تهران دانشگاه زیست محیط دانشکده

:عنوان

PHAST ارزيابي كمي ريسك ااشتنر و انفجار گاز ماعی با استفاده از رنم افزار

:راهنما داساتی

چی گیوه سعید دکتر هویدی حسن دکتر

:نگارش غمورلوی محمد

ارشد کارشناسی درجه دریافت برای نامه پایان ایمنی، بهداشت و محیط زیست رشته در

3131 بهار

ء :اهدا

تقدیم هب پدر، مارد

و همسر زعزیم

هک همواره حامي من بوده اند

:تقدری و تشکر

با سپاس فراوان از زحمات اساتید ارجمند؛

آاقی دکتر گیوه چيجناب

دکترهويدی جناب آاقی

و تشکر وژیه از استاد گرامي جناب آاقی مهندس مهدی نعمت اهلل

أ

مطالب فهرست

چکیده تحقیق كلیات: اول فصل

1 مقدمه -1-1 1 مسئله بيان -1-2 6 اجراي طرحضرورت -1-3 6 تحقيق اهداف -1-4 7 پژوهش اصلي سواالت -1-5 7 مفاهيم و تعاريف -1-6 8 تحقيق محدوده -1-7 8 تحقيق نوع -1-8 8 تحقيق مراحل -1-9 9 اطالعات آوري جمع روشهاي -1-11 9 اطالعات تحليل و تجزيه هاي روش-1-11

01 پژوهش نظري چارچوب: دوم فصل 11 آن تاريخچه و ايمني -2-1 12 شده انجام مطالعات بر مروري -2-2 11 مايع گاز توليد مرسوم هاي روش-3- 2

16 ()طبيعي گاز مايعات فرآوري-2-3-1 16 مايع گاز بازيابي هاي فرايند-2-3-2 17 مايع گاز توليد-2-3-3 18 اسيدي گاز حذف-2-3-3-1 18 استخراج واحد-2-3-3-2 18 فرکشناسيون واحد-2-3-3-3 21 محصول تصفيه واحد-2-3-3-4 21 ()طبيعي گاز مايعات فراکشناسيون براي خوراک هاي ويژگي-2-3-4

22 ريسك ارزيابي اصول -2-4 22 مقدمه -2-4-1 23 ريسك ارزيابي روشهاي بندي تقسيم انواع -2-4-2

23 استقرايي و قياسي تكنيكهاي-2-4-2-1 23 کمي و کمي نيمه کيفي، تكنيكهاي -2-4-2-2 24 کيفي ريسك ارزيابي -2-4-2-2-1

ب

24 کمي نيمه ريسك ارزيابي -2-4-2-2-2 21 ريسك ارزيابي و مخاطرات شناسايي مناسب روش انتخاب -2-4-2-2-3 27 کمي نيمه و کيفي ريسك ارزيابي روشهاي هايمحدوديت -2-4-2-2-4 28 کمي ريسك ارزيابي -2-4-2-2-1

31 آماري ديدگاه از مايع گاز فرآيندهاي ريسك ارزيابي مطالعات اهميت -2-4-3 33 تحقیق متدولوژي و مطالعه مورد محدوده: سوم فصل

34 جغرافيايي مشخصات -3-1 34 موقعيت و مكان -3-1-1 34 وسعت و محدوده -3-1-2 31 جمعيت -3-1-3 31 تاريخي پيشينه -3-1-4 36 ها مزيت -3-1-1 36 ويژه منطقه توسعه -3-1-6 37 11و9فازپااليشگاه -3-1-7 37 () مايع گاز سازي ذخيره ايستگاه-3-1-8

37 جنوبي پارس 11 و 9 فاز در مايع گاز توليد فرايند -3-2 41 فرآيندي واحدهاي کمي ريسك ارزيابي: تحقيق متدلوژي -3-3

41 مقدمه -3-3-1 HAZID 41روش شناسايي خطر -3-3-2

41 مايع گاز توليد واحد کمي ريسك ارزيابي - 3-3-3 41روش کار -3-3-3-1 46 افزار نرم بخشي اعتبار -3-3-4 49 پيامد مدلسازي نياز مورد اوليه اطالعات -3-3-1

49 هوايي و آب طشراي -3-3-1-1 11 جمعيت توزيع -3-3-1-2 11 محتمل سناريوهاي به مربوط مشخصات -3-3-1-3

13 ريسك گيري اندازه معيارهاي -3-3-6 ) فردي ريسك-3-3-6-1 ) 14 11 ( )جمعي ريسك -3-3-6-2

