石油化工生產(chǎn)中火災(zāi)危險(xiǎn)性及消防安全控制措施

李建坤(上饒市消防救援支隊(duì)，江西 上饒 334000)

0 引言

隨著石油化工生產(chǎn)水平的不斷提升，與之相關(guān)的石油化工火災(zāi)事故層出不窮。這些事故不僅會給企業(yè)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，還會帶來人員傷亡，影響社會穩(wěn)定。在石化生產(chǎn)過程中之所以會產(chǎn)生火災(zāi)事故，主要是由于生產(chǎn)離不開各種高溫高壓設(shè)備。在生產(chǎn)的過程中還會涉及許多易燃易爆有毒物質(zhì)，若不能對生產(chǎn)過程進(jìn)行有效控制，就會誘發(fā)嚴(yán)重的火災(zāi)事故。因此，要仔細(xì)分析石油化工生產(chǎn)過程中火災(zāi)的危險(xiǎn)性，制定有效的消防安全對策，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，促進(jìn)石油化工企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

1 石油化工生產(chǎn)火災(zāi)事故的危險(xiǎn)性分析

1.1 系統(tǒng)超壓，低沸點(diǎn)介質(zhì)出現(xiàn)氣化

在石油化工生產(chǎn)系統(tǒng)中一旦出現(xiàn)超壓現(xiàn)象，就會導(dǎo)致許多沸點(diǎn)較低的介質(zhì)在高溫系統(tǒng)中產(chǎn)生氣化現(xiàn)象。有機(jī)溶劑和水沸點(diǎn)是常見的低沸點(diǎn)介質(zhì)。一旦介質(zhì)的沸點(diǎn)超過溫度，就會產(chǎn)生氣化現(xiàn)象，形成相變。由于大部分有機(jī)溶劑容易產(chǎn)生燃燒和爆炸的問題，當(dāng)溫度較高時(shí)，就會面臨越來越高的壓力，從而爆炸。比如，在催化裂化裝置中，若操作人員沒有按照要求進(jìn)行操作，導(dǎo)致冷凝水進(jìn)入煉油罐之中，水就會在溫度較高的情況下變成蒸汽，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部超壓，產(chǎn)生爆炸[1]。

1.2 溫度超過正常值，化學(xué)反應(yīng)速度加快

進(jìn)行石油化工生產(chǎn)時(shí)，若不能對溫度進(jìn)行有效控制，導(dǎo)致溫度超標(biāo)；或者設(shè)備在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)發(fā)熱的現(xiàn)象，沒有按照規(guī)定進(jìn)行加料，導(dǎo)致加料量超標(biāo)，就會進(jìn)一步促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)，不斷提高溫度，加速低沸點(diǎn)介質(zhì)的氣化進(jìn)程，導(dǎo)致不穩(wěn)定的物質(zhì)分解。此外，在生產(chǎn)中使用的聯(lián)苯混合物會在高溫時(shí)分解為苯、氧氣和氫氣等物質(zhì)，導(dǎo)致系統(tǒng)壓力不斷升高，一旦壓力超過臨界值就會爆炸。比如，某化工廠生產(chǎn)潤滑油時(shí)，由于添加了三氯化鋁導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)加速，產(chǎn)生較大量的瓦斯。當(dāng)瓦斯不斷泄漏后，就會充斥在整個(gè)生產(chǎn)廠房之中，瓦斯遇到切斷照明電源后就會與之迅速反應(yīng)，產(chǎn)生火花，誘發(fā)瓦斯爆炸，造成非常嚴(yán)重的后果。

1.3 高溫物料噴出，高溫物體與物料接觸

進(jìn)行石油化工生產(chǎn)時(shí)，一旦物料的溫度超過自燃點(diǎn)，若與空氣接觸，就會燃燒，或者導(dǎo)致物料噴出。若操作人員操作出現(xiàn)失誤，反應(yīng)裝置中的壓力過高，管線被腐蝕，生產(chǎn)裝置自身存在較為嚴(yán)重的質(zhì)量問題，均會導(dǎo)致物料噴出。若沒有合理選擇放空管的布置區(qū)域，就會在放空物料的過程中導(dǎo)致物料與溫度較高的物體相接觸，從而產(chǎn)生燃燒。此外，若維修人員沒有定期對管道進(jìn)行維修，就會導(dǎo)致低沸點(diǎn)介質(zhì)與高溫設(shè)備接觸，也會誘發(fā)燃燒。

