نقش مدل سازي و ارزيابي پيامد در بهبود سطح ايمني تاسيسات مخاطره‌ آميز صنعتي ( مطالعه موردي: واحد توليد هيدروژن )

The role of modeling and consequence evaluation in improving safety level of industrial hazardous installations: a case study: hydrogen production unit

زمينه و هدف : ارزيابي پيامد خطراتي همچون حريق، انفجار و رها شدن مواد شيميايي پر خطر در محيط، يكي از ضروري‌ترين و اصلي‌ترين مراحل براي بهبود سطح ايمني در واحدهاي موجود يا در حال طراحي است. فرآيند توليد هيدروژن بعلت وجود شرايط حاد علمياتي و گازهاي با قابل يت اشتعال و انفجار بالا نظير متان و هيدروژن بستر حوادث بزرگ صنعتي از بعد تلفات جاني و خسارات مالي مي­باشد ، بنابراين ايمني نگراني اصلي توليدكنندگان هيدروژن است. روش بررسي : ابتدا با ب ه­ كارگيري روش HAZID تمامي خطرات و سناريوهاي بالقوه توليد هيدروژن شناسايي شد و بعد از جمع آوري اطلاعات مورد نياز، مدلسازي پيامد با استفاده از نرم افزار حرفه­اي 6/54 PHAST انجام شد. احتمال مرگ مير افراد با استفاده از معادلات معتبر Probi t محاسبه گرديد و در نهايت شدت خسارات پيامدها با استفاده از معيارهاي مرسوم ارزيابي گرديد. يافته‌ها: نتايج نشان داد كه بيشترين مرگ و مير مربوط به آتش فوراني راكتور سولفورزدايي(28 نفر) است. فاصله تاثير و شدت تشعشع اين حادثه به ترتيب برابر250متر و kW/m2 370 است. خطرناكترين آتش ناگهاني ناشي از پارگي كامل رفورمر است، بطوريكه افراد تا فاصله 130 متر از محل نشتي و مساحت m2 1505تحت تاثير غلظت ppm 61120 قرار مي­گيرند و همه افراد كشته خواهند شد. بدترين انفجار ابر بخار ناشي از جاذب­ هاي تصفيه هيدروژن است، بطوريكه تا فاصله 60 متري از محل جاذبها همه افراد كشته خواهند شد و تمامي تجهيزات فرآيندي و ساختمانها بطور كامل تخريب خواهند شد. حريم ايمن واحد توليد هيدروژن برابر 746 متر از حدود مرزي واحد مي­باشد. نتيجه‌گيري : ارزيابي پيامد روشي كمي و جامع به منظور برآورد و ارزيابي شدت حوادث بالقوه واحدهاي مخاطره آميز صنعتي مي­باشد. وقوع حوادثي از قبيل حريق و انفجار در فرآيند توليدهيدروژن خسارات­هاي جاني و مالي سنگيني دارد بنابراين، تامين ايمني صنايع مجاور واحد توليد و مصرف هيدروژن بايد به طور ويژه مورد توجه قرارگيرد .

Background and aims: One of the most essential and important steps for improving safety level in existing or designing units is consequence evaluation of hazards such as fire, explosion and dispersion of hazardous chemical substances. Due to severe operational conditions, high explosive and flammable gases such as methane and hydrogen, hydrogen production process is causing major industrial accidents of the view life and financial losses. Therefore safety is main concern of hydrogen producers. Methods: First, all hazards and potential scenarios of hydrogen production were identified by applying HAZID Technique, and after collecting the required data, consequence modeling was done by means of professional software PHAST6.54. Death probability of people by means of valid equations of probit was calculated and ultimately, the severity of the consequences was estimated using conventional criteria. Results: The results revealed that, jet fire caused by a full bore rupture in Desulphurization reactor has the highest fatality (26person). The harm effect distance, maximum radiations of this incident were 250 m, 370kW/m2 respectively. A full bore rupture in Reformer can lead to the most dangerous flash fire. So that people at distance up 130 m from placing leakage and affected area 1505m2 were exposed to concentration of 61120 ppm and all people would be killed. The most dangerous vapor cloud explosion caused by hydrogen purification absorbers, so that distances up to 60m from absorbers location all people would be killed and all process equipments and buildings will be completely destroyed. The safe distance of hydrogen production unit equals to 746 m from its boundary limit. Conclusion: Consequence evaluation is a quantitative and comprehensive method for estimation and evaluation of potential incidents severity of industrial hazardous units. The occurrence of incidents such as fires and explosions has the great life and financial losses in the hydrogen production process, Thus safety of industries nearby hydrogen production and consume must be specifically considered.