chiorean andrei metanol

Raport de securitate pentru un rezervor de metanol

Chiorean Andrei, ERSM

Cuprins

1. Descrierea împrejurimilor amplasamentului

2. Condiţii meteorologice relevante

3. Descrierea instalaţiei

4. Schema bloc

5. Analiza riscului cu o metodă calitativă

6. Analiza riscului cu o metodă cantitativă

7. Concluzii finale

8. Bibliografie

Fig 1. Hartă amplasament


Fig 2. Hartă rezervor metanol şi împrejurimi

În zona de est faţă de rezervor avem fabrica propriu zisă, la nord se află perimetrul amplasamentului, la vest o zonă de aprovizionare, de încărcare-descărcare, împreună cu autoutilitare, camioane. La est este poziţionată parcarea amplasamentului după care şoseaua 14B. Pe parte opusă a străzii, sunt amplasată o zonă cu 5-6 locuinţe.


Cazul 1- condiţii medii

-condiţii de zi;

-condiţii de vară (02.08.2013);

Tambientală= 20°C;

viteza vântului= 4m/s;

-stabilitatea atmosferică- Clasa D.

2. Condiţii meteorologice relevante

Cazul 2- defavorabil

-condiţii de noapte;

-condiţii de iarnă (02.01.2013);

Tambientală= -10°C;

-viteza vântului= 1m/s;

-stabilitatea atmosferică- Clasa F.

Activităţile desfăşurate în amplasament în secţiunile relevante pentru securitate

sunt cele de producere a formaldehidei, inclusiv depozitarea soluţiei de

formaldehidă şi a metanolului.

Principalele riscuri de accident major în cadrul amplasamentului sunt datorate: Pericol de incendiu şi explozie; Pericol de poluare a solului, pânzei de apă freatică şi reţelei de canalizare în caz de scurgeri. Pericol de intoxicare în caz de ingestie; Pericol de intoxicare cu vapori toxici în cazul unor scurgeri sau emisii de metanol; Pericol de poluare a aerului cu gaze de ardere rezultate în urma unui eventual incendiu.


Substanţa prezentă în rezervor descrisă cu modul de clasificare conform frazelor de risc şi HG 804/2007:

Tabel 1. Clasificare metanol:


Instalaţie Substanţă periculoas

ă

Nr. CAS Utilizări Cantitatea maximă

(t)

Fraze de risc

HG 804/2007

Rezervor Metanol 67-56-1 Fabricarea formaldehid

ei

722

R: 11 – 23/24/25-39/23/24/2

5

Anexa nr.1 /

Partea 1

4. Schema bloc

Schema bloc în acest caz va fi reprezentată de rezervorul propriu zis şi autocisternele implicate în procesul de încărcare/descărcare.

Schemă bloc:

Analiza preliminară a hazardurilor (PHA-Preliminary Hazard Analysis) este o etapă în analiza calitativa a riscurilor, în care sunt identificate şi evaluate hazardurile din procesul tehnologic şi se estimeaza riscul fiecărui hazard identificat într-un mod calitativ.

În urma analizei PHA sunt determinate funcţiile critice de siguranţă ale sistemului şi incidentele cu probabilitatea cea mai mare de producere. Identificarea funcţiilor critice de siguranţă ale sistemului este deosebit de importantă deoarece acestea sunt în stransă legatură cu pericolele majore asociate sistemului.

Din tabelele PHA se extrag datele privind evaluarea riscului care se plasează într-o matrice. Astfel fiecărui hazard identificat îi este alocat un nivel al gravităţii şi al probabilităţii de producere luând în considerare cel mai ridicat nivel al riscului rezultat.


Cod Denumire hazard

A Fisurare rezervor

B Scurgeri la descărcare/încărcare din cisternă

C Scurgeri la sistemul de pompare

D Incendiu/explozie rezervor

E Incendiu/explozie la procesul de încărcare/descărcare


Tabel 2. Lista hazardurilor pentru rezervorul de metanol:

Consecinţe

Nesemnificative

Minore Moderate Majore Catastrofice

1 2 3 4 5

Probabilitate

Improbabil 1 A3, B1,C2

A1, A2, A4, D2, D3

Izolat 2 B2, C1, C3

D1, E1, E2, E3

Ocazional 3 B3, B4

Probabil 4

Frecvent 5

Tabel 3. Matricea de evaluare a riscului rezervor de metanol:

Concluziile analizei PHA

Din analiza preliminară a riscurilor (analiza calitativă) rezultă că riscurile se situează în zonele scăzute şi moderate ale matricelor de riscuri. Totuşi o serie de evenimente pot avea consecinţe care le pot încadra în categoria accidentelor majore. Aceste evenimente sunt:

- scurgeri de metanol pe traseele de conducte şi incendierea acestora; - incendiu/explozie la rezervoarele de metanol;


Analizele cantitative de risc utilizează metode matematice pentru estimarea riscului, prin calcularea cantitativă a frecvenţelor şi a consecintelor accidentelor tehnologice. Această abordare este mult mai obiectivă şi mai precisă, dar trebuie menţionat faptul că rezultatele cantitative pot fi afectate de precizia şi validitatea datelor utilizate ca date de intrare.

