1生產過程中的閃爆事故

2003年,某石化企業乙烯樹脂研究所,在小型實驗裝置上配置聚丙烯母料。生產過程中操作人員需要進行混料、放料、裝袋等工藝操作。當進行到放料裝袋作業時,突然發生閃爆事故。此次事故導致1名操作人員燒傷,物料被燒毀。據了解,在2年時間內,這類閃爆事故發生了3次,員工在心理上產生了嚴重的恐懼感。

調查發現,作業現場沒有明火,但對工藝過程中的物料測量結果顯示,現場存在著靜電放電,在向接料槽放料與成料裝袋的過程中都有靜電電荷聚積的現象。作業現場觀察到,當操作人員向料槽放料時,周圍空間產生大量的可燃氣體,所以可以認為事故的原因是由于生產過程中產生靜電放電,引燃了揮發在空氣中的可燃氣體。

2混料生產工藝

2.1生產中原料的特性

在配制聚丙烯母料的過程中,物料包括聚丙烯粉料和對叔丁基添加劑(液體)。

聚丙烯粉料具有較高的絕緣性,容易積聚電荷。添加劑對叔丁基是過氧化物,燃點12℃,屬易燃易爆物質,極易揮發,與空氣混合形成爆炸性混合物,微小的能量就能引起爆炸。

2.2生產工藝

聚丙烯母料配置的生產過程是:操作人員在小規模試驗裝置上,先將聚丙烯粉料倒入混料機內,再將對叔丁基添加劑按一定比例加入混料機內,啟動攪拌器進行高速攪拌,再向金屬槽(無專用接地線)內高速甩料,最后由操作人員用金屬器具撮入塑料編織袋中等待后續生產使用。

2.3?靜電的產生與分析

在聚炳烯母料的配置過程中,原料中聚丙烯粉體因高速攪拌和高速噴出產生靜電。由于聚丙烯粉料具有高電阻值的本質特性,積累的靜電電荷不容易消散,形成較高的靜電電壓。接料槽內粉體料堆表面靜電測試電壓在7~12kV,能夠與盛裝的金屬容器發生高壓放電,存在著兩次放電引燃的機會:一是在出料的瞬間有可能由料堆表面聚集的靜電荷,直接對其金屬接料槽發生沿面放電;二是在盛裝過程中有可能由料面聚集的靜電荷瞬間對操作員或人手拿的金屬器具發生火花放電,容易引燃放料過程中揮發到空氣中的對叔丁基過氧化物的易燃易爆物質。因此,乙烯樹脂研究所的混料作業現場是靜電事故典型的高危險場所。

3靜電危害治理方案的選擇

3.1管理措施

(1)安全管理人員應當重視靜電危害,及時加強防靜電專業知識的培訓,易燃易爆崗位(場所)的安全操作規程必須有防靜電的內容,職工要認真執行操作規程,增強工作責任心和安全意識。各裝置設備和管道的靜電接地點和跨接點必須牢固好用。操作人員(包括進入崗位的其他人員)應按要求穿著好防靜電服裝。要定期對各種防靜電設施進行檢查,確保安全生產。

(2)管理部門要深入生產現場進行檢查,及時發現問題,對安全隱患要認真整改,增加防靜電設備設施和技術措施。

(3)加大生產管理力度,對違章操作、冒險蠻干者要嚴格管理并給予必要的處罰,提倡嚴謹的工作作風,預防靜電災害事故的發生。

3.2?消除靜電危害的技術措施

(1)改進操作工藝,盡量避免靜電放電現象的存在。

事故調查中發現人工裝袋作業過程中使用金屬撮子,金屬撮子與盛裝絕緣性物料的金屬槽沒有做接地的等位連接,容易發生靜電放電,而且放電電荷轉移量是一次性的能量釋放。因此,建議將金屬撮子換成木制撮子。同時在撮料前,須要先用無源消電毛刷對粉料堆表面緩慢地刷一遍,消除靜電后再進行裝袋操作,以保證安全生產。

(2)利用泄漏導走的方法迅速排除靜電。

接地是消除靜電危害最簡單的方法,現場檢查中發現金屬器具無專用接地設施。盛裝絕緣性物料的金屬容器和器具必須進行接地處理,定期測量接地電阻值,將靜電電荷迅速導入大地。

