二、工藝操作防火
在石油化工生產(chǎn)中,“對加工物質(zhì)的危險性認(rèn)識不足”、“誤操作問題”、“化學(xué)工藝問題”三類因素是主要的致災(zāi)因素。實踐證明,只有通過有效的管理才能對危險性進(jìn)行有效的控制,做到人、物和管理的有機(jī)結(jié)合。
(一)要保證原材料和成品的質(zhì)量
有的原材料或成品含有某種雜質(zhì)時,就會給以后生產(chǎn)或儲運過程留下事故隱患,因此要有專人負(fù)責(zé)領(lǐng)發(fā)料,建立專門制度,配料時應(yīng)取樣化驗分析,核對品種、成分、數(shù)量,除去有害雜質(zhì),以保證原料的純凈。
(二)要嚴(yán)格掌握原料的配比
催化劑對化學(xué)反應(yīng)的速度影響很大,如果配比失誤,多加了催化劑,就可能發(fā)生危險??扇?、易燃物與氧化劑進(jìn)行反應(yīng)的生產(chǎn),應(yīng)嚴(yán)格控制氧化劑的投量。在某一配比條件下能夠形成爆炸性混合物的生產(chǎn),應(yīng)控制在爆炸極限范圍以外,或添加水蒸氣、氮氣等惰性氣體進(jìn)行稀釋,以減少生產(chǎn)過程中的火災(zāi)爆炸危險。
(三)防止加料過快過多
在化學(xué)反應(yīng)中,投料要有一定的速度和數(shù)量,不然,可能會引起劇烈的化學(xué)反應(yīng),造成跑冒物料,甚至發(fā)生火災(zāi)爆炸。對于放熱反應(yīng)過程,則會造成發(fā)熱量過大,當(dāng)冷卻能力不足時,可能發(fā)生危險。一次投料的生產(chǎn),如果投料過量,物料升溫后體積膨脹,可能造成設(shè)備或容器爆裂。因此,液化氣體和易燃液體應(yīng)按設(shè)備容積的80%裝料,過量則有發(fā)生設(shè)備或容器爆裂的危險。
(四)注意物料的投料順序
石油、化工生產(chǎn),必須嚴(yán)格按照一定的投料順序進(jìn)行操作。例如,氯化氫合成應(yīng)先投氫后投氯,三氯化磷生產(chǎn)應(yīng)先投磷后投氯,硫磷酯與一甲胺反應(yīng)時,應(yīng)先投硫磷酯,再滴加一甲胺,否則有發(fā)生燃燒爆炸的危險。
(五)防止跑、冒、滴、漏
生產(chǎn)設(shè)備、儲存容器和輸送管線等都要密閉,否則,漏出的易燃液體、可燃?xì)怏w,隨時都有發(fā)生火災(zāi)爆炸的危險。
(六)嚴(yán)格控制溫度
反應(yīng)物料都是在適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行反應(yīng),如果超溫,反應(yīng)物就有可能分解著火或發(fā)生爆炸?;瘜W(xué)反應(yīng)在升溫過快、過高或冷卻降溫設(shè)施發(fā)生故障時,可能引起劇烈反應(yīng)而發(fā)生沖料或爆炸。有時化學(xué)反應(yīng)由于溫度下降而造成反應(yīng)速度減慢或停滯,當(dāng)反應(yīng)溫度恢復(fù)正常時,由于未反應(yīng)的物料過多發(fā)生劇烈反應(yīng)而爆炸。有時由于溫度下降使物料凍結(jié),堵塞管道甚至造成設(shè)備、管道破裂,跑、漏易燃易爆物料而發(fā)生火災(zāi)爆炸。因此,必須按照操作規(guī)程進(jìn)行,嚴(yán)格控制溫度。
(七)嚴(yán)格控制壓力
