随着天然气工业的发展，天然气用户越来越多，天然气在能源消耗结构中所占比例越来越大。2007年世界能源调查显示，天然气使用量在能源结构中占24.4％。由于天然气是一种清洁能源，具有环保、安全、经济的特点，天然气燃烧所造成的污染仅为石油气的1/40、煤炭的1/800，使用天然气将使空气污染加剧问题在一定程度上得到缓解。21世纪是天然气的时代。　　 但是在天然气开采和加工处理过程中，由于管道、储罐、工艺、人为管理不善等因素造成天然气泄露的事故时有发生。天然气泄漏后扩散到大气中，与空气混合形成可燃预混气体，遇到点火源，可能会引发火灾或者爆炸；即使不发生着火爆炸，泄漏出的天然气及其伴生物滞留在大气中，在未来较长时期对人类健康和生态环境会造成不良影响。所以，天然气泄漏不仅会导致能源物料流失，造成巨大的经济损失，还会引起火灾、爆炸、中毒、伤亡等恶性事故，严重威胁着人民生命财产的安全。因此，进行天然气处理净化过程的泄漏扩散及爆炸数值模拟研究，对天然气某处理厂安全运营和保障人身、财产安全意义重大。　　 本文在现场调研、资料研究的基础上，进行了以下几个方面的研究，并得到了相应的结论和成果：　　 本文首先分析了不同气田的天然气成分的差别以及国内外对天然气质量的要求，从气油井中产出的粗的天然气需要经过处理净化才能得到纯度较高、安全性能高、质量达到用户要求的天然气。终端用户对天然气质量要求的提高使得在天然气处理净化过程中的工艺要求相应提高。天然气处理净化过程工艺包括预处理、脱硫、脱水、回收硫磺、尾气处理、轻烃回收等过程。辅助系统包括热媒系统，作用是给其他工艺过程提供热量，也是安全管理的关键部分。本文分析了净化处理工艺的特点、属性与作用。针对本文的研究对象是一个日处理量为760×104m3/d的天然气某处理厂，产品包括天然气、丙烷、丁烷、轻烃，本文详细介绍了研究对象-某天然气处理厂的工艺情况、地理位置、气象条件，为后续的风险分析和数值模拟提供样本。　　 其次，本文分析了DOW化学火灾、爆炸指数法和事故树分析法等安全评价方法。以天然气某处理厂为研究对象，阐述处理厂的特征，定性的分析了处理厂的有害因素：包括物料的有害因素分析，生产过程中的危险有害因素分析，自然条件危害因素分析，人的不安全因素分析，安全管理方面的不安全因素分析和第三方破坏因素等等。选择DOW化学火灾、爆炸指数法对处理厂进行安全评价研究，得到了七个工艺过程的风险指数，经过安全措施补偿系数补偿后，得到七个工艺系统的最终风险指数，并根据风险级别与指数的关系，确定天然气某处理厂的风险级别。运用事故树分析法，分析处理厂内事故发生的直接原因事件，通过对原因事件的结果重要度的计算，找出导致事故的主要原因事件。　　 第三，本文分析了各种气体泄露扩散模型的适用条件及特点：包括高斯烟羽模型、高斯烟团模型、Sutton模型、箱体模型、FEM3C模型、拉格朗日粒子随机模型。经过比较，对于天然气密度较轻和不易与空气中成分反应的特点，适合斯烟羽模型、高斯烟团模型的前提条件，并由于高斯模型具有拟合性好的特点，因此选用高斯烟羽模型、高斯烟团模作业扩散计算模型。爆炸方面，分析了泄漏扩散后的池火灾(Pool Fire)，蒸汽云爆炸(VapourClound Explosion，简称VCE)，沸腾液体扩展蒸汽云爆炸(Boiling Liquid Expanding VapourExplosion，简称BLEVE)模型法。在本文的第五部分，研究了软件设置的合理性，指出模拟软件需具备基本结构，针对CAMEO的特性及强大的数据库功能进行模拟。根据天然气扩散的特点和气体扩散基理，结合数学、工程、系统学，建立了天然气扩散模型，采用模型进行天然气扩散进行研究，针对不同风速、地形、压力、泄露口的情况，对管道泄露和储罐泄露的情况进行模拟，并分析扩散的影响范围。根据当地气象条件，对极限风速38m/s、正常风速5 m/s、15m/s进行了天然气扩散模拟，结果在正常生产时的安全管理和极端天气下的应急管理提供持术支持。同时采用不同的爆炸模型对管道和储罐在各种条件下发生爆炸进行分析，模拟出其死亡半径、重伤半径、轻伤半径和安全半径，并结合处理厂的地置位置图、周边建筑、村庄、人群等情况，对天然气某处理厂的整体风险进行分析，得出研究对象如果发生爆炸可能会造成附近居民轻伤的危险。　　 第四，放空系统是处理厂处理过程中的重要一环，是工艺处理尾气及紧急放空时的保障措施。论文分析了放空系统的结构特点，系统组成及功能，并就其中的危险有害因素进行定性分析。本文研究了火炬燃烧原理，风速、压力、、温度、管道对其的影响，结合API标准，建立了放空火炬系统放空火焰计算摸型，计算出天然气某处理厂放空火炬火焰形状。根据热辐射风险分级，利用API热辐射模型并结合已计算出的火炬火焰高度，针对放空气体燃烧时的辐射热进行了系统的分析和计算，预测出正常工况下的辐射强度、对周围设备的危害以及紧急放空工况下放空扩散的浓度范围，确定天然气某处理厂放空系的风险等级，提出了安全对策措施并为应急管理提供支持。　　 最后对本领域的研究进行了总结和展望，未来在风险分析方法、模型选择和参数的选择做进一步的研究。