石油化工生產中,工藝參數主要是指溫度、壓力、流量、液位及物料配比等。防止超溫、超壓和物料泄漏是防止火災爆炸事故發生的根本措施。

1.溫度控制

溫度是石油化工生產中主要的控制參數之一。不同的化學反應都有其自己最適宜的反應溫度,正確控制反應溫度不但對保證產品質量、降低消耗有重要意義,而且也是防火防爆所必須的。溫度過高可能會引起劇烈反應而壓力突增,造成沖料或爆炸,也可能會引起反應物的分解著火。溫度過低,有可能會造成反應速度減慢或停滯,而一旦反應溫度恢復正常時,則往往會因為未反應的物料過多而發生劇烈反應而引起爆炸;溫度過低還會使某些物料凍結,造成管路堵塞或破裂,致使易燃物料泄漏而發生火災爆炸。

為嚴格控制溫度,應在以下幾個方面采取措施:

(1)除去反應熱或適當采取加熱措施。化學反應一般都伴隨著熱效應,放出或吸收一定熱量。例如基本有機合成中的各種氧化反應、氯化反應、水合和聚合反應等均是放熱反應;而各種裂解反應、脫氫反應、脫水反應等則是吸熱反應。為使反應在一定溫度下進行,必須向反應系統中加入或移去一定熱量,以防因過熱而發生危險。

(2)防止換熱在反應中突然中斷。化學反應中熱量平衡是保證反應正常進行所必須的條件。放熱反應中的熱量采出往往是保證不發生超溫超壓事故的基礎。若在生產工藝控制中不能保證換熱系統正常工作,那么就必須有在中斷換熱的同時中斷化學反應的手段。例如:苯與濃硫酸混合進行磺化反應,除有冷卻系統以外還需用攪拌器加速熱的傳導防止局部過熱,但是若在反應中攪拌器突然停電,物料分層,當攪拌器再開動后,反應劇烈,冷卻系統來不及移去大量反應熱,造成溫度升高,尚未反應的苯會受熱氣化,造成超壓爆炸。為防止換熱突然中斷可用雙路供電、雙路供水(指冷卻用的傳熱介質)。

(3)正確選擇傳熱介質。石油化工生產中常用的熱載體有水蒸氣、水、礦物油、聯苯醚、熔鹽、汞和熔融金屬、煙道氣等。正確選擇熱載體,對加熱過程的安全有十分重要的意義。

應當盡量避免使用與反應物料性質相抵觸的物質作為熱載體。例如:環氧乙烷很容易與水發生劇烈反應,甚至有極其微量的水滲進液體環氧乙烷中,也容易引起自聚發熱而爆炸。這類物質的冷卻或加熱不能用水和水蒸氣,而應該使用液體石蠟等作為傳熱介質。

(4)加強保溫措施。合理的保溫對工藝參數的控制,減少波動,穩定生產都有好處,同時也可防止高溫設備與管道對周圍易燃易爆物質產生著火爆炸的威脅,在進行保溫時最好選用防漏防滲的金屬鐵皮做外殼,減少外界易燃物質泄漏滲入保溫層中積存,發生危險。

2.投料控制

對于放熱反應的裝置,投料速度不能超過設備的傳熱能力,否則,物料溫度將會急劇升高,引起物料的分解、突沸而產生事故。加料溫度如果過低,往往造成物料積累、過量,溫度一旦適宜反應便會加劇進行,加之熱量不能及時導出,溫度及壓力都會超過正常指標,造成事故。

反應物料的配比應嚴格控制,參加反應的物料濃度、流量等要準確的分析和計量。對連續化程度較高、危險性較大的生產更應特別注意。如環氧乙烷的生產中,乙烯與氧混合進行反應,其配比臨近爆炸范圍,尤其在開停車過程中,乙烯和氧的濃度都在發生變化,且開車時催化劑活性較低,容易造成反應器出口氧濃度過高,為保證安全,應設置聯鎖裝置,經常核對循環氣的組成,盡量減少開停車次數。

許多聚合物的生產,特別是可燃物質參加反應的生產,常用氧化劑(過氧化劑)做催化劑,若控制不當將產生劇烈反應產生爆炸。高壓聚乙烯反應器的分解爆炸就是因控制配比失調而發生爆炸的居多。能形成爆炸性混合物的生產,其配比應嚴格控制在爆炸極限范圍以外,如果工藝條件允許,可以添加惰性氣體進行稀釋保護。

在投料過程中,另一個值得注意的問題就是投料順序。石油化工生產中的投料順序是根據物料性質、反應機理等要求而進行的。例如氯化氫的合成,應先投氫氣后投氯;三氯化磷的生產應先投磷后投氯,否則有可能發生爆炸。

在石油化工生產中,許多化學反應由于反應物料中危險雜質的增加會導致副反應、過反應的發生而造成燃燒或爆炸。因此,生產原料、中間產品及成品都應有嚴格的質量檢驗,保證其純度。例如:聚氯乙烯的生產中乙炔與氯化氫反應生成氯乙烯,氯化氫中游離氯一般不允許超過0.005%,因為氯與乙炔反應會生成四氯乙烷而立即爆炸。

3.防止跑冒滴漏

石油化工生產中的跑冒滴漏往往導致易燃易爆物質在生產場所的擴散,是發生火災爆炸事故的重要原因之一。因此在工藝指標控制、設備結構形式等方面應采取相應的措施,操作人員要精心操作,堅持巡回檢查,穩定工藝指標,加強設備維護,提高設備完好率。

4.緊急情況停車處理

在石油化工生產中,當發生突然停電、停水、停汽、可燃物大量泄漏等緊急情況時,生產裝置就要停車處理,此時若處理不當,就可能發生事故。

在緊急情況下,整個生產控制,原料、氣源、蒸汽、冷卻水等都有一個平衡的問題,這種平衡必須保證生產裝置的安全。一旦發生緊急情況,就應有嚴密的組織,果斷的指揮、調度,操作人員正確的判斷,熟練的處理,來達到保證生產裝置和人員安全的目的。

