Consequence modeling and analysis of explosion and fire hazards caused by methane emissions in a refinery in cold and hot seasons

Abstract Background and Aim: Methane is one of the gaseous materials with high potential of damage. Today, it is widely used in process, chemical industries and human environments. This study thus aimed to predict the emissions and the probable effects of liquid methane using ALOHA software in order to perform appropriate safety measures and consequently to reduce the plausible adverse effects. Materials and Methods: Considering the results of HAZOP studies, the worst case scenario was chosen and, using ALOHA software, possible methane gas leak scenarios from the reservoir were modeled. During the study, all the moral standards were observed. Results: Based on the results obtained, gas concentrations of liquid methane would reach 400000 ppm in a distance of 39 meters around the reservoir, which is in the range of PAC-3 demonstrating risk of death threatening the lives of surrounding people. In the event of a full leakage of 238 meters around the reservoir, the methane gas concentration is predicted to be 50000 ppm, which is equivalent to the low explosive charge (LEL) of methane gas. Wave pressure of vapor cloud caused by methane leaks exceeds 1 psi in a distance of 270 meters. Conclusion: The consequences of methane toxicity in the studied refinery are one of the most serious threats to the personnel. Therefore, preparing a reaction plan for emergency conditions will have an effective role in limiting the harmful effects of the toxic and dangerous materials emissions. Keywords: Methane gas, consequence modeling, refinery, ALOHA softwar

Modeling the consequences and analyzing the dangers of carbon disulfide emissions using ALOHA software in an oil refinery

زمینه و اهداف: نشت مواد خطرناك در صنایع همواره یكی از عوامل تهدید كننده افراد شاغل و ساكنین اطراف این صنایع و آسیب به محیط زیست می­باشد. به همین دلیل این مطالعه با هدف پیش بینی پیامدهای احتمالی کربن دی سولفید، توسط نرم افزار ALOHA به منظور انجام اقدامات ایمنی مناسب، جهت کاهش پیامدها انجام شد. مواد و روش‌ها: در این بررسی در ابتدا از نتایج مطالعات HAZOP استفاده شد و بدترین سناریوی ممکن انتخاب گردید. سپس نرم افزار ALOHA جهت مدلسازی سناریوهای احتمالی انتشار کربن دی سولفید از مخزن، مورد استفاده قرار گرفت و در طی انجام این مطالعه کلیه موازین اخلاقی رعایت و مجوزهای مربوطه دریافت گردید. یافته­ ها: براساس یافته‌ها، در صورت وقوع حادثه، غلظتي از کربن دی سولفید كه به اتاق کنترل می‌رسد، كشنده می‌باشد؛ زيرا تا حدود 600 متر اطراف مخزن غلظت گاز کربن دی سولفید ppm 480 است كه در محدوده AGEL-3 است. در صورت نشت کامل تا فاصله 150 متری مخزن، غلظت کربن دی سولفید به ppm 7800می‌رسد که حدود 60 درصد حداقل غلظت قابل اشتعال این گاز است. فشار موج انفجار تا فاصله 190 متری مخزن حدود psi 3 می­باشد که ممکن است باعث صدمات جدی به افراد شود. نتیجه ­گیری: عواقب ناشي از سميت دی سولفید کربن در این پالایشگاه یکی از جدي‌ترين خطراتي است كه پرسنل را تهديد مي‌كند. بنابراین تهيه طرح واكنش در شرايط اضطراري نقش مؤثري در محدود نمودن اثرات زيان بار انتشار مواد سمي خواهد داشت.Background and Aims: The leakage of hazardous materials in industries threatens the workers and residents around these industries and also severely damages the environment. This study thus aimed to predict the emissions and the probable effects of carbon disulfide using ALOHA software in order to performing the appropriate safety measures and consequently to reduce the adverse effects. Materials and Methods: The results of HAZOP studies were used to identify the hazards in one of the refinery units. The plausible worst scenario was also chosen. ALOHA software was then used to model the probable scenarios of carbon disulfide emissions from the tank. All stages of this research were conducted ethically. Results: Based on the results obtained, the concentration of carbon disulfide reaching to the control room would be fatal in the event of an incident. This result is supported by carbon disulfide concentrations of 480 ppm in an area of up to 600 meters around the tank, which is in the range of AGEL-3. In the event of full leakage, the concentration of carbon disulfide would be 7800 ppm 150 m around the tank, which is about 60% of the minimum flammable concentration of this gas. The explosion wave pressure in a distance of up to 190 m around the tank is anticipated to be about 3 psi, which may cause serious injuries to workers. Conclusion: The consequences of carbon disulfide toxicity in the studied refinery are one of the most serious threats to the personnel. Therefore, preparing a reaction plan for emergency conditions will have an effective role in limiting the harmful effects of the toxic and dangerous materials emissions

