简述石油化工生产火灾危险性及防控措施

　　石油化工生产具有易燃易爆、有毒、腐蚀性物质多，易形成爆炸性混合物，高温高压设备多，建筑物的孔洞和沟道较多，生产高度密封化、连续化，工艺复杂，操作要求极其严格，发生事故容易形成连锁性反应等特点。这些特点决定了石油化工生产所固有的火灾爆炸危险性。国内外无数次的火灾、爆炸、中毒案例说明，产业过程特别是化工、石油化工生产过程中的火灾爆炸事故的分析及控制措施的研究与应用是我国经济建设、社会发展乃至世界范围内亟待解决的大课题。
　　1 石油化工生产的火灾危险性
　　1. 1 超温或加料过量等导致反应失控与介质分解，石油化工生产中假如温度过高，设备局部受热或过热以及加料过量，都会影响化学反应速度，使某些反应过程产生更高的热量，会使一些低沸点介质快速气化，产生冲料现象或造成某些不稳定物质的分解( 如作为热载体的联苯混合物在高温作用下会分解天生氢气、氧气、苯等) ，导致系统内压升高，甚至引起超压爆炸。如某厂润滑油车间重合工段，由于加进三氯化铝过量使反应过于激烈，产生大量瓦斯从观察孔处冒出并布满车间，操作工切断照明电源时产生火花，引起瓦斯爆炸，造成现场职员一死四伤。
　　1. 2 低沸点介质进高温系统气化造成系统超压，低沸点介质常见的有水及某些有机溶剂等，由于沸点较低达到沸点以上温度时就会发生相变，产生蒸气，有机溶剂多数具有燃烧爆炸的危险，在高温系统中可能气化超压而爆炸。如某厂催化裂化装置，由于误操作将分馏塔底部冷凝水打入炼油罐，水接触到高温的油立即气化，造成系统内部超压爆炸。
　　1. 3 反应装置内产生新的易燃易爆物质某些设备及装置在正常情况下是安全的，但假如在反应及贮存过程中潜进某些物质，或者由于某些杂质含量过高而发生化学反应，特别是有些具有较大危险性的副反应，产生新的易燃易爆物质，接触明火或受到高温作用就会发生燃烧爆炸。例如在聚氯乙烯生产中，如电石中磷化钙含量过高，就会产生大量的磷化氢气体造成事故。
　　1. 4 高热物料喷出或物料碰到高温物体，石油化工生产过程中有些物料的温度超过其自燃点，一旦喷出与空气接触就会着火燃烧。造成物料喷出的原因很多，如生产设备发生故障，容器、管线被腐蚀性的物料腐蚀造成泄漏，或操纵失误，反应设备超压等。另外，假如放空管位置选择不当，物料放空时，喷落到四周的高温物体上，或因管道设备维修保养不及时，物料发生跑、冒、滴、漏，溅落到高温设备表面时，都可能发生燃烧。
　　1. 5 其他原因使工艺系统形成爆炸性混合物，一般情况下，石油化工生产工艺系统内不应当存在爆炸的条件，但假如设备发生故障、损坏，操作职员缺乏应有的消防知识或操作失误，有可能导致物料的窜流、错投等，产生爆炸性混合物引发事故，尤其在装置停车、开车、检验过程中更容易发生这种情况。如某企业在对浓硫酸罐施焊前，用水清洗酸罐，以致罐体材料与稀硫酸产生氢气没有排空，在对罐体动焊时发生了爆炸，结果造成2 名操作工当场死亡。
　　2 工艺操作的消防安全控制措施
　　2. 1 温度控制，温度是石油化工生产中的主要控制参数之一。正确有效地控制温度范围，不仅是保证产品质量的要求，也是防火防爆工艺控制的一项重点。物理操作过程温度超过控制指标，不仅会造成液态物料的急剧沸腾，导致溢料或爆炸，还会使一些干燥物料发生自燃。反之，假如温度过低，会使某些物料在管路或设备中凝固或冻结而堵塞管路，使设备胀裂。在实施操纵温度控制的过程中，应做到正确选择传热介质、持续均匀搅拌、及时转移反应热、防止传热面结疤等。( 1) 正确选择传热介质，正确选择冷、热载体对冷却和加热过程的操纵安全至关重要。石油化工企业常用的热载体有明火、电阻丝、热水、水蒸汽、熔盐、熔融金属、矿物油等; 冷载体主要有空气、水、制冷剂等。在冷热载体的选用中，应留意避免使用和反应物料性质相抵触的物质作为加热或冷却介质。如环氧乙烷极易与水发生剧烈反应，应避免与水接触。热载体在使用中处于高温状态，如有低沸点物料漏人系统，遇高热热载体会立即气化使系统超压产生爆炸危险。因此，热载体运行系统不能有死角，以防水压实验时积存水或其他低沸点物质，必要时应进行干燥吹扫或脱水处理。
　　( 2) 持续均匀搅拌，化学反应过程中，机械搅拌不仅可以使反应物料混合均匀、反应平稳，还可以加速热量传递，假如机械搅拌忽然中断，可使反应系统产生局部反应剧烈和散热不良的危险。因此，要采取双回路供电、增设人工搅拌装置、通人惰性气体搅拌等方法，保证搅拌的连续运转。