(1)停電。為防止因突然停電而發生事故,關鍵設備一般都應具備雙電源聯鎖自控裝置。如因電路發生故障裝置全部無電時,要及時匯報和聯系,查明停電原因,并要特別注意重點設備的溫度、壓力變化,保持必要的物料暢通,某些設備的手動攪拌、緊急排空等安全裝置都要有專人看管。發現因停電而造成冷卻系統停車時,要及時將放熱設備中的物料進行妥善處理,避免超溫超壓事故。

(2)停水。局部停水可視情況減量或維持生產,如大面積停水則應立即停止生產進料,注意溫度壓力變化,如超過正常值時,應視情況采取放空降壓措施。

(3)停汽。停汽后加熱設備溫度下降,汽動設備停運,一些在常溫下呈固態而在操作溫度下為液態的物料,應防止凝結堵塞管道。另外,應及時關閉物料連通的閥門,防止物料倒流至蒸汽系統。

(4)停風,。當停風時,所有以氣為動力的儀表、閥門都不能動作,此時必須立即改為手動操作。有些充氣防爆電器和儀表也處于不安全狀態,必須加強廠房內通風換氣,以防可燃氣體進入電器和儀表內。

(5)可燃物大量泄漏的處理。在生產過程中,當有可燃物大量泄漏時,首先應正確判斷泄漏部位,及時報告有關領導和部門,切斷泄漏物料來源,在一定區域范圍內嚴格禁止動火及其它火源。操作人員應控制一切工藝變化,工藝控制如果達到了臨界溫度、臨界壓力等危險值時,應正確進行停車處理,開動噴水滅火器,將蒸汽冷凝,液態烴回收至事故槽內,并用惰性介質保護。有條件時可采用大量噴水系統在裝置周圍和內部形成水霧,以達到冷卻有機蒸氣,防止可燃物泄漏到附近裝置中的目的。

篇2:石油化工生產應急排液防火防爆安全措施

針對石油化工生產中,事故情況下緊急排放可燃液體可能帶來的火災爆炸危險,闡述了在工藝上和設計上應急安全排液應采取的防火防暴技術措施。

在石油化工生產中,可燃液體的應急安全排放,是防止火災、爆炸蔓延擴展的重要措施。甲、乙、丙類的設備均應有事故應急排放設施。為了確保排放安全,防止火災爆炸事故發生,必須從排放設施的設計上、排放工藝上和操作上采取相應的安全措施。

1可燃液體排放設施的功能

可燃液體的應急排放設施主要是用于事故情況下的排放,當生產裝置發生故障,反應物料發生劇烈反應,采取加強冷卻,減少投料等措施難以奏效,不能防止反應設備超壓、超溫、暴聚、分解爆炸事故,應將設備內物料及時排放。尤其是在火災狀態下,為了減少物料損失或防止火災蔓延擴大,并協助滅火,需將裝置內的液態物料泄壓排放。

2可燃液體的排放設施

可燃液體物料的排放系統可以利用專門的設施,或利用通常的工藝管線和容器進行排放。

可燃液體的排放設施有抽送系統和壓力自流系統兩種類型。抽送系統由緊急冷卻器、緊急排液管線、事故儲槽或排放罐等組成。壓力自流系統由緊急排液管線、緊急放空塔、緊急排放池及隔油、轉油和排污系統組成。緊急放空塔、池設施也可以用于抽送系統。

緊急冷卻器是用于冷卻排放的所有料液,使之降溫而消除火災與爆炸危險的安全設備。一般為蛇管式,可以專用,也可以設計成兩用的,即在正常操作時作為冷卻器組的一部分。事故儲槽是專門用于接受冷卻后緊急排泄物料的安全設備,一般為立式鋼罐。容積較大的直接火加熱器、危險性較大的反應器,如氧化、硝化、氯化反應器等,均需裝設事故儲槽。大型石油化工裝置油品的排放,需通過緊急放空塔、池進行。緊急放空塔下段有5~6層擋板,下部進油,上部噴淋冷卻水,緊急放空塔下段的上部還應接入消防蒸汽。緊急放空塔可放在池內,塔池相通,但緊急放空池內應經常保持1/3以上的水,塔底應浸在水面以下。

3可燃液體應急排放的安全技術措施

3.1事故排放設備設置在安全位置

設在廠房里的生產設備或容器,在緊急情況下,其內液體應放流到設在廠房外的地下或半地下專用事故貯槽或排放罐中。廠房到事故儲槽或排放罐的距離應與到設在廠房外的工藝設備相同。從露天裝置或工藝臺架到事故儲槽或排放罐的距離應布置在裝置或臺架范圍以外,不應當將其設在廠房和與這些廠房有聯系的露天裝置或臺架之間。

緊急排液時,緊急放空塔、池都有著火的危險。因此,緊急放空塔、池應設置在安全地帶,通常應與其他裝置或設施的安全距離為30m。用動力輸送緊急排放物料的轉油泵,距緊急排液池的距離應為15m以上。緊急放空塔或緊急排放池應設置在污水處理廠附近,盡量縮短排污管線的距離。

3.2及時啟動排放設施

發生時故事,應能及時啟動安全排放設施。事故閥門通常設在廠房外或第一層靠近出口的位置。如果閥門有遠距離傳動裝置,則事故閥門應安在需放空的設備或裝置附近,起動按鈕要設在廠房外出口旁。事故放空最好是自動打開閥門,并與設備或裝置停止運轉的設施相聯動。起動閥門的自動系統傳感器,要安裝在可能發生火災的區域。

緊急排放的管道要向事故儲槽或排放罐一側傾斜,并且盡可能取直線減少彎曲。除設備閘閥外,所有事故放空管道上不準安裝閘閥。

緊急排放管線要經常檢查,如有可能,應經常用300℃、0.3MPa(表壓)的過熱蒸汽吹掃,以確保其暢通。

3.3事故排放設備應有足夠容積

主要緊急排液安全處理設備的規格,需依據最大緊急排液量來確定。最大緊急排液量一般按在同一時間內只有一個裝置發生事故來考慮。如果幾個裝置或全廠共用一個緊急放空設施,則按一次緊急排液量最大的裝置考慮緊急排液安全處理設施。在煉油廠,一般最大緊急排液量按管式爐或分餾塔底油考慮,如60萬t/a或120萬t/a的催化裂化裝置,一次最大緊急排液量為300m3,50~60萬t/a的熱裂化和延遲焦化裝置為200m3。一個事故儲槽可以同若干個容器相連,其容量不應小于其中最大一個容器的容積。