مدل ‌سازی پیامد و تحلیل خطرات انفجار و آتش ‌سوزی ناشی از انتشار گاز متان در یک پالایشگاه از به تفکیک فصول سرد و گرم سال

Background and Aim: Methane is one of the gaseous materials with high potential of damage. Today, it is widely used in process, chemical industries and human environments. This study thus aimed to predict the emissions and the probable effects of liquid methane using ALOHA software in order to perform appropriate safety measures and consequently to reduce the plausible adverse effects. Materials and Methods: Considering the results of HAZOP studies, the worst case scenario was chosen and, using ALOHA software, possible methane gas leak scenarios from the reservoir were modeled. During the study, all the moral standards were observed. Results: Based on the results obtained, gas concentrations of liquid methane would reach 400000 ppm in a distance of 39 meters around the reservoir, which is in the range of PAC-3 demonstrating risk of death threatening the lives of surrounding people. In the event of a full leakage of 238 meters around the reservoir, the methane gas concentration is predicted to be 50000 ppm, which is equivalent to the low explosive charge (LEL) of methane gas. Wave pressure of vapor cloud caused by methane leaks exceeds 1 psi in a distance of 270 meters. Conclusion: The consequences of methane toxicity in the studied refinery are one of the most serious threats to the personnel. Therefore, preparing a reaction plan for emergency conditions will have an effective role in limiting the harmful effects of the toxic and dangerous materials emissionsزمینه و اهداف: گاز متان از جمله موادی با پتانسیل بالای آسیب‌رسانی است که امروزه به‌صورت گسترده در صنایع فرآیندی و شیمیایی و در محیط‌های انسانی استفاده می‌شود. این مطالعه با هدف پیش‌بینی پیامدهای احتمالی گاز مایع متان توسط نرم‌افزار ALOHA و به منظور انجام اقدامات ایمنی مناسب، جهت کاهش پیامدها انجام شد.  مواد و روش‌ها: در این مطالعه با استفاده از نتایج مطالعات HAZOP، بدترین سناریوی ممکن انتخاب شد و در این مطالعه کاربردی توسط نرم‌افزار ALOHA سناریوهای احتمالی نشت گاز متان از مخزن، مدل‌سازی شد. در طول مدت مطالعه، کلیه موازین اخلاقی رعایت شد.  یافته‌ها: بر اساس یافته‌ها، تا حدود 39 متری اطراف مخزن گاز مایع متان غلظت  این گاز ppm 400000 است که در محدوده PAC-3 بوده و خطر مرگ و تهدید زندگی افراد را دارد. در صورت نشت کامل تا فاصله 238 متری در اطراف مخزن، غلظت گاز متان، ppm 50000 است که برابر با حد پایین انفجار (LEL) گاز متان است. فشار موج انفجار ابر بخار ناشی از نشت متان، از مخزن تا فاصله 270 متری بیشتر از psi 1 است. نتیجه‌گیری: عواقب ناشی از سمیت گاز متان در این پالایشگاه یکی از جدی‌ترین خطراتی است که پرسنل را تهدید می‌کند. بنابراین طراحی یک برنامه واکنش اضطراری جهت محدود کردن اثرات احتمالی نشت گاز یک امر ضروری می‌باشد