1.4 反應(yīng)裝置中混有新介質(zhì)，形成新的化學(xué)反應(yīng)

石油化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中應(yīng)用的生產(chǎn)裝置通常比較安全可靠，但在化學(xué)反應(yīng)或存儲過程中，一旦混入新的介質(zhì)，就會產(chǎn)生新的化學(xué)反應(yīng)。部分副反應(yīng)具有一定的危險(xiǎn)性，會產(chǎn)生許多危險(xiǎn)物質(zhì)，一旦環(huán)境比較高，與物質(zhì)進(jìn)行接觸，就會產(chǎn)生爆炸或燃燒。比如，在生產(chǎn)聚氯乙烯的過程中，若沒有充分考慮磷酸鈣含量合理值，導(dǎo)致其含量超標(biāo)，就會產(chǎn)生危險(xiǎn)系數(shù)較高的磷化氫，從而產(chǎn)生事故[2]。

1.5 產(chǎn)生爆炸混合物，誘發(fā)爆炸

在進(jìn)行石油化工生產(chǎn)的過程中，大部分生產(chǎn)工藝系統(tǒng)不會產(chǎn)生較為嚴(yán)重的事故，可有效保障生產(chǎn)安全。一旦生產(chǎn)工藝裝置出現(xiàn)問題，或者由于人工操作不完善，沒有正確投放物料，就會產(chǎn)生爆炸事故。比如，在化工生產(chǎn)中對濃硫酸設(shè)備施焊時(shí)，在沖洗酸罐的過程中，由于罐體材料和稀硫酸所生成的氫氣在水的作用下并沒有完全消除，就會產(chǎn)生爆炸。

2 石油化工生產(chǎn)消防安全控制措施

2.1 對溫度進(jìn)行合理控制

為了避免出現(xiàn)火災(zāi)等危險(xiǎn)事故，在進(jìn)行石油化工生產(chǎn)時(shí)，需對溫度進(jìn)行有效的控制。溫度不僅會對生產(chǎn)過程造成影響，還是誘發(fā)許多安全事故的源頭。相關(guān)人員要對溫度的范圍進(jìn)行合理控制，避免出現(xiàn)爆炸和火災(zāi)等事故。進(jìn)行物理操作時(shí)，一旦溫度超過預(yù)定值，就會加速液態(tài)物料的沸騰，從而產(chǎn)生爆炸或物料噴出的情況，還會誘發(fā)部分干燥物料產(chǎn)生自燃現(xiàn)象。如果溫度比較低，在管路或設(shè)備中的物料就會逐漸凝固，對管路形成堵塞，導(dǎo)致設(shè)備不斷膨脹和開裂。對溫度進(jìn)行控制時(shí)，要合理選擇傳熱介質(zhì)，進(jìn)行均勻而持久的攪拌，對反應(yīng)熱及時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)移，避免傳熱面結(jié)垢。

2.1.1 合理選擇傳熱介質(zhì)