在車間里,一些容量不大的設備,如計量槽、分配器、壓力箱、燃料柜、淬火池等,不必設置專門的事故儲槽。它們可利用設在室外或設在毗連的廠房內,但需用實體墻分隔開的生產容器作為緊急放空排放儲罐。此時,液體的放空只能采取自流式。

3.4控制排放液體流速

處理事故要求的時間較短,小于10~15min,最好采用抽送和壓放的方式排放,如石油煉制企業的催化裂化裝置,就是采用此法排放其中物料的。利用惰性氣體壓放,既可加快排放速度,又可消除在設備中發生爆炸的可能性。

通常在操作中出現異常事故,或在設備運行中發生故障,或在火災情況下須進行緊急排放的易燃易爆液態物料,都是處于沸點的溫度條件下,通過管線進入緊急放空塔等設備中,若流速過快,易引起閃蒸。另外,排液速率過快時,生產裝置內可造成瞬間真空,吸入空氣或火焰,帶來更大的爆炸危險。因此,應適當控制排放速率。對于密度較大而泄放壓力較小的液態物料,一般閃蒸量較少,緊急排液時間也可較長,一般按30min考慮,如石油煉制企業的常減壓蒸餾、延遲焦化、熱裂化等裝置,主要應采用自流排液方式,經緊急排液管線、緊急冷卻器轉送緊急放空塔、緊急事故罐等儲存處理系統。

緊急排液管直徑應根據排液量和緊急排液的限制時間及安全性來確定。石油煉制企業,60萬t/a或120萬t/a的催化裂化裝置要求緊急排液時間較短,排放管徑應較大,其余裝置的排放管徑一般與加熱爐入口管徑相同。

3.5防止排放設備發生火災爆炸

為了預防排放的液體物料發生閃蒸,蒸出的可燃蒸氣與空氣形成爆炸性混合物,緊急冷卻的冷卻面積要足夠大,保證其冷卻效果。緊急放空塔的冷卻水量,應根據最大緊急放空量和泄放物料的溫度確定。

事故儲槽要制成密閉式的。但它在使用過程中可能積存凝結水。此時,若放進高溫液體,可能使水急劇汽化,槽內壓力急劇上升而發生蒸汽物理性爆炸。因此,積存的水要定期放掉。事故儲槽的底要做成有坡度的,以便將水排干凈。

為了防止高溫液體流入封閉式事故儲槽和空氣接觸形成爆炸性混合物而發生爆炸,排放高溫液體之前,要用水蒸氣或惰性氣體吹洗事故儲槽及其管道。

3.6排放設施的安裝符合要求

緊急排放的物料溫度往往較高,因此,緊急排液管線要認真考慮熱補償問題,防止管線受高溫作用,破裂失效。事故放空管道應用水封保護,以防火焰沿管發生蔓延。

事故儲罐上面要安裝呼吸管以控制罐內壓力,呼吸管應對著安全方向,并且阻火器加以保護。如果排放的油品較重,事故儲罐應具有保溫或加熱設施。蒸汽加熱盤管的面積應按48h升溫30℃設計。

幾個裝置共用一個放空塔、池設施排液時,冷卻器就布置在裝置內,由各裝置自行管理。幾個裝置共用一條緊急排液管線時,其連接處必須各加單向閥,防止物料竄流。

緊急放空池應設簡易的隔油設施和可將污油抽送至污油罐或燃料油罐的蒸汽泵或電力油泵。污油泵的輸送能力以8h內送完一次最大排放量選定。池內污水應靠自流流入污水處理廠進行安全和凈化處理,并且宜設置用蒸汽吹掃污水管的接管。

3.7加強消防安全管理

應急排放可燃液體物料屬于火災危險性操作,必須加強消防安全管理。應制訂完善的安全操作規程,并且嚴格執行,確保操作安全。在緊急排液的狀態下應實施消防現場監護,及時處理意外情況。緊急排液后,必須用蒸汽吹掃整個排放管線和冷卻器。

篇3:石油化工生產防火防爆措施

一、石油化工生產中火災爆炸危險性分析

?石油化工生產中火災爆炸危險性可以從生產過程中的物料的火災爆炸危險性和生產裝置及工藝過程中的火災爆炸危險性兩個方面進行分析。具體地說,就是生產過程中使用的原料、中間產品、輔助原料(如催化劑)及成品的物理化學性質、火災爆炸危險程度,生產過程中使用的設備、工藝條件(如溫度、壓力),密封種類、安全操作的可靠程度等,綜合全面情況進行分析,以便采取相應的防火防爆措施,保證安全生產。(一)石油化工生產中使用物料的火災爆炸危險性石油化工生產中,所作用的物料絕大部分都具有火災爆炸危險性,從防火防爆的角度,這些物質可分為七大類。即:(1)爆炸性物質,如硝化甘油等;(2)氧化劑,如過氧化鈉、亞銷酸鉀等;(3)可燃氣體,如苯蒸氣等;(4)自燃性物質,如磺磷等;(5)遇水燃燒物質,如硫的金屬化合物等;(6)易燃與可燃液體,如汽油、丁二烯等;(7)易燃與可燃固體,如硝基化合物等。(二)生產裝置及工藝過程中的火災爆炸危險性(1)裝置中貯存的物料越多,發生火災時滅火就越困難,損失也就越大;(2)裝置的自動化程度越高,安全設施越完善,防止事故的可能性就越高;(3)工藝程度越復雜,生產中物料經受的物理化學變化越多,危險性就增加。(4)工藝條件苛刻,高溫、高壓、低溫、負壓,也會增加危險性;(5)操作人員技術不熟練,不遵守工藝規程,事故狀態時欠鎮靜、處理不力,也會造成事故;(6)裝置設計不符合規范,布局不合理,一旦發生事故,還會波及鄰近裝置。