(3)利用中和電荷的方法減少靜電積累。

生產環境中采用離子流靜電消除器是消除粉體靜電的最有效方法。在危害治理過程中,通過不斷的試驗和測試,確定了在混料機的放料口(一次消電)和金屬接料槽的上方(二次消電),采用具有防爆性能和良好消電效率的離子流靜電消除器消防粉體料堆中物料的靜電。靜電消除器是利用電源高能電場,產生電暈離子流。即,使用電暈針體將周圍環境空氣中的氣體分子電離出“正、負”離子,再利用保護氣體的輸送和電荷的本質特性,使反極性電荷與物料帶電體上的電荷進行充分的中和,從而達到消除靜電的目的。

(4)改變生產環境。

針對現場的惡劣情況——作業環境中揮發有大量的對叔丁基添加劑易燃易爆氣體以及大量飛揚的粉塵,建議在生產允許的情況下安裝加濕機,既稀釋了易燃易爆物質又有利于靜電荷的消散。

3.3?及時檢測

建議現場安全管理人員配置專用靜電電壓表,及時檢測料堆表面的靜電壓狀況,以判斷消電設施的工作狀況和完好性能。

4?靜電危害治理的效果

在混料工藝靜電危害的治理方案實施初期,安裝了粉體靜電消除器后,我們對工藝現場的放料料堆表面靜電電壓進行測量,結果見表1(略)。

測試結果表明,實施的治理方案有著良好的防靜電效果。但是,由于對叔丁基是過氧化物,揮發到空氣中后產生易燃易爆物質,微弱的放電能量就能引起燃爆,因此,在治理措施實施的初期,整改后運行了半年的時間又發生一次放料閃爆事件。通過再次測試和分析,增設了金屬接料槽上方的消電器和先用無源消電毛刷對料堆表面刷一遍的操作措施。要求進行3次消電后再進行下一步裝袋操作,并且要求操作人員及時監測靜電電壓表,保證消電設施的完好性。

新的措施進一步提高了靜電消除效率。在擴大生產規模的情況下,一直安全運行,提高了企業的社會效益和經濟效益。

5?結束語

石油化工生產工藝中靜電的產生是不可避免的,只有采取必要的靜電治理和防范措施,才能提高企業的安全生產能力。由于石油化工生產工藝的復雜性和起電因素、起電部位的繁雜狀況,因此在靜電危害的治理過程中,要以綜合治理方案為主(單一的措施不一定有良好的效果),針對具體的工藝狀況和周圍環境情況,通過不斷的試驗,設計和實施專項的防靜電管理措施,采用必要的消除靜電的設備設施,改善生產作業環境,才能提高靜電防治水平。

篇2:石油化工靜電接地固定設備規定

1、固定設備(塔、容器、機泵、換熱器、過濾器等)的外殼,應進行靜電接地。若為覆土設備一般可不做靜電接地。

2、直徑大于或等于2.5m及容積大于或等于50`m^3`的設備,其接地點不應少于兩處,接地點應沿設備外圍均勻布置,其間距不應大于30m.

3、有振動性能的固定設備,其振動部件應采用截面不小于6`mm^2`的銅芯軟絞線接地,嚴禁使用單股線。有軟連接的幾個設備之間應采用銅芯軟絞線跨接。

4、轉動物體的接地,可采用導電潤滑脂或專用接地設施(如在無爆炸、無火災危險環境內可采用滑環和電刷等)進行接地,但類似于閥桿、軸承轉動部分可不必進行上述連接。容易積聚、電荷的皮帶或傳送帶,宜采用導電橡膠制品。

5、皮帶傳動的機組及其皮帶的防靜電接地刷、防護罩,均應接地。

6、可燃粉塵的袋式集塵設備,織入袋體的金屬絲的接地端子應接地。

7、設備內部的各部件之間的活動連接或滑動連接等部位,應保持其接觸電阻值在1000Ω以下。

8、固定設備與接地線或連接線宜采用螺栓連接,連接端子可設置在設備的側面、設備聯合金屬支座的側面或端部位置,接地端子與接地線的材料選擇應符合規定。

9、與地絕緣的金屬部件(如法蘭、膠管接頭、噴嘴等),應采用銅芯軟絞線跨接引出接地。

篇3:石油化工企業靜電危害防范措施

石油化工企業存在有可燃氣體(蒸汽)爆炸性混合物的危險場所,有些危險物質易產生和積聚靜電荷,當靜電電位達到一定的程度,并具備放電條件,且產生的放電火花能量大于該危險物質的最小點燃能量時,即可引發爆炸和著火事故。筆者就石油化工企業靜電引燃爆炸危險情況進行了論述,并提出消除靜電危害的防范措施。