傳熱介質(zhì)是否得到合理選擇，將直接關(guān)系到溫度能否得到進(jìn)一步控制。要合理選擇冷熱載體，確保加熱和冷卻過程的操作更加安全。企業(yè)經(jīng)常會將明火、電阻絲、熱水和水蒸氣等作為常用的熱載體；企業(yè)會將空氣、水和制冷劑等物質(zhì)作為冷載體。選擇載體時(shí)，要避免選擇與物料性質(zhì)相沖或容易產(chǎn)生反應(yīng)的物質(zhì)。比如，一旦環(huán)氧乙烷與水接觸，就會產(chǎn)生劇烈的反應(yīng)，需避免這一物質(zhì)與水接觸。使用熱載體時(shí)，若熱載體處于溫度較高的環(huán)境之中，一旦低沸點(diǎn)物料混入系統(tǒng)之中，就會與溫度過高的熱載體接觸，產(chǎn)生氣化反應(yīng)，導(dǎo)致系統(tǒng)超壓，有爆炸的可能性。因此，需確保熱載體運(yùn)行系統(tǒng)更加安全可靠，通過脫水或干燥吹掃等方式，及時(shí)處理系統(tǒng)中存在的低沸點(diǎn)物質(zhì)，避免系統(tǒng)中有積水，保證處理工作全面開展[3]。

2.1.2 持續(xù)均勻攪拌

采用機(jī)械攪拌可確保反應(yīng)物料得到均勻攪拌，反應(yīng)穩(wěn)定，還能促進(jìn)熱量的傳遞速度不斷加快。要避免機(jī)械攪拌中途停止，否則就會導(dǎo)致反應(yīng)系統(tǒng)局部產(chǎn)生劇烈的反應(yīng)，影響散熱功能。為了實(shí)現(xiàn)持續(xù)攪拌，可采用雙路供電或人工攪拌裝置等方式。

2.1.3 反應(yīng)熱及時(shí)轉(zhuǎn)移

要確保反應(yīng)熱得到及時(shí)有效的轉(zhuǎn)移，才能避免熱量持續(xù)積累?；居袡C(jī)合成中的各類反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，可采用針對性的反應(yīng)熱轉(zhuǎn)移方式，如夾套冷卻、冷料循環(huán)、惰性氣體循環(huán)等，也可采用特殊性的反應(yīng)器進(jìn)行反映熱轉(zhuǎn)移。

2.1.4 避免傳熱面結(jié)垢

要及時(shí)對傳熱面進(jìn)行清理，避免出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)結(jié)垢，不僅會導(dǎo)致傳熱效率不斷降低，還會誘發(fā)爆炸事故。要仔細(xì)分析傳熱面結(jié)垢的原因，選擇合理的處置方法。比如，要加強(qiáng)對設(shè)備的檢查，確定設(shè)備是否運(yùn)行正常，是否存在質(zhì)量問題；對攪拌方式進(jìn)行改進(jìn)，可采用低熱面、加熱面或增加流速等方式減少污垢在傳熱面上的沉積程度；定期對結(jié)垢進(jìn)行檢查和清理。

2.2 投料配比與速度控制

要確保放熱反應(yīng)過程得到有效的控制，嚴(yán)格進(jìn)行物料配比控制，避免產(chǎn)生火災(zāi)。比如，在生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的過程中，要高度重視乙烷和氧的混合濃度是否合理，若不能保證二者得到合理的配比，就會導(dǎo)致其濃度不斷提高，容易誘發(fā)爆炸。在化學(xué)反應(yīng)中，不能忽視催化劑的影響。由于過量催化劑會導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)速度加快，不容易進(jìn)行反應(yīng)熱轉(zhuǎn)移，在熱量不斷積聚的情況下，就會誘發(fā)火災(zāi)。因此，要合理進(jìn)行物料配比設(shè)計(jì)，選擇合理的混合裝置，設(shè)置連鎖控制系統(tǒng)，經(jīng)常對進(jìn)料配比進(jìn)行核對。當(dāng)可燃物與氧化劑進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，要合理控制氧化劑的投料速度與用量，在條件允許的情況下，可適當(dāng)添加惰性氣體，以達(dá)到稀釋的效果。在放熱反應(yīng)中，要根據(jù)設(shè)備的傳熱能力控制投料速度，否則就會導(dǎo)致反應(yīng)速度過快，此外，還要對系統(tǒng)溫度進(jìn)行有效控制，避免物料積累過多。若溫度保持在合適區(qū)間，反應(yīng)速度會繼續(xù)加快，溫度壓力會呈現(xiàn)出不正常的狀態(tài)。要嚴(yán)格控制投料的速度，按照規(guī)定進(jìn)行操作，不可隨意添加反應(yīng)物。

