化工企業(yè)常壓容器使用安全與管理淺析

王志泉，宋強(qiáng)

（山東省化工研究院，山東 濟(jì)南 250014）

化工企業(yè)常壓容器使用安全與管理淺析

王志泉，宋強(qiáng)

（山東省化工研究院，山東 濟(jì)南 250014）

相較于壓力容器，常壓容器事故危害性較低，但疏于管理，事故發(fā)生率較高。本文從事故舉例開始，分析常壓容器使用中潛在的危險(xiǎn)性和可能發(fā)生的后果，并建議化工企業(yè)對(duì)常壓容器進(jìn)行科學(xué)管理，保障企業(yè)的安全生產(chǎn)條件。

常壓容器；爆炸；安全；管理；化工

化工企業(yè)生產(chǎn)中涉及易燃易爆、有毒、腐蝕性介質(zhì)較多，工作條件有高溫、高壓等危險(xiǎn)工況，因而壓力容器事故成為企業(yè)的監(jiān)控重點(diǎn)，而對(duì)于常壓容器的安全管理成為相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)，部分企業(yè)幾乎忽略了常壓設(shè)備的安全管理工作，沒有很好的分析常壓設(shè)備工作的特點(diǎn)，制定相應(yīng)的安全管理措施，因而潛存了常壓設(shè)備的安全隱患。

1 事故案例與分析

1.1 案例一常壓容器超壓引發(fā)容器爆炸

2006年 2 月 25日，山東省淄博市某化工企業(yè)的 2，6-二硝基對(duì)甲基苯酚裝置在開車時(shí)，操作人員在反應(yīng)釜內(nèi)加好硝酸后，開始向反應(yīng)釜內(nèi)滴加鄰硝基對(duì)甲基苯酚，滴加過程中，反應(yīng)釜突然發(fā)生爆炸，導(dǎo)致廠房屋頂和生產(chǎn)設(shè)施損毀。造成事故的直接原因?yàn)樵撈髽I(yè)的操作工在反應(yīng)過程中，沒有將放空管線閥門徹底打開，導(dǎo)致常壓反應(yīng)釜內(nèi)憋壓，造成爆炸事故。硝化反應(yīng)釜上安裝防止誤操作的自動(dòng)防爆泄壓設(shè)施；二是該企業(yè)沒有編制詳盡的安全操作規(guī)程，沒有對(duì)放空管閥門的操作作出明確的要求。

1.2 案例二易燃易爆介質(zhì)常壓容器混入空氣引發(fā)爆炸

2015 年 11 月 17 日，遼寧某石油化工企業(yè)碳五分離裝置區(qū)域內(nèi)的阻聚劑配制罐發(fā)生爆炸致火災(zāi)事故，致使裝置區(qū)部分設(shè)備受損，裝置內(nèi)物料部分泄漏，所幸無(wú)人員傷亡。造成事故的直接原因?yàn)樽杈蹌┕抟好嫔闲纬奢^大空間，實(shí)際操作過程中沒有使用充氮設(shè)施對(duì)負(fù)壓吸入和使用臨時(shí)管線帶入的空氣進(jìn)行置換和保護(hù)，使罐內(nèi)空間部分形成乙腈蒸氣與空氣混合的爆炸性混合氣體（乙腈的爆炸極限3%～ 16%）。環(huán)繞設(shè)備的電伴熱帶在長(zhǎng)期使用過程中，絕緣體出現(xiàn)破損，對(duì)罐壁放電，局部形成高溫，引發(fā)事故發(fā)生。

2 常壓容器的工況特點(diǎn)分析與安全措施

常壓容器區(qū)分于壓力容器,通常說(shuō)的常壓容器為容器內(nèi)無(wú)壓力，有管道或容器開孔與大氣相通，如水罐，低濃度酸、堿罐等。在化工行業(yè)，由于所涉及物料大部分為易燃易爆、有毒、腐蝕性介質(zhì)，這些介質(zhì)泄漏或以氣體形式散發(fā)，會(huì)導(dǎo)致人員中毒、環(huán)境污染、引發(fā)火災(zāi)爆炸等事故，所以很多儲(chǔ)存容器雖為常壓容器，但處于密封狀態(tài)，反應(yīng)設(shè)備多與其他設(shè)備連通工作，這些容器內(nèi)部為微正壓（＜0.1MPa）或負(fù)壓（真空）狀態(tài)。當(dāng)容器內(nèi)壓力超壓時(shí)可能發(fā)生容器爆炸事故，如果負(fù)壓設(shè)備內(nèi)介質(zhì)易燃易爆，密封不嚴(yán)，容器混入空氣，可能形成爆炸性混合氣體，引發(fā)火災(zāi)爆炸事故。發(fā)生容器爆炸可能發(fā)生次生事故，如火災(zāi)爆炸、人員中毒、人員灼傷、環(huán)境污染等。