二、石油化工生產防火防爆措施石油化工生產防火防爆措施

(一)火源控制石油化工生產中,常見的著火源除生產過程本身的燃燒爐火、反應熱、電火花等以外,還有維修用火、機械摩擦熱、撞擊火花、靜電放電火花以及違章吸煙等。這些火源是引起易燃易爆物質著火爆炸的常見原因。控制這些火源的使用范圍,對于防火防爆是十分重要的。1.明火控制石油化工生產中的明火主要是指生產過程中的加熱用火、維修用火及其它火源。

加熱易燃液體時,應盡量避免采用明火,而采用蒸氣、過熱水、中間載熱體或電熱等。如果必須使用明火,設備應嚴格密閉,燃燒室應與設備建筑分開或隔離。在有火災爆炸危險場所的貯罐和管道內部作業,不得采用普通電燈照明,而應采用防爆電器。在有火災爆炸危險的廠房內,應盡量避免焊割作業,進行焊割作業時應嚴格執行工業用火安全規定。在積存有可燃氣體、蒸氣的管溝、深坑、下水道內及其附近,在沒有消除危險之前,不能有明火作業。電焊線破殘應及時更換或修理,不能利用其與易燃易爆生產設備有聯系的金屬件作為電焊接地線,以防止在電器通路不良的地方產生高溫或電火花。對熬煉設備要經常檢查,防止煙道竄火和熬鍋破漏。盛裝物料不要過滿,防止溢出。在鍋灶設計上可采用“死鍋活灶”的方法,以便隨時搬出灶火。在生產區熬煉時,應注意熬練地點的選擇。噴燈是一種輕便的加熱工具,主要用于維修方面。在有火災爆炸危險場所使用噴燈,應按動火管理制度進行并將可燃物清理干凈。煙囪飛火,汽車、拖拉機、柴油機等排氣管噴火,都可能引起可燃氣體、蒸氣燃燒爆炸。為防止煙囪飛火,爐膛內燃燒要充分,煙囪要有足夠的高度,周圍一定距離內不搭建易燃建筑,不堆放易燃易爆物質。為防止機動車輛排氣管噴火引進火災,可在排氣管上安裝火星熄滅器。2.摩擦與撞擊火花的控制機器中軸承等轉動部分的摩擦,鐵器的相互撞擊或鐵器工具打擊混凝土地坪等都可能發生火花,當管道或鐵制容器裂開物料噴出時也可能因摩擦而起火花。為避免這類火花產生,必須做到:(1)對軸承及時添油,保持良好潤滑,并經常清除附著的可燃污垢。(2)凡是撞擊的兩部分應采用兩種不同的金屬制成,例如鋼與銅、鋼與鋁等,撞擊的工具用鍍青銅或鍍銅的鋼制成。不能使用特種金屬制造的設備,應采用惰性氣體保護或真空操作。(3)為防止金屬零件隨物料帶人設備內發生撞擊起火,要在這些設備上安裝磁力離析器。不宜使用磁力離析器的,如特別危險的物質(硫、碳化鈣等)的破碎,應采用惰性氣體保護。(4)搬運盛裝有可燃氣體和易燃液體的金屬容器時,不要拋擲、拖拉、震動。(5)不準穿帶釘子的鞋進入易燃易爆車間。特別危險的廠房內,地面應鋪設不發生火花的軟質材料。3.其它火源的控制要防止易燃易爆物件與高溫的設備、管道表面相接觸。可燃物料排放口應遠離高溫表面,高溫表面要有隔熱保溫措施,不能在高溫管道和設備上烘烤衣服及其它可燃物件。油麻布、油棉紗等易自燃引進火災,應裝入金屬桶、箱內,放置在安全地點并及時清理。吸煙是人們比較廣泛的一種嗜好。煙頭雖是一個不大的熱源,但它能引起許多物質的燃燒。煙頭表面溫度為200~300℃,中心溫度達700~800℃,超過一般可燃物的燃點。據在自然通風的條件下試驗,煙頭扔進深度為5cm的鋸末中,經過75~90min的陰燃,便開始出現火焰;煙頭扔進深度為5~10cm的刨花中有75%的機會,經過60~100min開始燃燒;把煙頭放在甘蔗板上,60min后,燃燒面積擴展到直徑15cm的范圍,170min后,爆發出火焰燃燒,煙頭的煙灰在彈落時,有一部分呈不規則的顆粒,帶有火星,落在比較干燥疏松的可燃物上,也會引進燃燒。因此,在石油化工廠區內應禁止吸煙,避免因吸煙而造成火災爆炸事故。4.電器火花的控制

