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第四节防火防爆的基本措施一、石油化工生产中火灾爆炸危险性分析石油化工生产中火灾爆炸危险性可以从生产过程中的物料的火灾爆炸危险性和生产装置及工艺过程中的火灾爆炸危险性两个方面进行分析。具体地说，就是生产过程中使用的原料、中间产品、辅助原料(如催化剂)及成品的物理化学性质、火灾爆炸危险程度，生产过程中使用的设备、工艺条件(如温度、压力)，密封种类、安全操作的可靠程度等，综合全面情况进行分析，以便采取相应的防火防爆措施，保证安全生产。(一)石油化工生产中使用物料的火灾爆炸危险性石油化工生产中，所作用的物料绝大部分都具有火灾爆炸危险性，从防火防爆的角度，这些物质可分为七大类。即：(1)爆炸性物质，如硝化甘油等；(2)氧化剂，如过氧化钠、亚销酸钾等；(3)可燃气体，如苯蒸气等；(4)自燃性物质，如磺磷等；(5)遇水燃烧物质，如硫的金属化合物等；(6)易燃与可燃液体，如汽油、丁二烯等；(7)易燃与可燃固体，如硝基化合物等。(二)生产装置及工艺过程中的火灾爆炸危险性(1)装置中贮存的物料越多，发生火灾时灭火就越困难，损失也就越大；(2)装置的自动化程度越高，安全设施越完善，防止事故的可能性就越高；(3)工艺程度越复杂，生产中物料经受的物理化学变化越多，危险性就增加。(4)工艺条件苛刻，高温、高压、低温、负压，也会增加危险性；(5)操作人员技术不熟练，不遵守工艺规程，事故状态时欠镇静、处理不力，也会造成事故；(6)装置设计不符合规范，布局不合理，一旦发生事故，还会波及邻近装置。二、石油化工生产防火防爆措施(一)火源控制石油化工生产中，常见的着火源除生产过程本身的燃烧炉火、反应热、电火花等以外，还有维修用火、机械摩擦热、撞击火花、静电放电火花以及违章吸烟等。这些火源是引起易燃易爆物质着火爆炸的常见原因。控制这些火源的使用范围，对于防火防爆是十分重要的。1．明火控制石油化工生产中的明火主要是指生产过程中的加热用火、维修用火及其它火源。加热易燃液体时，应尽量避免采用明火，而采用蒸气、过热水、中间载热体或电热等。如果必须使用明火，设备应严格密闭，燃烧室应与设备建筑分开或隔离。在有火灾爆炸危险场所的贮罐和管道内部作业，不得采用普通电灯照明，而应采用防爆电器。在有火灾爆炸危险的厂房内，应尽量避免焊割作业，进行焊割作业时应严格执行工业用火安全规定。在积存有可燃气体、蒸气的管沟、深坑、下水道内及其附近，在没有消除危险之前，不能有明火作业。电焊线破残应及时更换或修理，不能利用其与易燃易爆生产设备有联系的金属件作为电焊接地线，以防止在电器通路不良的地方产生高温或电火花。对熬炼设备要经常检查，防止烟道窜火和熬锅破漏。盛装物料不要过满，防止溢出。在锅灶设计上可采用“死锅活灶”的方法，以便随时搬出灶火。在生产区熬炼时，应注意熬练地点的选择。喷灯是一种轻便的加热工具，主要用于维修方面。在有火灾爆炸危险场所使用喷灯，应按动火管理制度进行并将可燃物清理干净。烟囱飞火，汽车、拖拉机、柴油机等排气管喷火，都可能引起可燃气体、蒸气燃烧爆炸。为防止烟囱飞火，炉膛内燃烧要充分，烟囱要有足够的高度，周围一定距离内不搭建易燃建筑，不堆放易燃易爆物质。为防止机动车辆排气管喷火引进火灾，可在排气管上安装火星熄灭器。2．摩擦与撞击火花的控制机器中轴承等转动部分的摩擦，铁器的相互撞击或铁器工具打击混凝土地坪等都可能发生火花，当管道或铁制容器裂开物料喷出时也可能因摩擦而起火花。为避免这类火花产生，必须做到：(1)对轴承及时添油，保持良好润滑，并经常清除附着的可燃污垢。(2)凡是撞击的两部分应采用两种不同的金属制成，例如钢与铜、钢与铝等，撞击的工具用镀青铜或镀铜的钢制成。不能使用特种金属制造的设备，应采用惰性气体保护或真空操作。(3)为防止金属零件随物料带人设备内发生撞击起火，要在这些设备上安装磁力离析器。不宜使用磁力离析器的，如特别危险的物质(硫、碳化钙等)的破碎，应采用惰性气体保护。(4)搬运盛装有可燃气体和易燃液体的金属容器时，不要抛掷、拖拉、震动。(5)不准穿带钉子的鞋进入易燃易爆车间。特别危险的厂房内，地面应铺设不发生火花的软质材料。3．其它火源的控制要防止易燃易爆物件与高温的设备、管道表面相接触。可燃物料排放口应远离高温表面，高温表面要有隔热保温措施，不能在高温管道和设备上烘烤衣服及其它可燃物件。油麻布、油棉纱等易自燃引进火灾，应装入金属桶、箱内，放置在安全地点并及时清理。吸烟是人们比较广泛的一种嗜好。烟头虽是一个不大的热源，但它能引起许多物质的燃烧。烟头表面温度为200～300℃，中心温度达700～800℃，超过一般可燃物的燃点。