靜電的產生與危害

據有關資料統計,因靜電引起的火災和爆炸事故,在石油化工生產與銷售行業以及制藥、橡膠和粉末加工業居多。不難看出,由于石化企業存在大量液態碳氫化合物,易于產生可(易)燃氣體或蒸汽;其點燃能量很低,一般都在0.3MJ以下;又多以輸送、過濾、儲運、沖擊、攪拌、調和、噴射和涂層等為主要的生產工藝過程。由于此類液體(有的還常常夾帶著固體或液體雜質)在管道中高速流動,會與管壁大面積摩擦或者與容器壁及其它介質摩擦,從而導致靜電的產生。有資料表明,其在生產和操作過程中產生的靜電可以達到幾伏到幾萬伏,當靜電電壓在3000V以上時,若存在放電條件,則靜電放電火花所具有的能量,足以點燃汽油、乙醚等蒸汽與空氣的混合物,進而導致爆炸或燃燒。因此,討論液體靜電的危害,對石化企業安全生產是十分重要的。

靜電放電的常見方式主要有電暈放電、刷形放電和火花放電等3種形式,而對容器內烴類油品的放電主要為電暈放電和火花放電等兩種方式。一般情況下,電暈放電往往發生在靠近油面的突出接地金屬(如罐壁的突出物、裝油鶴管等)與油面之間,因而放電能量是極微小的,通常不會點燃液面蒸汽,但極有可能發展成為火花放電。

火花放電是極間空氣被擊穿而造成的,有明顯集中點,放電時有短促爆裂聲,能量在一瞬間集中釋放。此種放電形式造成事故的概率最高。此外,若絕緣體帶有的大量靜電,在對空氣發生放電的同時,還會沿著絕緣體表面進行放電。它的放電能量亦較大,引起靜電危害的概率也較高。石化企業時有發生的火災爆炸事故,多因火花放電為主。

另外,靜電放電產生的瞬間沖擊性電流通過人體某一部分時,可造成人體靜電電擊傷害。當人體帶電電位達3KV時,人體即有明顯的電擊感覺。靜電電擊雖不會致人而死,但往往會造成人員高空墜落,從而致使人員傷亡。靜電的存在不僅影響工作效率,還可能造成工作人員緊張,影響操作。

靜電的積聚及影響因素

靜電的積聚是引起靜電災害事故的主要根源。靜電產生的的大小主要與其物質電阻率有關。電阻是靜電產生的條件,也是靜電能否積聚的根本原因之一。通常電阻率越小,導電性能越好。電阻率小于108Ω?㎝為靜電導電體,此類物體不會引起危害,因為電阻率如此小的物體即使產生靜電,也能瞬時消失;電阻率在108~1010Ω?㎝之間的物體通常帶電量是不大的;電阻率在1011~1015Ω?㎝之間的物體易于帶靜電,是石化企業防靜電工作的重點對象;當電阻率大于1015Ω?㎝,物體反而不易產生靜電,但一旦帶有靜電就難以消除。如汽油、苯等電阻率在1011~1015Ω?㎝之間,它們是容易帶電的,也難于消散。

另外,因物質介電常數(決定電容的一個主要因素)的不同,在具體操作條件下,其電容與電阻結合起來,將決定靜電的消散規律,并成為影響電荷積聚的另一個因素。對于液體電阻率低的,其介電常數相對較大。如果液體相對介電常數大于20,并以“連續相”存在并接地,一般來說,不管是輸送還是儲運都不大可能造成靜電的積聚。

此外,靜電的產生與積聚,除與其物質本身的內在因素有關,還與生產過程和作業環節中介質的流速、壓力、管道內壁粗糙程度、管徑及其所含雜質等有關。通常情況下,烴類油品帶電與管線內壁粗糙程度成正比,內壁越粗糙,帶靜電越多;流速越快,流動時間越長,流經的閘閥、彎頭越多,產生的靜電荷越多;除柴油外,油品的溫度越高,產生的靜電荷也越多;用絕緣材料制成的容器和管線盛裝或輸送油品,較導電的金屬材料制成的容器和管線產生的靜電荷將很多;流通截面面積和流動方向的急劇改變會使靜電的產生驟然增大,如油品流經管道內設置的過濾器后,其靜電產生量有時會增加10~200倍。