生產(chǎn)用的反應(yīng)器和設(shè)備只能承受一定的壓力,如果壓力過高,可能造成設(shè)備、管道爆裂或化學(xué)反應(yīng)劇烈而發(fā)生爆炸。正壓生產(chǎn)的設(shè)備、管道等如果形成負(fù)壓,把空氣吸入設(shè)備、管道內(nèi),與易燃易爆物質(zhì)形成爆炸性混合物,有發(fā)生火災(zāi)爆炸的危險。負(fù)壓生產(chǎn)的設(shè)備、管道,如果出現(xiàn)正壓情況,易跑、漏易燃易爆物料而發(fā)生危險。在各種不同壓力下生產(chǎn)的設(shè)備和管道,要防止高壓系統(tǒng)的壓力竄入低壓系統(tǒng)造成設(shè)備、管道爆裂。高壓設(shè)備、管道和容器應(yīng)有足夠的耐壓強(qiáng)度,并安裝安全閥、壓力計等安全裝置,定期進(jìn)行檢查。
(八)防止攪拌中斷
有的生產(chǎn)過程如果中斷攪拌可能造成散熱不良,或局部反應(yīng)劇烈而發(fā)生危險。因此,為防止中斷攪拌,應(yīng)考慮安裝二路電源或采取其他安全措施(如人工攪拌等)。
(九)嚴(yán)守操作規(guī)程
操作人員要熟悉生產(chǎn)工藝流程,操作時嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作,并了解原材料性質(zhì)和設(shè)備特點,一旦出現(xiàn)險情時能迅速處置。
(十)作好抽樣探傷
由于石油化工設(shè)備及受壓容器,在溫度應(yīng)力、交變應(yīng)力、介質(zhì)強(qiáng)烈腐蝕等惡劣條件的作用下,容易出現(xiàn)泄漏,造成火災(zāi)和中毒事故。所以,每年都要作抽樣探傷,必要時,還要做100%的檢查。
三、泄壓排放
石油化工生產(chǎn)的工藝裝置和設(shè)備、儲存運輸設(shè)備,常常需要排放可燃?xì)怏w或蒸氣,為了確保排放安全,防止火災(zāi)爆炸事故發(fā)生,排放設(shè)施必須從工藝上和設(shè)計上采取相應(yīng)的安全措施。安全泄壓裝置是化工過程中必不可少的安全附件,當(dāng)被保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)壓力超過規(guī)定值時,泄壓裝置動作并向外排放介質(zhì),防止壓力繼續(xù)升高而導(dǎo)致承壓設(shè)備破壞。
(一)泄壓排放設(shè)施種類
泄壓排放設(shè)施按其功能分為兩種:一種是正常情況下排放,如生產(chǎn)裝置開車時,工藝設(shè)備吹掃時和停車檢修時,需將設(shè)備內(nèi)的廢氣、廢液排空;化工產(chǎn)品的儲存區(qū)和裝卸區(qū),為保證系統(tǒng)在工藝上和安全上的需要,把可燃蒸氣和氣體排入大氣。另一種是事故情況下排放,當(dāng)反應(yīng)物料發(fā)生劇烈反應(yīng),采取加強(qiáng)冷卻,減少投料等措施難以奏效,不能防止反應(yīng)設(shè)備超壓、超溫而發(fā)生爆燃或分解爆炸事故,應(yīng)將設(shè)備內(nèi)物料及時排放,防止事故擴(kuò)大;或緊急情況下自動啟動安全閥、爆破片動作泄壓;或火災(zāi)時,為了安全,將危險區(qū)域的易燃物料放空。甲、乙、丙類的設(shè)備均應(yīng)有這些事故緊急排放設(shè)施。
常用可燃?xì)怏w或蒸氣的排放系統(tǒng)可以利用專門的設(shè)施,或利用通常的工藝管道和容器進(jìn)行排放。大型的石油化工生產(chǎn)裝置都是通過火炬排放易燃易爆氣體?;鹁嫦到y(tǒng)是指將氣體送至火炬的管線、火炬管(火炬筒)、燃料氣管道、惰性氣體管道、火炬點火、控制及信號裝置等??扇?xì)怏w、蒸氣或有毒氣體經(jīng)分離罐分離處理,對捕集下來的液滴或污液進(jìn)行回收或經(jīng)地下排污管排至安全地點;其氣態(tài)物經(jīng)防止回火的密封罐導(dǎo)入火炬系統(tǒng),焚燒后排放到大氣中。中小型企業(yè)設(shè)置專用火炬進(jìn)行排放有困難時,可將易燃易爆無毒的氣體通過放空管(排氣筒)直接排入大氣,一般放空管安裝在化學(xué)反應(yīng)器、儲運容器等設(shè)備上。?
