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天然氣加氣站危險因素分析

　　評論：　更新日期：2014年05月10日

2.1周邊環(huán)境危險、有害因素分析

2.2 物質(zhì)的危險、有害因素性分析
本項目涉及的危險物質(zhì)主要是天然氣，依據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》的規(guī)定：天然氣的火災(zāi)危險性類別為甲類，下面對天然氣的特性及危險有害因素進(jìn)行辨識。
2.2.1天然氣的組成
本項目輸送的介質(zhì)天然氣是通過氣井從地下開采出來的烴類和少量非烴類氣體混合物的總稱。天然氣的主要成分是甲烷，且含有乙烷、丙烷、丁烷及戊烷以上的烴類，還含有少量的二氧化碳、氮、硫化氫等非烴組分。其物性參數(shù)為：密度 0.7708 kg/m3；相對密度 0.5964（對空氣10℃）；爆炸極限：5～15％；熱值：8100 kcal/m3。
天然氣中甲烷的體積百分比較高，因此，天然氣的主要危險有害因素來自甲烷，而乙烷、二氧化碳和氮?dú)獾鹊捏w積百分比不會高到對人體產(chǎn)生危害的程度，故在不予辨識分析。甲烷的物化性質(zhì)及危險危害特性見表2-2。
甲烷的物化性質(zhì)及危險危害特性表2-2
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?????? 甲烷的物化性質(zhì)及危險危害特性 ????????????????表2-2

標(biāo)識	中文名：甲烷		英文名:methane； Marsh gas
	分子式：CH₄	相對分子質(zhì)量：16.04		CAS號：74-82-8
	危險貨物編號：21007；UN編號：1971
理化性質(zhì)	危險性類別：第2.1類?易燃?xì)怏w		危險性棕述：本品易燃，具窒息性。
	外觀與性狀：無色無臭氣味
	溶解性：微溶于水，溶于醇、乙醚。
	熔點(diǎn)（℃）：-182.5	沸點(diǎn)（℃）：-161.5		相對密度(水=1)：0.42（-164℃）
	臨界溫度（℃）：-82.6	臨界壓力（MPa）：4.59		相對密度(空氣=1)：0.55
	燃燒熱（KJ/mol）：889.5	最小點(diǎn)火能（mJ）：0.28		飽和蒸氣壓（KPa）：53.32（-168.8℃）
燃燒爆炸危險性	燃燒性：易燃		燃燒(分解)產(chǎn)物：一氧化碳、二氧化碳
	閃點(diǎn)(℃)：-188		聚合危害：不聚合
	爆炸極限[%(V/V)]：5.3～15		穩(wěn)定性：穩(wěn)定
	引燃溫度(℃)：538		禁忌物：強(qiáng)氧化劑、氟、氯。
	危險特性：易燃,與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。與五氧化溴、氯氣、次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧及其它強(qiáng)氧化劑接觸劇烈反應(yīng)。
	滅火方法：切斷氣源。若不能切斷氣源，則不允許熄滅泄漏處的火焰。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場移至空曠處。滅火劑：霧狀水、泡沫、二氧化碳、干粉。
毒性	急性毒性：LD₅₀：無資料??????? LC₅₀：無資料
對人體危害	甲烷對人基本無毒，但濃度過高時，使空氣中氧含量明顯降低，使人窒息。當(dāng)空氣中甲烷達(dá)25%-30%時，可引起頭痛、頭暈、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共濟(jì)失調(diào)。若不及時脫離，可致窒息死亡。皮膚接觸液化本品，可致凍傷。
急救	皮膚接觸：若有凍傷，就醫(yī)治療。吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。
防護(hù)	工程控制：生產(chǎn)過程密閉，全面通風(fēng)。呼吸系統(tǒng)防護(hù)：一般不需要特殊防護(hù)，但建議特殊情況下，佩戴自吸過濾式防毒面具（半面罩）。眼睛防護(hù)：一般不需要特殊防護(hù)，高濃度接觸時可戴安全防護(hù)眼鏡。身體防護(hù)：穿防靜電工作服。手防護(hù)：戴一般作業(yè)防護(hù)手套。其他防護(hù)：工作現(xiàn)場嚴(yán)禁吸煙。避免長期反復(fù)接觸。進(jìn)入罐、限制性空間或其它高濃度區(qū)作業(yè)，須有人監(jiān)護(hù)。
泄漏處理	迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處，并進(jìn)行隔離，嚴(yán)格限制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防靜電工作服。盡可能切斷泄漏源。合理通風(fēng)，加速擴(kuò)散。噴霧狀水稀釋、溶解。構(gòu)筑圍堤或挖坑收容產(chǎn)生的大量廢水。如有可能，將漏出氣用排風(fēng)機(jī)送至空曠地方或裝設(shè)適當(dāng)噴頭燒掉。也可以將漏氣的容器移至空曠處，注意通風(fēng)。漏氣容器要妥善處理，修復(fù)、檢驗后再用。
操作處理	操作處置注意事項：密閉操作，加強(qiáng)通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。遠(yuǎn)離火種、熱源，工作場所嚴(yán)禁吸煙。使用防爆型的通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備。防止氣體泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑接觸。在傳送過程中，鋼瓶和容器必須接地和跨接，防止產(chǎn)生靜電。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。
法規(guī)信息	《危險化學(xué)品安全管理條例》（國務(wù)院令344號）、《工作場所安全使用化學(xué)品規(guī)定》（[1996]原勞部發(fā)423號）等法規(guī)，針對化學(xué)危險品的安全使用、生產(chǎn)、儲存、運(yùn)輸、裝卸等方面均作了相應(yīng)規(guī)定；《常用危險化學(xué)品的分類及標(biāo)志》（GB13690-92）將該物質(zhì)劃為第2.1類易燃?xì)怏w。
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2.2.2天然氣的火災(zāi)危險性