75 بحث و پژوهش يها افته: یچهارم فصل 18 مقدمه -4-1 61 روش به فرآيندي مخاطرات شناسايي نتايج -4-2 64 سناريوها تكرارپذيري محاسبات به مربوط نتايج -4-3

ج

66 (سناريوها رويداد درخت)نهايي حوادث( احتمال) تكرارپذيري محاسبات نتايح -4-4 112 مايع گاز سازي ذخيره ايستگاه سناريوهاي مدلسازي -4-1

112 هوايي و آب شرايط -4-1-1 112 جمعيت تراکم -4-1-2 113 سازي ذخيره ايستگاه محتمل سناريوهاي به مربوط مشخصات -4-1-3 111 مايع گاز سازي ذخيره ايستگاه پيامدهاي مدلسازي نتايج -4-1-4

118 ريسك محاسبات نتايج. 4-6 118 فردي ريسك محاسبات نتايج -4-6-1 121 جمعي ريسك محاسبات نتايج -4-6-2

027 پیشنهادات ارائه و گیري نتیجه: پنجم فصل 126 مقدمه -1-1 126 مايع گاز سازي ذخيره ايستگاه مخاطرات: 1-2 127 مايع گاز سازي ذخيره ايستگاه پرمخاطره سناريوهاي: 1-3 128 مايع گاز سازي ذخيره ايستگاه پرمخاطره سناريوهاي حوادث از ناشي(مير و مرگ) تلفات ميزان:1-4 129 مايع گاز سازي ذخيره ايستگاه پرمخاطره سناريوهاي جمعي و فردي ريسك عدد: 1-1 131 مايع گاز سازي ذخيره ايستگاه در افراد و تجهيزات بر حوادث اثرگذاري محدوده:1-6 131 گيري نتيجه -1-7 132 پيشنهاداتي براي تحقيقات آتي -1-8

033 منابع 035 مایع گاز سازي ذخیره ایستگاه پیامدهاي مدلسازي نتایج: 1 شماره ضمیمه

چکیده انگلیسی یانگلیسعنوان

د

:جداول فهرست 21 مايع گاز بازيابي براي رايج فرکشناتورهاي برخي: 1-2 جدول 21 آنها حذف داليل و رايج هاي آالينده برخي: 2-2 جدول 22 طبيعي گاز مايعات فراکشناسيون ستون براي خوراک ترکيب: 3-2 جدول 32 2113 تا 1992 سال از کره مايع گاز سوختگيري هاي ايستگاه در داده رخ رويدادهاي تعداد: 4-2 جدول 39 11 و 9 فاز پااليشگاه در شده توليد مايع گاز آناليز نتايج برگه از اي نمونه :1-3 جدول 39 سال مختلف فصول در توليدشده مايع گاز پروپان درصد :2-3 جدول 43 مايع گاز توليد واحد در استفاده مورد نشتي اندازه: 3-3جدول s 41-1ي سناريو به مربوط رويداد درخت: 4-3جدول 47 پيامد مدلسازي افزارهاي نرم بخشي اعتبار براي شده انجام هايآزمايش شرايط: 1-3 جدول 48 موجود هايمدل با آنها مقايسه و مواد پخش هايآزمايش نتايج: 6-3جدول 11 جوي پايداري تعيين در گذار تاثير عوامل -7-3جدول 11 روز و شب طول در عسلويه منطقه هوايي و آب شرايط -8-3 جدول 12 پنجم سناريوي مدلسازي براي نياز مورد اطالعات: 9-3جدول 18 مايع گاز سازي ذخيره واحد محتمل سناريوهاي به مربوط مشخصات: 1-4جدول 61 مايع گاز سازي ذخيره ايستگاه-فرآيندي مخاطرات شناسايي نتايج: 2-4جدول 64 ( متر ميلي) سوراخ اندازه برحسب ژنهيدرو توليد واحد سناريوهاي پذيري تكرار محاسبات نتايج: 3-4 جدول 64 نشتي قطر اندازه انتخاب راهنماي: 4-4جدول 61 مواد خروجي دبي براساس تاخيري و فوري جرقه احتمال محاسبات: 1-4جدول s 67-1ي سناريو به مربوط رويداد درخت: 6-4جدول m 68-1ي سناريو به مربوط رويداد درخت: 7-4جدول l 69-1ي سناريو به مربوط رويداد درخت: 8-4جدول s 71-2ي سناريو به مربوط رويداد درخت: 9-4جدول m 71-2ي سناريو به مربوط رويداد درخت: 11-4جدول l 72-2 ي سناريو به مربوط رويداد درخت: 11-4جدول s 73-3 ي سناريو به مربوط رويداد درخت: 12-4جدول m 74-3 ي سناريو به مربوط رويداد درخت: 13-4جدول l 71-3 ي سناريو به مربوط رويداد درخت: 14-4جدول s 76-4 ي سناريو به مربوط رويداد درخت: 11-4جدول m 77-4 ي سناريو به مربوط رويداد درخت: 16-4جدول l 78-4 ي سناريو به مربوط رويداد درخت: 17-4جدول s 79-5 ي سناريو به مربوط رويداد درخت: 18-4جدول m 81-5 ي سناريو به مربوط رويداد درخت: 19-4جدول l 81-5 ي سناريو به مربوط رويداد درخت: 21-4جدول