(二)火炬系統(tǒng)的安全設(shè)置
1.防火間距
全廠性火炬,應(yīng)布置在工藝生產(chǎn)裝置、易燃和可燃液體與液化石油氣等可燃?xì)怏w的貯罐區(qū)、裝卸區(qū),以及全廠性重要輔助生產(chǎn)設(shè)施及人員集中場所全年最小頻率風(fēng)向上風(fēng)側(cè)?;鹁媾c甲、乙、丙類工藝裝置,隔油池,天然氣等石油氣壓縮機(jī)房,液化石油氣等可燃?xì)怏w罐區(qū)和灌裝站、油品罐區(qū)、倉庫以及其他全廠性重要設(shè)施等的防火間距,應(yīng)符合《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》GB50160的要求。距火炬筒30m范圍內(nèi)嚴(yán)禁可燃?xì)怏w放空。
2.火炬高度
火炬高度設(shè)計應(yīng)充分考慮事故火炬出現(xiàn)最大排放量時熱輻射強(qiáng)度對人員和設(shè)備的影響?;鹁娴母叨纫罁?jù)頂端火焰的輻射熱對地面上人員的熱影響,或大風(fēng)時火焰長度及傾斜度對鄰近構(gòu)筑物及生產(chǎn)裝置的熱影響確定,應(yīng)使火焰的輻射熱不致影響人身及設(shè)備的安全。
3.排放能力
火炬的排放能力應(yīng)根據(jù)正常運轉(zhuǎn)時、停車大檢修時、全停電或部分停電時、儀器設(shè)備故障或發(fā)生火災(zāi)時等可能出現(xiàn)的排放量中最大可能的排出氣量為準(zhǔn)。必須保證火炬燃燒嘴具有能處理其中最大的氣體排放量的能力。
4.保證排出氣體處理質(zhì)量
火炬具有凈化、排放并使可燃性氣態(tài)物質(zhì)燃燒而消除可燃性的作用。當(dāng)火焰脫離火炬和熄滅時,會有大量的有毒和可燃?xì)怏w進(jìn)入大氣,因此火炬的頂部應(yīng)設(shè)常明燈或其他可靠的點火設(shè)施?;鹁嫒紵焓顷P(guān)系到排出氣體處理質(zhì)量的重要部件,要求其噴出的氣流速度要適中,一般控制在音速的1/5左右,即不能吹滅火焰,也不可將火焰吹飛。
5.設(shè)置自動控制系統(tǒng)
在中央控制室內(nèi)應(yīng)安裝具有氣體排放,輸送和燃燒等的參數(shù)控制儀表和信號顯示裝置。主要參數(shù)應(yīng)以極限值信號裝置的調(diào)節(jié)儀表來控制,如送往火炬噴頭的可燃?xì)怏w和輔助燃?xì)獾牧髁康陀谟嬎懔髁康男盘?,火炬噴頭火焰熄滅的信號,高限排放量的信號等。
6.設(shè)置安全裝置
為了防止排出的氣體帶液,可燃?xì)怏w放空管道在接入火炬前,應(yīng)設(shè)置分液器。為了防止火焰和空氣倒入火炬筒,在火炬筒上部應(yīng)安裝防回火裝置。為及時發(fā)現(xiàn)空氣倒入火炬系統(tǒng)的情況,須設(shè)置火炬管內(nèi)出現(xiàn)真空的信號裝置,并能隨即進(jìn)行聯(lián)鎖,以改變吹洗可燃?xì)怏w和惰性氣體的供給量。為了防止氣體通過液封時產(chǎn)生水力沖擊或發(fā)生泄漏,應(yīng)該在分離器、液封和冷凝液受槽上,安裝最高和最低液位的信號裝置。為更好地提高火炬裝置的耐爆性,還可在排放氣體的管道上安裝氣體的最低余壓和流速的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。為保證氣體的無煙燃燒,應(yīng)設(shè)有自動調(diào)節(jié)送至火炬噴頭的可燃?xì)怏w和蒸汽比例的調(diào)節(jié)器。當(dāng)排放氣體中含有乙炔或存在爆炸分解危險時,在火炬筒的入口前,應(yīng)設(shè)置拉西環(huán)填料的塔式阻火器。