1）易燃性

天然氣屬甲類，當(dāng)其在作業(yè)場所或儲存區(qū)彌漫、擴(kuò)散或在低洼處聚積，在空氣中只要較小的點(diǎn)燃能量就會燃燒，因此，具有較大的火災(zāi)危險性。

天然氣在空氣中燃燒為均相燃燒，遇火即著。一旦燃燒產(chǎn)生，呈現(xiàn)出燃燒速度快、燃燒溫度高、輻射熱強(qiáng)的特點(diǎn)，其燃燒溫度可達(dá)2120℃。天然氣燃燒過程中各可燃組分的燃燒反應(yīng)式及放出的熱值見表2-3。

天然氣可燃組分的燃燒反應(yīng)式及放出的熱值 ?????????表2-3

組分	反應(yīng)式	放出的熱值，kJ/m³
		高熱值	低熱值
甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷氫一氧化碳硫化氫	CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O C₂H₆+3.5O₂=2CO₂+3H₂O C₃H₈+5O₂=3CO₂+4H₂O C₄H₁₀+6.5O₂=4CO₂+5H₂O C₅H₁₂+8O₂=5CO₂+6H₂O H₂+0.5O₂=H₂O CO+0.5O₂=CO₂ H₂S+1.5O₂=SO₂+H₂O	37613.72 65891.83 93778.96 121519.58 149364.85 12069.91 11958.15 23730.02	33866.00 60265.84 86281.83 112142.94 138112.88 10207.14 ? 21904.5

注：燃燒反應(yīng)在溫度為15.5℃、壓力為101.325kPa的條件下進(jìn)行。

碳?xì)浠衔锶紵磻?yīng)的通式為：

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天然氣燃燒沒有物態(tài)的變化，燃燒速度快，放出熱量多，因而產(chǎn)生的火焰溫度高、輻射熱強(qiáng)，造成的危害性也大。
2）易爆性
可燃性混合氣體的爆炸，首先是天然氣與空氣的相互擴(kuò)散、均勻混合形成爆炸性混合氣體，并且由于混合氣體遇著火源使爆炸開始發(fā)生；其次是由于連鎖反應(yīng)過程的發(fā)展，爆炸范圍不斷擴(kuò)大和爆炸威力升級；最后是完成化學(xué)反應(yīng)，爆炸力造成災(zāi)害性破壞。
設(shè)備中的天然氣泄漏在大氣中，其濃度達(dá)到爆炸極限范圍時，遇火源即將發(fā)生燃燒或爆炸，當(dāng)天然氣濃度低于下限時，遇火源既不爆炸亦不燃燒，當(dāng)天然氣濃度高于上限時，遇火源不爆炸但能發(fā)生燃燒。
在設(shè)備中，如果存在天然氣與空氣形成的混合氣體，其濃度在爆炸極限范圍內(nèi)時，有點(diǎn)火能即發(fā)生燃燒或爆炸，這種爆炸危險性更大。
2.2.3天然氣的熱膨脹性
當(dāng)天然氣受熱膨脹所產(chǎn)生的壓力大于管道的抗壓強(qiáng)度時，，還也會發(fā)生設(shè)備爆炸，因此電加熱保溫帶溫度控制非常重要。
2.2.4擴(kuò)散性
天然氣能以任何比例與空氣混合，說明氣體具有無限的摻混性。容易與空氣形成爆炸性混合物，順風(fēng)飄移，遇火源即爆炸蔓延，如天然氣中的氫、甲烷等。
2.2.5形成水合物的危害
本項目加氣站的天然氣為干氣，不帶水，但若異常情況下，氣中帶水時，天然氣中的某些組分如甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷和二氧化碳等會與液態(tài)水在一定的溫度、壓力條件下所形成的一種外形象冰霜的物質(zhì)，即水合物。這種晶體的形成與堆積，會減小輸送管道的截面積，嚴(yán)重時造成堵塞，使管道系統(tǒng)內(nèi)壓增大，帶來更大的危害。
水合物的形成機(jī)理及條件與水結(jié)冰完全不同，即使溫度高達(dá)29℃，只要天然氣的壓力足夠高，其仍然可以與水形成水合物。形成天然氣水合物的必要條件是：
1）必須有液態(tài)水與天然氣接觸；
2）天然氣中的水蒸氣分壓等于或超過在水合物體系中與天然氣的溫度對應(yīng)的水的飽和蒸汽壓；
3）天然氣的溫度必須等于或低于其在給定壓力下水合物形成溫度。
以上三個條件是形成水合物的內(nèi)因，此外還有一些加速水合物形成的外因，主要包括以下幾個方面：
1）高流速、氣流擾動或壓力脈動；
2）出現(xiàn)小的水合物晶種；
3）天然氣中含有硫化氫和二氧化碳，因為這兩種酸性氣體比烴類氣體更容易溶于水。