ه

112 روز و شب طول در عسلويه منطقه هوايي و آب شرايط -21-4 جدول 113 اول سناريوي مدلسازي براي نياز مورد اطالعات: 22-4جدول 113 دوم سناريوي مدلسازي براي نياز مورد اطالعات: 23-4جدول 114 سوم سناريوي مدلسازي براي نياز مورد اطالعات: 24-4جدول 114 چهارم سناريوي مدلسازي براي نياز مورد اطالعات: 21-4جدول 111 پنجم سناريوي مدلسازي براي نياز مورد اطالعات: 26-4جدول 121 آنها کلي ريسك و شب و روز برحسب سناريوها جمعي ريسك نتايج: 27-4 جدول

:ها شکل فهرست 18 مايع گاز توليد فرايند: 1-2 شكل 19 فرکشناسيون واحد فرايند: 2-2 شكل 26 ريسك ارزيابي و مخاطرات شناسايي مختلف هاي روش کاربرد محدوده: 3-2شكل 31 جنوبي پارس انرژي و اقتصادي منطقه محدوده و موقعيت:1-3شكل 38 مايع گاز توليد فرايند کلي شماي: 2-3شكل 41 مايع گاز توليد واحد کمي ريسك ارزيابي مراحل: 3-3شكل 13 مير و مرگ ميزان به Probit مقادير تبديل نمودار: 4-3شكل 19 واحد باالي نماي از مايع گاز سازي ذخيره واحد محتمل سناريوهاي دادن رخ محل: 1-4شكل 82 کوچك قطر با هاينشتي حسب بر سناريوها فوراني آتش وقوع احتمال ميزان: 2-4شكل 83 متوسط قطر با هاينشتي حسب بر سناريوها فوراني آتش وقوع احتمال ميزان: 3-4 شكل 84 بزرگ قطر با هاينشتي حسب بر سناريوها فوراني آتش وقوع احتمال ميزان: 4-4 شكل 81 مختلف سناريوهاي در گانه سه هاي نشتي اندازه براي فوراني آتش وقوع احتمال: 1-4 شكل 86 کوچك قطر با هاينشتي حسب بر سناريوها استخري آتش وقوع احتمال ميزان: 6-4 شكل 87 متوسط قطر با هاينشتي حسب بر سناريوها استخري تش آ وقوع احتمال ميزان: 7-4 شكل 88 بزرگ قطر با هاينشتي حسب بر سناريوها استخري آتش وقوع احتمال ميزان: 8-4 شكل 89 مختلف سناريوهاي در گانه سه هاي نشتي اندازه برحسب استخري آتش وقوع احتمال ميزان: 9-4 شكل 91 کوچك قطر با هاينشتي حسب بر سناريوها بخارات ابر اشتعال وقوع احتمال ميزان:11-4شكل 91 متوسط قطر با هاينشتي حسب بر سناريوها بخارات ابر اشتعال وقوع احتمال ميزان: 11-4 شكل 92 بزرگ قطر با هاينشتي حسب بر سناريوها بخارات ابر اشتعال وقوع احتمال ميزان: 12-4 شكل 93 مختلف سناريوهاي در نشتي گانه سه هاي اندازه براي بخارات ابر اشتعال وقوع احتمال ميزان: 13-4 شكل 94 کوچك قطر با هاينشتي حسب بر سناريوها بخارات ابر انتشار وقوع احتمال ميزان: 14-4شكل 91 متوسط قطر با هاينشتي حسب بر سناريوها بخارات ابر انتشار وقوع احتمال ميزان: 11-4 شكل 96 بزرگ قطر با هاينشتي حسب بر سناريوها بخارات ابر انتشار وقوع احتمال ميزان: 16-4 شكل 97 مختلف سناريوهاي در گانه سه هاي نشتي اندازه براي بخارات ابر انتشار احتمال ميزان: 17-4 شكل