為防止因電火花引起火災爆炸事故,在有爆炸危險的場所,應按規定選用相應的防爆設備(見第三章)。(二)火災爆炸危險物的安全處理1.按物質的物理化學性質采取措施(1)盡量通過改進工藝的辦法,以無危險或危險性小的物質代替有危險或危險性大的物質,從根本上消除火災爆炸的條件。(2)對于本身具有自燃能力的物質、遇空氣能自燃的物質以及遇水能燃燒爆炸的物質等,可采取隔絕空氣、充入惰性氣體保護、防水防潮或針對不同情況采取通風、散熱、降溫等措施來防止自燃和爆炸的發生。如黃磷、二硫化碳在水中儲存,金屬鉀、鈉在煤油中保存,烷基鋁在純氮中保存等。(3)互相接觸會引進劇烈化學反應,溫度升高,燃燒爆炸的物質不能混存,運輸時不能混運。(4)遇酸或堿有分解爆炸燃燒的物質應避免與酸、堿接觸;對機械運動(如震動、撞擊)比較敏感的物質要輕拿輕放,運輸中必須采取減震防震措施。(5)易燃、可燃氣體和液體蒸氣要根據貯存、輸送、生產工藝條件等不同情況,采取相適應的耐壓容器和密封手段以及保溫、降溫措施。排污、放空均要有可靠的處理和保護措施,不能任意排入下水道或大氣中。(6)對不穩定的物質,在貯存中應添加穩定劑、阻聚劑等,防止貯存中發生氧化、聚合等反應而引起溫度、壓力升高而發生爆炸。如丁二烯、丙烯腈在貯存中必須加對苯二酚阻聚劑,防止聚合。(7)要根據易燃易爆物質在設備、管道內流動時產生靜電的特征,在生產和儲運過程中采取相應的靜電接地設施。另外,液體具有流動性,為防止因容器破裂后液體流散或火災事故時火勢蔓延,應在液體貯罐區較集中的地區設置防護堤。2.系統密封及負壓操作為防止易燃氣體、蒸氣和可燃性粉塵與空氣構成爆炸性混合物,應使設備密閉,對于在負壓下生產的設備,應防止空氣吸入。為保證設備的密閉性,對危險設備及系統應盡量少用法蘭連接,但要保證安裝檢修方便,輸送危險氣體的管道要用無縫管。應做好氣體中水分的分離和保溫,防止冬季氣體中冷凝水在管道中凍結脹裂管道而泄漏。易燃易爆物質生產裝置投產前應嚴格進行氣密性實驗。負壓操作可防止系統中的有毒和爆炸性氣體向容器外逸散。但也要防止在負壓下操作,由于系統密閉性差,外界空氣通過各種孔隙進入負壓系統。加壓或減壓在生產中都必須嚴格控制壓力,防止超壓,并應按照壓力容器的管理規定,定期進行強度耐壓試驗。系統檢修時應注意密閉填料的檢查調整或更換,凡是與系統密閉的關鍵部件都不能忽視檢修質量,以防滲漏。3.通風置換通風是防止燃燒爆炸物形成的重要措施之一。在含有易燃易爆及有毒物質的生產廠房內采取通風措施時,通風氣體不能循環使用。通風系統的氣體吸人口應選擇空氣新鮮、遠離放空管道和散發可燃氣體的地方,在有可燃氣體的廠房內,排風設備和送風設備應有獨立分開的通風機室,如通風機室設在廠房內,應有隔絕措施。排除輸送溫度超過80℃的空氣或其它氣體以及有燃燒爆炸危險的氣體、粉塵時的通風設備,應用非燃

燒材料制成。排除具有燃燒爆炸危險粉塵時的排風系統,應采用不發生火花的設備和能消除靜電的除塵器。排除與水接觸能生成爆炸混合物的粉塵時,不能采用濕式除塵器。通風管道不宜穿越防火墻等防火分隔物,以免發生火災時,火勢通過通風管道而蔓延。4.惰性介質保護惰性氣體在石油化工生產中對防火防爆起著重要的作用。常用的惰性氣體有氮氣、二氧化碳、水蒸氣等。惰性氣體在生產中的應用主要有以下幾個方面:(1)易燃固體物質的粉碎、篩選處理及其粉末輸送,采用惰性氣體覆蓋保

護;(2)易燃易爆物料系統投料前,為消除原系統內的空氣,防止系統內形成爆炸性混合物,采用惰性氣體置換;(3)在有火災爆炸危險的設備、管道上設置惰性氣體接頭,可作為發生危險時備用保護措施和滅火手段;(4)采用氮氣壓送易燃液體;(5)在有易燃易爆危險的生產場所,對有發生火花危險的電器、儀表等采用充氮正壓保護;(6)易燃易爆生產系統需要檢修,在拆開設備前或需動火時,用惰性氣體進行吹掃和置換,發生危險物料泄漏時用惰性氣體稀釋,發生火災時,用惰性氣體進行滅火;使用惰性氣體應根據不同的物料系統采用不同的惰性介質和供氣裝置,不能亂用。因為惰性氣體與某些物質可以發生化學反應,如水蒸氣可以同許多酸性氣體生成酸而放熱,二氧化碳可同許多堿性氣體物質生成鹽而堵塞管道和設備。還要特別指出的是:許多生產裝置在生產中將惰性氣體系統與危險物料系統聯接在一起,要防止危險物料竄入惰性氣體系統造成事故。一般臨時用惰性氣體的裝置應采用隨用隨接,不用斷開的方式。常用惰性氣體的裝置應該設置超壓報警自動切斷裝置,生產停車時應將惰性氣體斷開。(三)工藝參數的安全控制石油化工生產中,工藝參數主要是指溫度、壓力、流量、液位及物料配比等。防止超溫、超壓和物料泄漏是防止火災爆炸事故發生的根本措施。1.溫度控制溫度是石油化工生產中主要的控制參數之一。不同的化學反應都有其自己最適宜的反應溫度,正確控制反應溫度不但對保證產品質量、降低消耗有重要意義,而且也是防火防爆所必須的。溫度過高可能會引起劇烈反應而壓力突增,造成沖料或爆炸,也可能會引起反應物的分解著火。溫度過低,有可能會造成反應速度減慢或停滯,而一旦反應溫度恢復正常時,則往往會因為未反應的物料過多而發生劇烈反應而引起爆炸;溫度過低還會使某些物料凍結,造成管路堵塞或破裂,致使易燃物料泄漏而發生火災爆炸。為嚴格控制溫度,應在以下幾個方面采取措施:(1)除去反應熱或適當采取加熱措施。化學反應一般都伴隨著熱效應,放出或吸收一定熱量。例如基本有機合成中的各種氧化反應、氯化反應、水合和聚合反應等均是放熱反應;而各種裂解反應、脫氫反應、脫水反應等則是吸熱反應。為使反應在一定溫度下進行,必須向反應系統中加入或移去一定熱量,以防因過熱而發生危險。