　　( 3) 及时转移反应热，基本有机合成中的各种氧化反应、氯化反应、水合和聚合反应等均为放热反应，必须有防止热量积聚和及时转移反应热的措施。移出反应热的主要方法有: 夹套冷却，内蛇管冷却，冷料循环，淤浆循环、稀释剂循环、回流、惰性气体循环等。此外，还可以采用一些特殊结构的反应器或采取一些工艺措施，如在系统中通人水蒸气带走热量等，也是常见的方法。
　　( 4) 防止传热面结垢，防止和及时清理传热面结垢，也是预防工艺设备运行中火灾发生的重要环节。结垢不仅影响传热效率，更危险的是因物料分解而引起爆炸。防止传热面结垢的措施应根据结垢的原因，从治理、工艺处理上采取相应的方法处置，如检验设备有无缺陷，改进搅拌方式，采用低液加热面或增加流速减少污垢在传热面上的沉积等，并定期检查结垢状况，及时清理除垢。
　　2. 2 投料配比和速度控制，对于放热反应操作，严格地控制各种物料的配比是防止操作中火灾发生的一个重要环节。如环氧乙烷生产中，乙烷和氧的混合浓度接近爆炸极限，一旦配比失调，形成爆炸极限内的操作，就可能导致爆炸起火。另外，催化剂对化学反应速度影响很大，催化剂过量，反应速度过快，反应热移出困难，也会有造成火灾的危险。因此，操作中应严格把握原料配比，正确计量，对连续的比例调节混合装置，应设置连锁控制系统，并经常核对进料配比; 对可燃物与氧化剂的反应，主要应控制氧化剂的投料速度和投料量，假如工艺条件许可，还可以添加惰性气体进行稀释。对于放热反应，投料速度不能超过设备的传热能力，一是防止反应过速，二是防止造成系统温度下降，使物料积累过量，一旦温度适宜，反应又会加剧，造成温度压力异常。如某农药厂乐果车间硫化物反应岗位，由于工人向五硫化二磷母液中加甲醇过快，发生冲料起火。灭火中，一工人误将水管插进反应罐，硫化物遇水反应产生大量的硫化氢气体，引发中毒事故，致使152 人中毒，其中6 人死亡。因此工艺操作中，应严格按照规定的投料速度操作，更不能随意采用补加反应物的办法来进步反应速度，或采用增加投料量然后再加热的方法操作。
　　2. 3 严格控制超量杂质和副反应，化学反应操作中，假如工艺操作条件改变，或原料中含有超量杂质，即有导致副反应、过反应而造成火灾爆炸的危险。如乙炔和氯化氢在转化器中合成氯乙烯时，假如氯化氢中的游离氯超过0. 005%时，则过量的游离氯与乙炔反应会天生四氯乙烷立即爆炸。所以，操作中必须严格控制原料质量，禁止使用不符合标准的原料; 同时，对于物料循环操作的过程，要有防止杂质聚集的措施; 另外，对有些反应过程应采取一定的措施，使其反应完全，假如成品中含有大量未反应的半成品，也有发生异常反应的危险。有些反应过程则要严格防止过反应的发生。由于多数过反应天生物是不稳定的，有发生火灾或爆炸的潜伏危险。如苯、甲苯硝化天生硝基苯和硝基甲苯，若发生过反应则天生二硝基苯和二硝基甲苯，二者均不稳定，在精馏时常会发生爆炸。
　　2. 4 两种异常情况的紧急处置
　　( 1) 动力源忽然中断的处置
　　水、电、气是石油化工企业生产的命根子，一旦因某种故障或其他原因，使某种动力源忽然中断，不但会造成生产的停顿，而且还有导致火灾、爆炸的危险。如电力中断，会使水泵、搅拌机停转，冷却水无法供给，物料混合不匀，反应热无法移出等。对动力源中断的处置，最好的方法是迅速恢复动力源供给，假如没有这种可能，应迅速采取人工搅拌、压进高压水( 工艺许可情况下) 、紧急排料等处理措施，抑制事故的继续发展。尽管如此，石油化工生产工艺要求，火灾危险大的重点操作设备动力源供给应保证双回路电源，双干线水源或气源; 或备有发电机、备用水泵、事故处理装置等应急保障措施，以保证生产操作动力源的安全可靠性。
　　( 2) 溢料和泄漏的处置
　　溢料和泄漏是生产操作中经常发生的异常现象，若溢出物或泄漏物为可燃物，则发生火灾或爆炸的危险性极大，石油化工行业很多事故都是由此引发的。操作中如发生溢料，应先控制四周一切火源，限制溢料流淌或气化扩散。同时采取冷却降温或导料等措施防止物料继续溢出。对溢出的物料应尽快予以收集或采取稀释、排除等方法处理干净，防止积存酿成更大的火灾危险。设备损坏、管道破裂、人为操作失误、反应失往控制等原因都会造成物料泄漏。泄漏的应急处置措施包括堵漏、防止泄漏物质扩散，加强监测、治理好火源等。对微小泄漏一般采取紧固、拆换垫圈、及时补焊、带气烧焊等措施及时堵漏; 对大量泄漏要利用防火堤、围堰、围墙等设施或采取水枪喷雾的方法将泄漏物限制在局部范围内。治理火源也十分重要，既要考虑到明火、非防爆电气设备滋火，又应考虑到高速喷出的气流等产生静电火花。此外，应在易产生泄漏的容器等设备或库房内安装监测报警系统，并加强维护，做到发现泄漏早期及时报警。