現(xiàn)針對(duì)幾種常壓容器舉例進(jìn)行典型的安全隱患分析如下（以下分析主要基于工作壓力情況的分析，未針對(duì)其他工藝操作、反應(yīng)溫度變化、物料性質(zhì)變化等因素進(jìn)行分析）。

2.1 常壓反應(yīng)釜

一般工作條件：常壓工作，常溫或低、中溫工況，排空管道與后續(xù)冷凝器或尾氣吸收裝置連接，或有導(dǎo)熱油加熱，或循環(huán)水（冷凍水）冷卻系統(tǒng)。

可能發(fā)生的問題及安全措施：（1）反應(yīng)釜排空管道閥門未開或管道堵塞；操作失誤，導(dǎo)致反應(yīng)失控。其結(jié)果是容器內(nèi)壓力升高，設(shè)備密封破壞，發(fā)生泄漏；壓力超過設(shè)備承受極限，導(dǎo)致容器爆炸。安全措施：反應(yīng)釜排空管道上的閥門懸掛常開標(biāo)示牌；反應(yīng)釜安裝安全閥或爆破片；對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期檢查、維護(hù)，保持管道暢通；反應(yīng)釜的選型、設(shè)計(jì)應(yīng)考慮反應(yīng)釜能承受反應(yīng)過程可能出現(xiàn)的最高壓力。（2）涉及易燃易爆介質(zhì)的反應(yīng)釜工作狀態(tài)為負(fù)壓，誤操作或密封不良，導(dǎo)致空氣吸入反應(yīng)系統(tǒng)。其結(jié)果是空氣與反應(yīng)釜內(nèi)可燃介質(zhì)可能形成爆炸性混合物，遇火花或高能可能發(fā)生火災(zāi)爆炸。安全措施：對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期檢查、維護(hù)，保持設(shè)備及管道法蘭密封良好；使用易燃易爆物料的容器排空口、備用口應(yīng)根據(jù)工藝需要懸掛“禁止開啟”、“常閉”等警示標(biāo)志。（3）有密閉保溫階段的反應(yīng)，反應(yīng)不徹底即進(jìn)行關(guān)閉排空閥門保溫。其結(jié)果是容器內(nèi)壓力升高；設(shè)備密封破壞，發(fā)生泄漏；壓力超超過設(shè)備承受極限，導(dǎo)致容器爆炸。安全措施：嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)程操作；反應(yīng)釜安裝安全閥或爆破片；安裝壓力報(bào)警器，連鎖壓力釋放閥。

2.2 易燃易爆物料常壓儲(chǔ)罐

一般工作條件：常壓、常溫儲(chǔ)存，排空管道安裝阻火器與大氣相通，或氮封儲(chǔ)存。

可能發(fā)生的問題及安全措施：（1）與大氣相通儲(chǔ)罐未安阻火器或阻火器損壞。其結(jié)果是空氣與儲(chǔ)罐內(nèi)可燃介質(zhì)可能形成爆炸性混合物，有明火或火花可能引入儲(chǔ)罐內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)爆炸。安全措施：儲(chǔ)罐通氣管安裝阻火器，并定期檢查維護(hù)；備用口應(yīng)加盲板并密封完好。（2）氮封儲(chǔ)罐氮?dú)庑孤?，氮封失效。其結(jié)果是空氣與反應(yīng)釜內(nèi)可燃介質(zhì)可能形成爆炸性混合物，發(fā)生火災(zāi)爆炸。安全措施：儲(chǔ)罐頂部安裝壓力監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置；氮?dú)庋a(bǔ)充系統(tǒng)應(yīng)為自動(dòng)補(bǔ)充系統(tǒng)；對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期檢查、維護(hù)，保持設(shè)備及管道法蘭密封良好。（3）氮封儲(chǔ)罐氮?dú)鉁p壓閥損壞、氮?dú)鈮毫κЭ?；容器?nèi)壓力升高（此情況一般出現(xiàn)在小型氮封儲(chǔ)罐，大型氮封儲(chǔ)罐安裝有呼吸閥）。結(jié)果是設(shè)備密封破壞，發(fā)生泄漏；壓力超超過設(shè)備承受極限，導(dǎo)致容器爆炸。安全措施：嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)程，控制氮?dú)庀到y(tǒng)壓力；氮封儲(chǔ)罐安裝安全閥；氮?dú)饩彌_罐安裝安全閥；對(duì)設(shè)備、安全閥等進(jìn)行定期檢查、維護(hù)，保持設(shè)備及管道法蘭密封良好。