(2)防止換熱在反應中突然中斷。化學反應中熱量平衡是保證反應正常進行所必須的條件。放熱反應中的熱量采出往往是保證不發生超溫超壓事故的基礎。若在生產工藝控制中不能保證換熱系統正常工作,那么就必須有在中斷換熱的同時中斷化學反應的手段。例如:苯與濃硫酸混合進行磺化反應,除有冷卻系統以外還需用攪拌器加速熱的傳導防止局部過熱,但是若在反應中攪拌器突然停電,物料分層,當攪拌器再開動后,反應劇烈,冷卻系統來不及移去大量反應熱,造成溫度升高,尚未反應的苯會受熱氣化,造成超壓爆炸。為防止換熱突然中斷可用雙路供電、雙路供水(指冷卻用的傳熱介質)。(3)正確選擇傳熱介質。石油化工生產中常用的熱載體有水蒸氣、水、礦物油、聯苯醚、熔鹽、汞和熔融金屬、煙道氣等。正確選擇熱載體,對加熱過程的安全有十分重要的意義。應當盡量避免使用與反應物料性質相抵觸的物質作為熱載體。例如:環氧乙烷很容易與水發生劇烈反應,甚至有極其微量的水滲進液體環氧乙烷中,也容易引起自聚發熱而爆炸。這類物質的冷卻或加熱不能用水和水蒸氣,而應該使用液體石蠟等作為傳熱介質。(4)加強保溫措施。合理的保溫對工藝參數的控制,減少波動,穩定生產都有好處,同時也可防止高溫設備與管道對周圍易燃易爆物質產生著火爆炸的威脅,在進行保溫時最好選用防漏防滲的金屬鐵皮做外殼,減少外界易燃物質泄漏滲入保溫層中積存,發生危險。2.投料控制對于放熱反應的裝置,投料速度不能超過設備的傳熱能力,否則,物料溫度將會急劇升高,引起物料的分解、突沸而產生事故。加料溫度如果過低,往往造成物料積累、過量,溫度一旦適宜反應便會加劇進行,加之熱量不能及時導出,溫度及壓力都會超過正常指標,造成事故。反應物料的配比應嚴格控制,參加反應的物料濃度、流量等要準確的分析和計量。對連續化程度較高、危險性較大的生產更應特別注意。如環氧乙烷的生產中,乙烯與氧混合進行反應,其配比臨近爆炸范圍,尤其在開停車過程中,乙烯和氧的濃度都在發生變化,且開車時催化劑活性較低,容易造成反應器出口氧濃度過高,為保證安全,應設置聯鎖裝置,經常核對循環氣的組成,盡量減少開停車次數。許多聚合物的生產,特別是可燃物質參加反應的生產,常用氧化劑(過氧化劑)做催化劑,若控制不當將產生劇烈反應產生爆炸。高壓聚乙烯反應器的分解爆炸就是因控制配比失調而發生爆炸的居多。能形成爆炸性混合物的生產,其配比應嚴格控制在爆炸極限范圍以外,如果工藝條件允許,可以添加惰性氣體進行稀釋保護。在投料過程中,另一個值得注意的問題就是投料順序。石油化工生產中的投料順序是根據物料性質、反應機理等要求而進行的。例如氯化氫的合成,應先投氫氣后投氯;三氯化磷的生產應先投磷后投氯,否則有可能發生爆炸。在石油化工生產中,許多化學反應由于反應物料中危險雜質的增加會導致副反應、過反應的發生而造成燃燒或爆炸。因此,生產原料、中間產品及成品都應有嚴格的質量檢驗,保證其純度。例如:聚氯乙烯的生產中乙炔與氯化氫反應生成氯乙烯,氯化氫中游離氯一般不允許超過0.005%,因為氯與乙炔反應會生成四氯乙烷而立即爆炸。3.防止跑冒滴漏

石油化工生產中的跑冒滴漏往往導致易燃易爆物質在生產場所的擴散,是發生火災爆炸事故的重要原因之一。因此在工藝指標控制、設備結構形式等方面應采取相應的措施,操作人員要精心操作,堅持巡回檢查,穩定工藝指標,加強設備維護,提高設備完好率。4.緊急情況停車處理在石油化工生產中,當發生突然停電、停水、停汽、可燃物大量泄漏等緊急情況時,生產裝置就要停車處理,此時若處理不當,就可能發生事故。在緊急情況下,整個生產控制,原料、氣源、蒸汽、冷卻水等都有一個平衡的問題,這種平衡必須保證生產裝置的安全。一旦發生緊急情況,就應有嚴密的組織,果斷的指揮、調度,操作人員正確的判斷,熟練的處理,來達到保證生產裝置和人員安全的目的。(1)停電。為防止因突然停電而發生事故,關鍵設備一般都應具備雙電源聯鎖自控裝置。如因電路發生故障裝置全部無電時,要及時匯報和聯系,查明停電原因,并要特別注意重點設備的溫度、壓力變化,保持必要的物料暢通,某些設備的手動攪拌、緊急排空等安全裝置都要有專人看管。發現因停電而造成冷卻系統停車時,要及時將放熱設備中的物料進行妥善處理,避免超溫超壓事故。(2)停水。局部停水可視情況減量或維持生產,如大面積停水則應立即停止生產進料,注意溫度壓力變化,如超過正常值時,應視情況采取放空降壓措施。(3)停汽。停汽后加熱設備溫度下降,汽動設備停運,一些在常溫下呈固態而在操作溫度下為液態的物料,應防止凝結堵塞管道。另外,應及時關閉物料連通的閥門,防止物料倒流至蒸汽系統。(4)停風,。當停風時,所有以氣為動力的儀表、閥門都不能動作,此時必須立即改為手動操作。有些充氣防爆電器和儀表也處于不安全狀態,必須加強廠房內通風換氣,以防可燃氣體進入電器和儀表內。(5)可燃物大量泄漏的處理。在生產過程中,當有可燃物大量泄漏時,首先應正確判斷泄漏部位,及時報告有關領導和部門,切斷泄漏物料來源,在一定區域范圍內嚴格禁止動火及其它火源。操作人員應控制一切工藝變化,工藝控制如果達到了臨界溫度、臨界壓力等危險值時,應正確進行停車處理,開動噴水滅火器,將蒸汽冷凝,液態烴回收至事故槽內,并用惰性介質保護。有條件時可采用大量噴水系統在裝置周圍和內部形成水霧,以達到冷卻有機蒸氣,防止可燃物泄漏到附近裝置中的目的。(四)自動控制與安全保險裝置1.自動控制自動化系統,按其功能可分為四類:(1)自動檢測系統。是對機器、設備及過程自動進行連續檢測,把工藝參數等變化情況提示或記錄出來的自動化系統。(2)自動調節系統。是通過自動裝置的作用,使工藝參數保持為給定值的自動化系統。(3)自動操作系統。是對機器、設備及過程的啟動、停止及交換、接通等工序,由自動裝置進行操縱的自動化系統。(4)自動訊號聯鎖和保護系統。是在機器、設備及過程出現不正常情況時,會發出報警或自動采取措施,以防事故,保證安全生產的自動化系統。