Arborele Greşelilor(AG) este reprezentarea grafică a relaţiei logice dintre evenimentele de bază şi evenimentul de vârf, cu alte cuvinte reprezintă modul în care se poate defecta un sistem.

Ca eveniment de vârf am ales deversarea metanolului.



Deversare metanol

A. Presiune ridicată în rezervor

B. Scurgeri pe traseu

Scurgeri excesive pompă

Rezervor corodat

Rezervor fisurat

Conducte corodate

Scurgeri conducta

Conducta fisurata

Scurgere la flanse

Soc mecanic exterior

Alegerea gresita a materialului

Defect de

fabricare

Soc mecanic exterior

Impact auto

: Operator logic sau

: Eveniment de vârf/eveniment intermediar

: Eveniment primar

Legendă:

P15

Impact auto

Eroare umana

Eroare umana

P1

Montaj incorect

Flanse neetanse

Garnituri defecte

Defect de

fabricare

Soc mecanic exterio

Flanse neetanse

Montaj incorect

Garnituri defecte


Substante administrate necorespunzator

Impact auto

Eroare umana

Eroare umana

Eroare umana


P2

P3

P4

P5 P6 P7

P8

P9

P10 P11 P12

P14 P13

Probabilitatea evenimentului de vârf: A=(P1+P2+P3)+P4+(P5+P6+P7)=(10-3+2.2*10-7+10-3)++10-3+(5*10-6+10-3+10-7) = 0.00200022+0.001+0.0010051 = 0.00400532= 4.005*10-3

B=(P8+P9)+(P10+P11+P12)+(P13+P14)+P15=(10-3+10-3)+( 5*10-6+10-3+10-7) + (10-3+10-3) + +10-3=0.002+0.00200022+0.002+0.001=0.00700022=7.0002*10-3

A+B=4.005*10-3+7.0002*10-3=11.0052*10-3= 0.0110052

Pev = 0.0110052=11.0052*10-3 ev/an

Arborele evenimentelor (AE) este utilizat pentru reprezentarea schematică a căilor de producere a accidentelor, prin luarea în considerare a diferitelor condiţii specifice care contribuie la dezvoltarea scenariilor accidentale, precum şi pentru calcularea frecvenţelor de aparitie a acestor cazuri de accidente.

Grafic 2. Arborele evenimentelor:


P deversare metanol 68*10-6 P BLEVE = 0.9*0.9 = 0.81 P aprindere la locul deversării :0,9 P POOLFIRE = 0.9*0.1 = 0.09

P jetul încălzeşte rezervorul: 0,3 P VCE = 0.1*0.9*0.2 = 0.018

P aprindere întârziată: 0,9 P FLASHFIRE = 0.1*0.9*0.8 = 0.072

P explozie gaz: 0,4 P DISPERSIE = 0.1*0.1 = 0.01

F BLEVE = 0.81*68*10-6 = 55.08*10-6 even/an

F POOLFIRE = 0.09*68*10-6 = 6.1*10-6 even/an

F VCE = 0.018*68*10-6 = 1.22 *10-6 even/an

F FLASHFIRE = 0.072*68*10-6 = 4.8*10-6 even/an

F DISPERSIE = 0.01*68*10-6 = 0.68*10-6 even/an

Din analiza arborilor de evenimente reiese că în cazul deversării de metanol, frecvenţa cea mai ridicată îl prezintă scenariul de BLEVE cu 55.08*10-6 even/an, urmat de POOLFIRE cu 6.1*10-6 even/an.


Analiza efectelor şi a consecinţelor accidentelor tehnologice se poate realiza cu ajutorul

modelării matematice şi fizice a fenomenelor accidentale. Aceste metode cantitative se

bazează pe modele de evaluare a efectelor şi consecinţelor asupra organismelor vii, asupra

structurilor şi echipamentelor de proces.

