某廠苯乙烯裝置的乙苯合成工藝中置的烴化反應(yīng)器規(guī)格為φ2200×12000mm;反應(yīng)溫度為360~380℃;反應(yīng)壓力為0.85~1.0MPa;該反應(yīng)器在《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》附件一中,具體劃分為低壓(0.1 MPa≤p<1.6 MPa)等級,物料流量為58088(kg/h);苯:乙烯=1:5(mol比)。該烴類化反應(yīng)器反應(yīng)原理為催化干氣中的乙烯和苯經(jīng)過催化劑反應(yīng)生成二乙苯。若該烴化反應(yīng)器發(fā)生泄漏事故,上述物料非常容易形成爆炸性氣體,如果遇明火或高熱,可能發(fā)生爆炸事故。本文采用TNT當(dāng)量法預(yù)測由此造成的爆炸事故后果。
1 TNT當(dāng)量法
通過對爆炸知識的積累經(jīng)驗(yàn)得出TNT當(dāng)量與破壞之間的關(guān)系,得出蒸氣去爆炸的TNT當(dāng)量的公式1。
式中: A——蒸氣云的TNT當(dāng)量系數(shù),取值范圍為0.02~14.9%;
WTNT——蒸氣云的TNT當(dāng)量,kg;
Wf——蒸氣云中燃料的總質(zhì)量,kg;
Qf——燃料的燃燒值,kJ/kg;
QTNT——TNT的爆熱,QTNT=(4.12~4.69)×103kJ/kg。
蒸氣云爆炸后引起沖擊波作用,在一定范圍內(nèi)導(dǎo)致肺出血造成0.5的死亡概率。它的范圍公式為:
式中,R0.5—造成死亡概率0.5的半徑,m。
100kgTNT炸藥試驗(yàn),在空氣中爆炸時(shí)產(chǎn)生的沖擊波超壓見表1。以表1中R1000(m)為橫坐標(biāo)、ΔP0.5(MPa)為縱坐標(biāo),作圖,得出圖1。通過公式(3)計(jì)算TNT炸藥爆炸的模擬比,再根據(jù)公式(4)計(jì)算實(shí)際TNT當(dāng)量沖擊波超壓值。
表1 1000kgTNT當(dāng)量的爆炸沖擊波超壓