以上四種系統都能起到控制作用。自動檢測和自動操作系統主要是使用儀表和操縱機構,調節則還需人工判斷操作,通常稱為“儀表控制”。自動調節系統,則不僅包括檢測和操作,還包括通過參數與給定值的比較和運算發出的調節作用,因此也稱為“自動控制”。2.安全保險裝置(1)信號報警。在石油化工生產過程中,可安裝信號報警裝置,當出現危險情況時,警告操作人員及時采取措施消除隱患。發出的信號有聲音、光或顏色等,它們通常都和測量儀表相聯系。例如在硝化過程中,硝化器內的冷卻水如漏進硝化系統則會造成溫度升高,引起硝基化合物的分解爆炸。為及時發現冷卻水管在硝化器內的滲漏現象,在冷卻水排出管上裝有帶鈴的導電性測量儀,若設備出現滲漏,水中酸性增加,導電性提高,鈴響報警。(2)保險裝置。信號裝置只能提醒人們注意事故正在形成和即將發生,但不能自動排除故障,而保險裝置則能在發生危險時自動消除

危險狀態,達到安全目的。例如氨氧化反應是在氨和空氣混合爆炸邊緣進行的,在反應過程中,若空氣的壓力過低或氨的壓力過低,都可能使混合氣體中氨的濃度提高而達到爆炸下限,若裝有保險裝置,則在此時可使電流切斷,系統中只允許空氣流過,氨氣中斷。因此可防止爆炸事故的發生。又如氣體燃燒爐在燃料氣壓力降低時,火焰熄滅,氣體擴散到燃燒室,再重新點火時可能發生爆炸。為防止這類事故,可在輸氣管上安裝保險裝置。當爐膛熄火時切斷氣源。(3)安全聯鎖。所謂聯鎖是利用機械或電氣控制依次接通各個相關的儀器及設備,使之彼此發生聯系,達到安全生產的目的。在石油化工生產中,聯鎖裝置常被用于下列情況:①同時或依次排放兩種液體或氣體時;②在反應終止需要惰性氣體保護時;③打開設備前預先解除壓力或需降溫時;④多個設備、部件的操作先后順序不能隨意變動時;⑤當工藝控制參數一旦超出極限值必須立即處理時;⑥危險部位或區域禁止無關人員人內時,例如硫酸與水混合的操作中,必須先往設備中注入水后再注入硫酸,否則將會發生噴濺和灼傷事故,為此可將注水閥和注硫酸閥聯鎖,防止疏忽而顛倒順序。(五)限制火災爆炸的擴散蔓延在考慮限制火災爆炸的擴散蔓延的措施中,不僅要研究物料的燃燒爆炸性質、設備裝置情況、工藝操作條件等,而且要注意生產過程中由于工藝參數的變化所帶來的新問題。因為各種情況的發生,將會給阻火和滅火的效果帶來新的困難,所以限制火災爆炸的擴散蔓延的措施應該是整個工藝裝置的重要組成部分。在石油化工生產中,某些設備與裝置由于危險性較大,應采用分區隔離、露天布置和遠距離操縱等措施。另外,在一些具體的過程中,應安裝安全阻火裝置。阻火設備包括安全液封、阻火器和單向閥等。其作用是防止外部火焰竄入有爆炸危險的設備、管道,或阻止火焰在設備和管道內擴展。1.安全液封一般安裝在壓力低于0.2表壓的氣體管線與生產設備之間,常用的安全液封有敞開式和封閉式兩種。如圖2—6、圖2—7所示。

圖2—6

開敞式液封

1—外殼;2——進氣管;3—安全管;4—驗水栓;5—氣體出口

圖2—7

封閉式液封

1—氣體進口;2—單向閥;3—防爆膜;4—氣體出口;5—驗水栓

液封的基本原理是:液封封住氣體進出口之間,進出口任何一側著火,都在液封中被熄滅。2.水封井是安全液封的一種,使用在散發可燃氣體和易燃液體蒸氣等油污的污水管網上,可防止燃燒、爆炸沿污水管網蔓延擴展,水封井的水封液柱高度,不宜小于250mm。如圖2—8、圖2—9。

圖2—8

水封井

1—污水進口;2—井蓋;3—污水出口

圖2—9

增修溢水槽示意圖

1—污水進口管;2—增修的潛水槽;3—井蓋;4—污水出口管

3.阻火器。在易燃易爆物料生產設備與輸送管道之間,或易燃液體、可燃氣體容器、管道的排氣管上,多采用阻火器阻火。阻火器有金屬網、礫石、波紋金屬片等形式。金屬網和礫石阻火器示意圖見圖2—10、圖2—11。

圖2—10

金屬網阻入器

1—外殼;2—金屬網;3—墊圈;4—上蓋;5—進口;6—出口

圖2—11

礫石阻火器

1—外殼;2—下蓋;3—上蓋;4—砂粒;5—進口;6—出口

4.單向閥亦稱止逆閥、止回閥。生產中常用于只允許流體在一定的方向流動,阻止在流體壓力下降時返回生產流程。如向易燃易爆物質生產的設備內通人氮氣置換,置換作業中氮氣管網故障壓力下降,在氮氣管道通人設備前設一單向閥,既可防止物料倒入氮氣管網。單向閥的用途很廣,液化石油氣鋼瓶上的減壓閥就是起著單向閥作用的。