و

98 کوچك قطر با هاينشتي حسب بر سناريوها انفجار وقوع احتمال ميزان: 18-4شكل 99 متوسط قطر با هاينشتي حسب بر سناريوها انفجار وقوع احتمال ميزان: 19-4 شكل 111 بزرگ قطر با هاينشتي حسب بر سناريوها انفجار وقوع احتمال ميزان: 21-4 شكل 111 مختلف سناريوهاي در گانه سه هاي نشتي اندازه براي انفجار وقوع احتمال ميزان: 21-4 شكل 116 (متر) فاصله برحسب s-1 سناريوي شده پخش گاز غلظت پروفايل جانبي نماي: 22-4 شكل 117 زمان حسب بر مايع گاز نشت اثر در s-1 سناريوي شده ايجاد مايع گاز استخر تبخير نرخ: 23-4 شكل 117 (متر)فاصله برحسب s-1 سناريوي( مترمربع بر وات کيلو) فوراني آتش تشعشع ميزان: 24-4شكل 118 دبا جهت مخالف و جهت در فاصله برحسب s-1 سناريوي استخري آتش پوشش تحت ناحيه: 21-4 شكل 119 شب و روز برحسب سناريوها فوراني آتش تاثير تحت مساحت: 26-4شكل 111 شب و روز برحسب کوچك نشتي در( باد جهت در)فوراني تاثيرآتش تحت فاصله: 27-4 شكل 111 شب و روز برحسب متوسط نشتي در فوراني تاثيرآتش تحت فاصله: 28-4 شكل 111 شب و روز برحسب بزرگ نشتي در فوراني تاثيرآتش تحت فاصله:29-4 شكل 112 شب و روز برحسب سناريوها استخري آتش تاثير تحت مساحت: 31-4شكل 113 شب و روز برحسب کوچك نشتي در( باد جهت در)استخري تاثيرآتش تحت فاصله: 31-4 شكل 113 شب و روز برحسب متوسط نشتي در استخري تاثيرآتش تحت فاصله: 32-4شكل 114 شب و روز برحسب بزرگ نشتي در استخري تاثيرآتش تحت فاصله: 33-4 شكل 111 شب و روز حالت در متر حسب بر انفجار باري 21/1 فشار تاثير تحت شعاع: 34-4 شكل 116 انفجار مرکز از متري 111 فاصله در کوچك نشتي براي انفجار از حاصل ضربه مقدار: 31-4 شكل 116 انفجار مرکز از متري 111 فاصله در متوسط نشتي براي انفجار از حاصل ضربه مقدار: 36-4 شكل 117 انفجار مرکز از متري 111 فاصله در بزرگ نشتي براي انفجار از حاصل ضربه مقدار: 37-4 شكل 118 مايع گاز سازي ذخيره ايستگاه فردي ريسك کنتورهاي:38-4شكل 121 شب و روز حسب بر مايع گاز سازي ذخيره ايستگاه سناريوهاي فوراني آتش ميز و مرگ ميزان: 39-4شكل 122 شب و روز حسب بر مايع گاز سازي ذخيره ايستگاه سناريوهاي استخري آتش ميز و مرگ ميزان: 41-4شكل 123 شب و روز حسب بر مايع گاز سازي ذخيره ايستگاه سناريوهاي انفجار از ناشي ميز و مرگ ميزان: 41-4شكل 124 شب و روز حسب بر مايع گاز سازي ذخيره ايستگاه سناريوهاي از ناشي کلي جمعي ريسك: 42-4شكل

ز

:اختصارات فهرست

PHAST Process Hazard Analysis Software Tool

VCE Vapor Cloud Explosion

ALARP As Low As Reasonably and Practicable

QRA Quantitative Risk Assessment

LPG Liquefied Petroleum Gas

FTA Fault Tree Analysis

ETA Event Tree Analysis

HAZID Hazard Identification

PFD Process Flow Diagram

P&ID Piping & Instrumentation Diagram

ERP Emergency Response Plan

PRA Probability Risk Assessment

DNV Det Norske Veritas

RMP Risk Management Plane

CCPS Center for Chemical Process Safety

AIChE American Institute of Chemical Engineers

PHA Preliminary Hazard Analysis

ح

واژه نامه:

Jet Fire فوراني آتش Flash Fire ناگهاني آتش Pool Fire حوضچه ايآتش Fire Ball کروي آتش Vapor Cloud Explosive بخارانفجار ابر Consequence پيامد Layout جانمايي واحدهاي فرآيندي DOW’S Fire and Explosion Index انفجار و حريق شاخص خطر DOW Individual risk ريسك فردي Social risk ريسك جمعي Inductive Methods استقرايي روشهاي Deductive Methods قياسي روشهاي Safety Index Inherent ذاتي ايمني شاخص Emergency Response Planning ريزي واکنش اضطراري طرح Risk Contour کانتور ريسك Catastrophic Failure نقص فاجعه آميز Effect Zone ناحيه اثر Safety integrity level ايمني يكپارچگي سطح Safety Index Inherent ذاتي ايمني شاخص Safety Weighted Hazard Index=SWEHI ايمني وزني خطر شاخص Instantaneous Fractional Annual Loss Index=IFAL ساالنه متوسط خسارت شاخص Emergency Shut Off Valve شير توقف اضطراري Safety Relief Valve شير ايمني Excess Flow Valve شير جريان اضافي

ط

:دهیچککه اصوال شامل بوده، محصول فرعي فرآيندهاي تصفيه و توليد گاز طبيعي و پااليش نفت خام 1گاز مايع

يك سوخت جايگزين محبوب، پاک، در دسترس و ،گاز مايع. باشد( ميC4H10( و بوتان)C3H8پروپان)اي ناشي هگاه نبايد از کنار ريسكهاي گاز مايع، هيچي مزيتدر کنار همه. باشدزيست ميدوستدار محيط

از تخليه و انتشار گاز مايع، خصوصا در فضاهاي بسته، به راحتي گذشت.پيشنهاد روش براساس، به منظور ارزيابي کمي ريسك انتشار و انفجار گاز مايع ،پژوهش نيا کار روشي آور جمع از پساين مطالعه، در. باشدمي 2DNVشرکتانجمن مهندسين شيمي آمريكا و توسط شده

انجام 3HAZID روش از استفاده با مخاطرات اوليه ييشناسا، نديفرآ مورد در ازينمورد اطالعات هيکل وهايسناري ريتكرارپذ زانيم داد،يرو درخت و گذشته اطالعات و سوابق از استفاده با سپس، .گرفت

محاسبات و امديپي مدلساز PHAST Riskي تخصص افزار نرم از استفاده با. و نهايتا، ديگرد محاسبه يامدهايپو انفجار استخري آتش ،يفوران آتش ،که داد نشان امديپي مدلساز جينتا .گرفت صورت سكير

به مدلسازي آتش فوراني نشان داد که .حوادث رخ داده در ايستگاه ذخيره سازي گاز مايع هستند اصليکشته در 14کشته در شب و 17)پارگي کامل مخزن ذخيره سازي گاز مايع( با l-2سناريوهاي ، ترتيبکشته در روز، داراي بيشترين تلفات هشتکشته در شب و نه)پارگي کامل مخزن گاز کش( با l-5روز، و

)پارگي l-1سناريوي . از سوي ديگر، نتايج مدلسازي آتش استخري نشان داد که انددر شب و روز بودهکشته در روز، داراي 11کشته در شب و 12خط لوله انتقال گاز مايع از پااليشگاه به ايستگاه( با کامل

نتايج مدلسازي انفجار نيز نشانگر آن بود که، به ترتيب . همچنين، بيشترين تلفات در شب و روز بوده استمدلسازي پيامد جينتااين، اند. مضاف بربيشترين تلفات در شب و روز بوده داراي l-1و l-2سناريوهاي

دوم)خط لوله اصلي انتقال و مخازن ذخيره سازي( و هاي اولويسنارمربوط به ي فرد سكير ،که داد نشان

l (2 e-43/1 ،) 1-l (3-2بيشترين ريسك جمعي به ترتيب مربوط به سناريوهاي بوده و قبول قابل ريغe-81/1 ) 5و-l (4 e-46/1 ) تعيين متر 223ايستگاه ذخيره سازي گاز مايع نيز منيا فاصلهباشد. مي

.گرديد

1Liquefied Petroleum Gas

2Det Norske Veritas

3Hazard Identification

ي

استفاده از مخازن کروي، استفاده از سيستم آبپاش خودکار به جاي سيستم دستي، نصب گاز ياب در محل گردد. در ايستگاه مذکور مي اتصاالت و انجام به موقع اورهال تاسيسات باعث کاهش ريسك

گاز مايع امد،يپ يمدلساز سك،يري ابيارز ند،يفراي منيا :يديکل کلمات

-0-

:اول فصل تحقیق كلیات