同樣是烴類油品,灌裝方式有底部進油(液下裝油)和上部裝油(噴濺式裝油)。相比之下,上部裝油產生的靜電更大。其原因在于灌裝過程中大量的液體不斷分離,因而產生新的電荷,更重要的是液面電荷沒有充分時間馳張(一般認為馳張時間在30秒以上),導致液面表層電荷密度較高。同時,因油品沖擊罐壁造成噴濺飛沫而產生大量靜電。加之灌裝過程中又常常有油霧出現,一旦與空氣混合達到爆炸極限濃度,則會有更大的危險性。底部進油時如罐底有沉積水,沉積水受進油方式的攪動也會產生很高的靜電電位。

另外,氣候對靜電的產生與積聚也有很大影響,如嚴寒的冬季和炎熱的夏季,天氣干燥,空氣的相對濕度小,更容易產生靜電。不同油品相混也會增加靜電的產生量。最后,還必須提及的是,人體在很多條件下也能夠帶靜電。在存有可燃混合氣體的環境中,人體靜電也是不容忽視的“危險源”。

靜電危害的防范措施

靜電最為嚴重的危害是引起爆炸和火災,其在瞬間即釋,放電能量大是其引發靜電危害的突出特點。因此,必須采取切實有效的措施來消除靜電危害。防止靜電危害的關鍵是:防止或減少靜電的產生;設法導走或中和產生的電荷,并使它無法積聚;防止有足夠能量的靜電放電;防止爆炸性混合氣體的形成。

目前,在石化企業中采用的消除靜電危害的方法很多,從機理上歸納,大致可分為3類:第一類是泄漏法。接地、增濕、加入抗靜電劑、鋪設導電橡膠或噴涂導電涂料等均屬泄漏法;第二類是中和法。其原理是對帶電體外加一定量的反電荷,使其與帶電體上的電荷中和,從而避免和減少靜電的積聚,如安裝靜電消除器等;第三類是工藝控制法。如在材料選擇、工藝設計、設備結構和操作管理等方面采取措施。

下面重點介紹幾種常見的消除靜電危害的方法和具體措施:1.接地。用來加工、貯存、運輸各種可燃性液(氣)體或液化烴及粉體的設備及管道進出裝置,爆炸危險場所的邊界,管道泵及其過濾器、緩沖器等都必須接地;汽車槽車、鐵路罐車和裝卸棧臺,要設有專用接地接頭或防靜電接地裝置。汽車槽車行走時應裝設專用的導電橡膠拖地帶,牢固連接在槽車上并垂掛于地面方向;爆炸危險區域內的油品、液化石油氣和天然氣等管道上的法蘭、膠管兩端等連接處應用金屬線跨接。法蘭的連接螺栓少于5根,且在易腐蝕環境下,亦應進行跨接;金屬采樣器、檢尺器、測溫器等應經導靜電繩索接地;防靜電接地裝置的接地電阻和法蘭跨接的接觸電阻不應大于100Ω和0.03Ω。

2.增濕

在生產作業現場安裝空調設備、噴霧器或懸掛濕布片,以提高空氣的濕度,從而降低或消除靜電的危險。從消除靜電危害的角度考慮,在允許增濕的生產或作業場所,保持相對濕度在70%以上較為適宜。

3.添加抗靜電劑

由于抗靜電劑具有較好的導電性或較強的吸濕性。因此,加入抗靜電劑,能有效降低材(原)料的體積電阻或表面電阻,加速靜電泄漏,從而消除或降低靜電危害。但應注意防止某些抗靜電劑的毒性和腐蝕性造成的危害。同時,對于懸浮狀粉塵或蒸汽,任何抗靜電劑都不起作用。因此,只有選擇合適的抗靜電劑,才會收到理想的防靜電危害效果。

4.靜電消除器

安裝靜電消除器是靜電中和法的具體應用。此類產品生產廠家較多,要注意選擇作用范圍大、消電效果好、耗電低、易于安裝和便于管理的靜電消除器,消除器要適應場所的電氣安全要求。

5.工藝控制法

工藝控制法是指在工藝和操作管理上采取相應的措施:如控制流速,尤其初始流速;避免噴濺和沖擊;消除雜質,避免油品與水、空氣以及不同油品相混等,都是行之有效的措施。

6.人體靜電的消除

減少靜電在人體上的積聚,可利用接地,穿防靜電鞋與工作服等防護措施,但只有選擇具有資質的廠家生產的合格產品,才能有效防止和降低靜電的產生與積聚。為確保安全,員工在工作場所不應穿脫衣物,且不得攜帶與工作無關的金屬物品,如鑰匙、硬幣、手表和戒指等。