2.3 對超量雜質(zhì)和副反應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的控制

進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)操作時(shí)，一旦工藝條件發(fā)生變化，或者在原料中融入大量的超量雜質(zhì)，就會產(chǎn)生副反應(yīng)和過反應(yīng)，從而誘發(fā)爆炸或火災(zāi)。比如，采用乙炔和氯化氫合成氯乙烯時(shí)，若不能保證氯化氫中的游離氯含量得到有效控制，在游離氯含量持續(xù)超標(biāo)的情況下，就會使其與乙炔產(chǎn)生反應(yīng)，反應(yīng)后所產(chǎn)生的四氯乙烷會誘發(fā)爆炸[4]。因此，要加強(qiáng)對原料質(zhì)量的控制，合理選擇原料。在物料循環(huán)操作的過程中，要避免雜質(zhì)積聚。要在部分反應(yīng)過程中采取有效的措施，確保反應(yīng)完全，一旦產(chǎn)生較大數(shù)量的半成品，也會誘發(fā)安全事故。

2.4 異常情況的處置方式

2.4.1 動(dòng)力源忽然中斷

進(jìn)行石油化工生產(chǎn)的過程中，要高度重視動(dòng)力源的應(yīng)用。一旦遭遇某種故障或受到其他原因的影響，就會導(dǎo)致動(dòng)力源忽然中斷，這樣不僅會影響正常生產(chǎn)，還可能會誘發(fā)火災(zāi)與爆炸等安全事故。比如，一旦電力中斷，攪拌機(jī)和水泵就無法正常工作，停止運(yùn)轉(zhuǎn)，就會導(dǎo)致冷卻水的供給中斷，要在最短的時(shí)間內(nèi)確保供力源及時(shí)恢復(fù)供給。若在較短的時(shí)間內(nèi)不能恢復(fù)動(dòng)力源，就要通過人工進(jìn)行物料攪拌，在條件允許的情況下壓進(jìn)高壓水，緊急進(jìn)行排料，就能避免事故范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。高度重視薄弱生產(chǎn)環(huán)節(jié)的動(dòng)力源供給。比如，若部分環(huán)節(jié)容易誘發(fā)火災(zāi)，就要確保其操作設(shè)備的供李源供給具有雙回路電源、雙干線水源或氣源。要配備相應(yīng)的備用水泵和備用發(fā)電機(jī)，應(yīng)對突發(fā)事故。

2.4.2 溢料和泄漏

在進(jìn)行石油化工生產(chǎn)的過程中，很容易出現(xiàn)物料溢出或泄漏的情況。一旦溢出或泄漏的物質(zhì)為可燃物質(zhì)，就會誘發(fā)火災(zāi)等事故。要高度重視這一問題，一旦發(fā)生物料溢出的現(xiàn)象，要在第一時(shí)間對環(huán)境周邊的火源進(jìn)行控制，避免物料繼續(xù)流淌或產(chǎn)生氣化現(xiàn)象[5]。要通過降溫或冷卻措施阻止物料繼續(xù)溢出。要及時(shí)收集溢出的物料，避免物料繼續(xù)堆積。為了避免物料泄漏，除了要做到防患于未然之外，還要制定完善的應(yīng)急處置方式。比如，及時(shí)堵住漏口，避免物質(zhì)繼續(xù)擴(kuò)散。要加大監(jiān)測力度，對周邊火源進(jìn)行有效控制。如果泄漏范圍比較大，就要設(shè)置圍墻等設(shè)施，將泄漏物控制在合理的范圍內(nèi)，避免其泄漏范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。要在容易產(chǎn)生泄漏的部位設(shè)置監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)，一旦發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，就能及時(shí)報(bào)警和處理。

3 結(jié)語

綜上所述，為了提高石油化工企業(yè)的效益，避免出現(xiàn)人員傷亡，就要實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，解決在生產(chǎn)過程中存在的安全隱患，采取有效的安全控制措施。