(三)放空管的安全設(shè)置
1.安裝要求
放空管一般應(yīng)設(shè)在設(shè)備或容器的頂部,室內(nèi)設(shè)備安設(shè)的放空管應(yīng)引出室外,其管口要高于附近有人操作的最高設(shè)備2m以上。此外,連續(xù)排放的放空管口,還應(yīng)高出半徑20m范圍內(nèi)的平臺或建筑物頂3.5m以上;間歇排放的放空管口,應(yīng)高出10m范圍內(nèi)的平臺或建筑物頂3.5m以上;平臺或建筑物應(yīng)與放空管垂直面呈45°。
2.設(shè)置安全裝置
排放后可能立即燃燒的可燃?xì)怏w,應(yīng)經(jīng)冷卻裝置冷卻后接至放空設(shè)施。放空管上應(yīng)安裝阻火器或其他限制火焰的設(shè)備,以防止氣體在管道出口處著火,并使火焰擴(kuò)散到工藝裝置中去。
由于緊急放空管和安全閥放空管口均裝于高出建筑物頂部,且排放易燃易爆介質(zhì),其沖出氣柱較高,容易遭受雷擊,因此放空管口應(yīng)處在防雷保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)放空氣體流速較快時,為防止因靜電放電引起事故,放空管應(yīng)有良好的接地。有條件時,可在放空管的下部連接氮氣或水蒸氣管線,以便稀釋排放的可燃?xì)怏w或蒸氣,或防止雷擊著火和靜電著火。
3.防止大氣污染
為了防止火災(zāi)危險和有害人身健康的大氣污染,事故放空大量可燃有毒氣體及蒸氣時,均須排放至火炬燃燒。排放可能攜帶腐蝕性液滴的可燃?xì)怏w,應(yīng)經(jīng)過氣液分離器分離后,接入通往火炬的管線,不得在裝置附近未經(jīng)燃燒直接放空。
(四)安全閥的設(shè)置
根據(jù)國家現(xiàn)行相關(guān)法規(guī)規(guī)定,在非正常條件下,可能超壓的下列設(shè)備應(yīng)設(shè)安全閥:
1.頂部最高操作壓力大于等于0.1MPa的壓力容器;
2.頂部最高操作壓力大于0.03MPa的蒸餾塔、蒸發(fā)塔和汽提塔(汽提塔蒸汽通入另一蒸餾塔者除外);
3.往復(fù)式壓縮機(jī)各段出口或電動往復(fù)泵、齒輪泵、螺桿泵等容積式泵的出口(設(shè)備本身已有安全閥者除外);
4.凡與鼓風(fēng)機(jī)、離心式壓縮機(jī)、離心泵或蒸汽往復(fù)泵出口連接的設(shè)備不能承受其最高壓力時,鼓風(fēng)機(jī)、離心式壓縮機(jī)、離心泵或蒸汽往復(fù)泵的出口;
5.可燃?xì)怏w或液體受熱膨脹,可能超過設(shè)計壓力的設(shè)備;
6.頂部最高操作壓力為0.03MPa~0.1MPa的設(shè)備應(yīng)根據(jù)工藝要求設(shè)置。