裝置中的輔助管線(水、蒸汽、空氣、氮氣等)與可燃氣體、液體設備、管道連接的生產系統,均可采用單向閥來防止發生竄料危險。5.阻火閘門是為防止火焰沿通風管道或生產管道蔓延而設置的。跌落式自動阻火閘門在正常情況下,受易熔金屬元件的控制而處于開啟狀態,一旦溫度升高(火焰),易熔金屬被熔斷,閘門靠本身重量作用自動跌落關閉管道。6.火星熄滅器也叫防火帽,一般安裝在產生火花(星)設備的排空系統上,以防飛出的火星引燃周圍的易燃物料。火星熄滅器的種類很多,結構各不相同,大致可分為以下幾種形式。降壓減速:使帶有火星的煙氣由小容積進人大容積,造成壓力降低,氣流減慢。改變方向:設置障礙改變氣流方向,使火星沉降,如旋風分離器。網孔過濾:設置網格、葉輪等,將較大的火星擋住或將火星分散開,以加速火星的熄滅。冷卻:用噴水或蒸汽熄滅火星,如鍋爐煙囪(使用鼓風機送風的煙囪)常用。7.防爆泄壓設施防爆泄壓設施包括采用安全閥、爆破片、防爆門和放空管等。安全閥主要用于防止物理性爆炸,爆破片主要用于防止化學性爆炸;防爆門和防爆球閥主要用于加熱爐上;放空管用來緊急排泄有超溫、超壓、爆聚和分解爆炸的物料。有的化學反應設備除設置緊急放空管(包括火炬)外還宜設置安全閥、爆破片或事故貯槽,有時只設置其中一種。8.消防設施和器材石油化工生產中,除采用上述幾種措施來防止火災蔓延以外,還應根據各工藝裝置危險程度的大小,在現場設置水、水蒸氣、氮氣等惰性氣體的固定或半固定滅火設施,配備一定數量的各種手提式滅火器和其它簡易滅火器材。(六)安全設計安全生產,首先應當強調防患于未然,把預防放在第一位,石油化工生產裝置在開始設計時,就要重點考慮安全,其防火防爆設計應遵守現行國家有關標準、規范和規定。1.火災危險性分類設計中應采取的防火防爆措施,主要是根據生產的火災危險性而制定的。生產的火災危險性分為五類,見表2—12。

表2—12

生產的火災危險性分類

2.防火間距防火間距一般是指兩座建筑物和構筑物之間留出來的水平距離。在此距離之間,不得再搭建任何建筑物和堆放大量可燃易爆材料,不得設置任何有可燃物料的裝置和設施。確定防火間距的目的,就是為了防止火災擴散蔓延。

防火間距的計算方法,一般是從兩座建筑物或構筑物的外墻(壁)最突出的部分算起;計算與鐵路的防火間距時,是從鐵路中心線算起;計算與道路的防火間距時,是從道路的鄰近一邊的路邊算起。石油化工廠總平面布置的防火間距,應符合《石油化工企業設計防火規范》(GB50160—92,1999版)的規定。3.廠址選擇與總平面布置(1)正確選擇廠址是保障化工生產安全的重要前提。選擇廠址的基本安全要求是:①有良好的工程地質條件。廠址不應設置在有滑坡、斷層、泥石流、嚴重流砂、淤泥溶洞、地下水位過高以及地基土承載力低于98.07kPa(1kgf/cm2)的地域;②在沿河、海岸布置時,應位于臨江河、城鎮和重要橋梁、港區、船廠、水源地等重要建筑物的下游;③避開爆破危險區、采礦崩落區及有洪水威脅的地域;在位于壩址下游方向時,不應設在當水壩發生意外事故時,有受水沖毀危險的地段;④有良好的衛生氣象條件,避開窩風積雪的地段及飲用水源區,并考慮季節風向、臺風強度、雷擊及地震的影響和危害;⑤廠址布置應在火源的下風側,毒性及可燃物質的上風側;⑥要便于合理配置供水、排水、供電、運輸系統及其它公用設施。(2)工廠總平面布置。石油化工廠的總平面布置,宜根據工廠各組成部分的火災危險性類別、生產特點及生產流程,將全廠的工藝生產裝置、貯罐及其它建筑物、構筑物分區集中布置,做到安全合理。(3)廠區道路。工廠主要出入口不應少于兩個,且應設于不同的方位。廠區道路應盡量作環狀布置,對火災危險性大的工藝生產裝置,貯罐區及桶裝易燃、可燃液體堆場,在其四周應設道路。(4)廠內鐵路。易燃及可燃液體和液化石油氣及危險晶的鐵路裝卸線應為平直段。甲、乙類生產區域內不宜設有鐵路線。(5)廠內外管線。全廠性外管線宜集中架設,其平面布置與豎向布置均應有利于消防和方便交通,全廠性的輸送易燃、可燃液體和液化石油氣與可燃氣體的管道,宜采用地上敷設,且不得在無生產聯系的生產單元及貯罐區上方和地下穿越。臨近散發可燃氣體、可燃蒸氣的工藝生產裝置的電纜溝,易燃可燃液體或氣體管廊下面的電纜溝,均應采取防火措施。4.工藝裝置在石油化工生產中工藝裝置設計應符合下列安全要求:(1)從保障整個生產系統的安全出發,全面分析原料、成品、加工過程、設備裝置等的各種危險因素,以確定安全的工藝路線,選用可靠的設備裝置,并設置有效的安全裝置及設施。(2)能有效地控制和防止火災爆炸的發生。在防火設計方面應分析研究生產中存在的可燃物、助燃物和點火源的情況和可能形成的火災危險,采用相應的防火、滅火措施;在防爆設計方面,應分析研究可能形成爆炸性混合物的條件、起爆因素及爆炸傳播的條件,并采取相應的措施,以控制和消除形成爆炸的條件以及阻止爆炸波沖擊。(3)有效地控制化學反應中的超溫、超壓和爆聚等不正常情況,在設計中應預先分析反應過程中各種動態、特性,并采取相應的控制設施。

(4)對使用物料的毒害性進行全面分析,并采取有效的密閉、隔離、遙控及通風排毒等措施,以預防工業中毒和職業病的發生。(5)對于有潛在危險、可能使大量設備和裝置遭受毀壞或有可能泄放出大量有毒物料而造成多人中毒的工藝流程和生產裝置,必須采取可靠的安全防護系統,以消除與防止這些特殊危險因素。