ALOHA este un program creat special pentru a fi folosit de persoane care raspund de

deversări chimice, deasemenea şi pentru traininguri în caz de urgenţe şi planificare de

urgentă. ALOHA modeleaza hazarde principale- toxcitate, flamabilitate, căldură,

suprapresiune- ce au legătură cu deversări de substante ce rezultă din dispersii gazoase,

lichide, foc sau explozii.



Fig 3. Zona cu pericol suprapusă cu harta în cazul evenimentului BLEVE

THREAT ZONE:

Threat Modeled: Thermal radiation from fireball

Red : 347 meters --- (10.0 kW/(sq m) = potentially lethal within 60 sec)

Orange: 501 meters --- (5.0 kW/(sq m) = 2nd degree burns within 60 sec)

Yellow: 791 meters --- (2.0 kW/(sq m) = pain within 60 sec)


Fig 4. Zona cu pericol suprapusă cu harta în cazul evenimentului POOLFIRE

THREAT ZONE:

Threat Modeled: Thermal radiation from pool fire

Red : 16 meters --- (10.0 kW/(sq m) = potentially lethal within 60 sec)

Orange: 23 meters --- (5.0 kW/(sq m) = 2nd degree burns within 60 sec)

Yellow: 35 meters --- (2.0 kW/(sq m) = pain within 60 sec)

Posibile efecte domino

În cazul BLEVE radiaţia termică puternică, necontrolată în timp util,

poate să coducă la transmiterea focului de la rezervor la fabrica propriu zisă, cauzând un

efect domino. Totodată datorită magnitudinii exploziei vor avea loc distrugeri la clădirile din

jur (geamuri, uşi slab montate sparte complet) şi avarierea maşinilor din parcarea alăturată.

În cazul POOLFIRE, radiaţia termică puternică se restrânge la o rază

de 16-23 m, rază în care nu va afecta alte instalaţii sau structuri.


Riscul individual

Funcţia probit

Pentru incendii:

Arsuri de gradul I:

Arsuri de gradul II:

Arsuri de gradul III (letale):

unde: Q – radiaţia de căldură [W/m2]

t – timpul de expunere [secunde].

Probabilitatea de deces Pdec este considerată egală cu 1 dacă Q > 35 kW/m2.


)ln(56,238,36Pr 3/4qt

)ln(0186,314,43Pr 3/4qt

)ln(0186,383,39Pr 3/4qt

Distanţa (m)

Radiaţia termică Q (kW/m2)

Timpul (s)

Probit (-)

1 40 10 110 40 10 111 35 10 112 30 10 4.7145413 23 10 3.80987414 20 10 3.33401215 19 10 3.15936916 17 10 2.78066817 15 10 2.35451218 13 10 1.86728319 11 10 1.29849720 10 10 0.78768725 6 10 -1.2631430 3 10 -4.0459535 1,8 10 0.2132240 1,5 10 -0.5187545 1 10 -2.14659

Tabel 4. Calcule probit:


Analizând rezultatele obţinute, este evident faptul că amplasamentul şi

împrejurimile nu sunt protejate adecvat în cazul unui eveniment de tip BLEVE. Consecinţele şi aria afectată este vastă. Considerând că la o radiaţie termică de 1,6 kW/m2, efectele negative pentru om deja apar, distanţa de 350 de metri de la rezervor în care radiaţia termică depăşeşte 40 kW/m2 este uriaşă, astfel un eveniment BLEVE, chiar şi cu rezervorul plin doar în proporţie de 20%, reprezintă un adevărat accident industrial catastrofal. În afara amplasamentului nu se găsesc substanţe periculoase care să amplifice accidentul.

Rezervorul trebuie aplasat într-o cuvă de retenţie betonată cu zid din beton armat, având rol de antiincendiu şi antiexplozie. Studii mai precise sunt necesare pentru a estima efectele şi consecinţele cu acest nou sistem de protecţie.

Tot această cuvă de retenţie va diminua semnificativ efectele evenimentului de tip POOLFIRE analizat mai sus. Zona cu mortalitate ridicată în cadrul acestui eveniment se restrânge în jurul bălţi, iar un sistem adecvat de protecţie ar reduce zona considerabil.

Intervenţia în situaţii de urgenţă este crucială în prevenirea răspîndirii pericolelor

şi diminuarea pagubelor.

7. Concluzii finale

Zoltán Török, Nicolae Ajtai, Alexandru Ozunu, 2011, Aplicaţii de calcul pentru evaluarea riscului producerii accidentelor industriale majore ce implică substanţe periculoase , Editura Fundaţiei pentru Studii Europene, Cluj-Napoca.

Suport curs şi seminarii

Program ALOHA

8. Bibliografie

Multumesc pentru atenţie!

chiorean andrei metanol

Documents