限 <10%
1t
乙炔、氢、液化石油气等

爆炸下限 ≥10%
2t
氨气等

　　
　　 4 ． 4 辨识结论及监控建议

　　 2004 年 8 月，企业曾进行过重大危险源统计汇总，将干气球罐和氢气球罐列为装置重大危险源，经过以上计算，对照相应标准，企业原先做出的重大危险源统计缺乏科学依据，忽视了对真正重大危险源的监控与管理，使企业安全生产重点工作发生偏移。为了预防重大、特大事故的发生，降低事故造成的损失，必须建立有效的重大危险源控制系统，加强对重大危险源的监督管理。

　　（ 1 ）对制氢装置液态轻储槽、石脑油储槽 2 处生产装置重大危险源建立重大危险源监控制度，实行工厂、车间、班组 3 级监控机制。

　　（ 2 ）依据《石油化工企业设计防火规范》（ GB50160-92 ），对石脑油储槽防火间距、围堰、消防系统按规范进行整改。

　　（ 3 ）建立重大危险源事故应急救援预案，并对预案的有效性，符合性进行评审、演练。

　　（ 4 ）结合企业 HSE 管理体系的建立，完善重大危险源作业指导书。

　　（ 5 ）加强人员培训，提高安全意识与处理突发事故能力。