2.3 短時(shí)間壓力操作的常壓罐

一般工作條件：正常工藝操作條件為常壓，因氣體壓送轉(zhuǎn)料、連接設(shè)備轉(zhuǎn)換等特定工藝操作而短時(shí)間承受一定壓力。

可能發(fā)生的問題及安全措施：（1）設(shè)備選型和設(shè)計(jì)未考慮短時(shí)間壓力升高情況。結(jié)果是密封泄漏；儲(chǔ)罐變形或破裂；發(fā)生容器爆炸；有易燃易爆物料可引發(fā)火災(zāi)爆炸。安全措施：根據(jù)工藝操作條件進(jìn)行儲(chǔ)罐選型和設(shè)計(jì)；加強(qiáng)設(shè)備管理，定期檢測(cè)設(shè)備腐蝕情況，容器壁厚小于設(shè)計(jì)壁厚條件下禁止使用。（2）使用增壓氣體壓力超過設(shè)計(jì)值；增壓氣體壓控制失效。結(jié)果是密封泄漏；儲(chǔ)罐變形或破裂；發(fā)生容器爆炸；有易燃易爆物料可引發(fā)火災(zāi)爆炸。安全措施：選用增壓氣體氣源應(yīng)符合設(shè)計(jì)工況要求；增壓氣體進(jìn)入設(shè)備前設(shè)置緩沖罐，安裝安全閥，安全閥的設(shè)定壓力不超過用氣的常壓容器的設(shè)計(jì)壓力。（3）對(duì)于易燃易爆物料，使用增壓氣體壓送物料停氣后，容器開口或降溫后設(shè)備處于負(fù)壓狀態(tài)，空氣可能進(jìn)入容器；使用真空抽料，設(shè)備密封不嚴(yán)，空氣可能進(jìn)入容器內(nèi)；使用真空抽料完畢，誤操作空氣可能進(jìn)入容器內(nèi)。結(jié)果是空氣與容器內(nèi)可燃介質(zhì)可能形成爆炸性混合物，發(fā)生火災(zāi)爆炸。安全措施：根據(jù)工藝條件制訂完善的安全操作規(guī)程，并嚴(yán)格執(zhí)行；對(duì)于易燃易爆物料使用氮?dú)獾榷栊詺怏w作為增壓氣體，并嚴(yán)禁混入空氣；對(duì)真空抽料的設(shè)備應(yīng)選用惰性氣體破壞真空；進(jìn)行定期檢查、維護(hù)，保持設(shè)備及管道法蘭密封良好；使用易燃易爆物料的容器排空口、備用口應(yīng)根據(jù)工藝需要懸掛“禁止開啟”、“常閉”等警示標(biāo)志。以上分析是對(duì)某種設(shè)備的典型操作隱患分析，實(shí)際生產(chǎn)過程中一套容器可能同時(shí)存在幾種典型操作工況，企業(yè)應(yīng)根據(jù)設(shè)備類型及用途、工藝條件、物料性質(zhì)等多方面分析。

3 化工企業(yè)常壓容器的管理措施

常壓容器是化工行業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中不可缺少的組成部分，普遍分散于裝置中各部分，放松常壓設(shè)備的安全管理就會(huì)直接導(dǎo)致系統(tǒng)安全性的降低。常壓容器在正常工作狀態(tài)下屬于常壓，但如果出現(xiàn)誤操作或裝置、控制系統(tǒng)失靈，就可能產(chǎn)生一定的壓力，加之設(shè)備本身承壓能力較低，一旦超壓極易引起爆炸事故。人們一般將精力集中在壓力容器的操作和管理上，因此常壓容器出現(xiàn)誤操作的機(jī)率相對(duì)較高。要保證企業(yè)安全生產(chǎn)，只有在管理上不斷加強(qiáng)，消除各種不安全因素，嚴(yán)格規(guī)范常壓容器的管理。

建議企業(yè)在常壓設(shè)備的管理上注意以下幾個(gè)方面：（1）裝置系統(tǒng)內(nèi)的常壓容器，設(shè)計(jì)和選型應(yīng)考慮容器可能出現(xiàn)的最高工作壓力，確保容器能夠承受短時(shí)間的壓力操作狀態(tài)。（2）對(duì)誤操作或相關(guān)裝置失效可能導(dǎo)致常壓容器超壓的，常壓容器安裝安全閥或爆破片等壓力釋放裝置。（3）有化學(xué)反應(yīng)過程的常壓容器，應(yīng)根據(jù)工藝情況完善配置反應(yīng)速度控制系統(tǒng)、冷卻降溫系統(tǒng)、壓力釋放系統(tǒng)，并根據(jù)工藝特點(diǎn)配置安全聯(lián)鎖系統(tǒng)。（4）氮封等惰性氣體保護(hù)的常壓容器，應(yīng)配置壓力檢測(cè)和控制系統(tǒng)，確保氮封有效，并有氮?dú)鈮毫ψ詣?dòng)控制措施。

綜上所述，只有加強(qiáng)常壓容器的安全管理工作，才能夠避免常壓容器違章操作、消除容器的潛在危險(xiǎn)、避免爆炸事故的發(fā)生，保障化工企業(yè)安全生產(chǎn)。

[1]楊海，孫科 .危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)預(yù)防常壓反應(yīng)設(shè)備爆炸事故的安全對(duì)策 [J].化工安全與環(huán)境，2007(9):8.

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1671-0711（2017）03（下）-0024-02