据在自然通风的条件下试验，烟头扔进深度为5cm的锯末中，经过75～90min的阴燃，便开始出现火焰；烟头扔进深度为5～10cm的刨花中有75％的机会，经过60～100min开始燃烧；把烟头放在甘蔗板上，60min后，燃烧面积扩展到直径15cm的范围，170min后，爆发出火焰燃烧，烟头的烟灰在弹落时，有一部分呈不规则的颗粒，带有火星，落在比较干燥疏松的可燃物上，也会引进燃烧。因此，在石油化工厂区内应禁止吸烟，避免因吸烟而造成火灾爆炸事故。4．电器火花的控制为防止因电火花引起火灾爆炸事故，在有爆炸危险的场所，应按规定选用相应的防爆设备(见第三章)。(二)火灾爆炸危险物的安全处理1．按物质的物理化学性质采取措施(1)尽量通过改进工艺的办法，以无危险或危险性小的物质代替有危险或危险性大的物质，从根本上消除火灾爆炸的条件。(2)对于本身具有自燃能力的物质、遇空气能自燃的物质以及遇水能燃烧爆炸的物质等，可采取隔绝空气、充入惰性气体保护、防水防潮或针对不同情况采取通风、散热、降温等措施来防止自燃和爆炸的发生。如黄磷、二硫化碳在水中储存，金属钾、钠在煤油中保存，烷基铝在纯氮中保存等。(3)互相接触会引进剧烈化学反应，温度升高，燃烧爆炸的物质不能混存，运输时不能混运。(4)遇酸或碱有分解爆炸燃烧的物质应避免与酸、碱接触；对机械运动(如震动、撞击)比较敏感的物质要轻拿轻放，运输中必须采取减震防震措施。(5)易燃、可燃气体和液体蒸气要根据贮存、输送、生产工艺条件等不同情况，采取相适应的耐压容器和密封手段以及保温、降温措施。排污、放空均要有可靠的处理和保护措施，不能任意排入下水道或大气中。(6)对不稳定的物质，在贮存中应添加稳定剂、阻聚剂等，防止贮存中发生氧化、聚合等反应而引起温度、压力升高而发生爆炸。如丁二烯、丙烯腈在贮存中必须加对苯二酚阻聚剂，防止聚合。(7)要根据易燃易爆物质在设备、管道内流动时产生静电的特征，在生产和储运过程中采取相应的静电接地设施。另外，液体具有流动性，为防止因容器破裂后液体流散或火灾事故时火势蔓延，应在液体贮罐区较集中的地区设置防护堤。2．系统密封及负压操作为防止易燃气体、蒸气和可燃性粉尘与空气构成爆炸性混合物，应使设备密闭，对于在负压下生产的设备，应防止空气吸入。为保证设备的密闭性，对危险设备及系统应尽量少用法兰连接，但要保证安装检修方便，输送危险气体的管道要用无缝管。应做好气体中水分的分离和保温，防止冬季气体中冷凝水在管道中冻结胀裂管道而泄漏。易燃易爆物质生产装置投产前应严格进行气密性实验。负压操作可防止系统中的有毒和爆炸性气体向容器外逸散。但也要防止在负压下操作，由于系统密闭性差，外界空气通过各种孔隙进入负压系统。加压或减压在生产中都必须严格控制压力，防止超压，并应按照压力容器的管理规定，定期进行强度耐压试验。系统检修时应注意密闭填料的检查调整或更换，凡是与系统密闭的关键部件都不能忽视检修质量，以防渗漏。3．通风置换通风是防止燃烧爆炸物形成的重要措施之一。在含有易燃易爆及有毒物质的生产厂房内采取通风措施时，通风气体不能循环使用。通风系统的气体吸人口应选择空气新鲜、远离放空管道和散发可燃气体的地方，在有可燃气体的厂房内，排风设备和送风设备应有独立分开的通风机室，如通风机室设在厂房内，应有隔绝措施。排除输送温度超过80℃的空气或其它气体以及有燃烧爆炸危险的气体、粉尘时的通风设备，应用非燃烧材料制成。排除具有燃烧爆炸危险粉尘时的排风系统，应采用不发生火花的设备和能消除静电的除尘器。排除与水接触能生成爆炸混合物的粉尘时，不能采用湿式除尘器。通风管道不宜穿越防火墙等防火分隔物，以免发生火灾时，火势通过通风管道而蔓延。4．惰性介质保护惰性气体在石油化工生产中对防火防爆起着重要的作用。常用的惰性气体有氮气、二氧化碳、水蒸气等。惰性气体在生产中的应用主要有以下几个方面：(1)易燃固体物质的粉碎、筛选处理及其粉末输送，采用惰性气体覆盖保护；(2)易燃易爆物料系统投料前，为消除原系统内的空气，防止系统内形成爆炸性混合物，采用惰性气体置换；(3)在有火灾爆炸危险的设备、管道上设置惰性气体接头，可作为发生危险时备用保护措施和灭火手段；(4)采用氮气压送易燃液体；(5)在有易燃易爆危险的生产场所，对有发生火花危险的电器、仪表等采用充氮正压保护；(6)易燃易爆生产系统需要检修，在拆开设备前或需动火时，用惰性气体进行吹扫和置换，发生危险物料泄漏时用惰性气体稀释，发生火灾时，用惰性气体进行灭火；使用惰性气体应根据不同的物料系统采用不同的惰性介质和供气装置，不能乱用。因为惰性气体与某些物质可以发生化学反应，如水蒸气可以同许多酸性气体生成酸而放热，二氧化碳可同许多碱性气体物质生成盐而堵塞管道和设备。还要特别指出的是：许多生产装置在生产中将惰性气体系统与危险物料系统联接在一起，要防止危险物料窜入惰性气体系统造成事故。一般临时用惰性气体的装置应采用随用随接，不用断开的方式。常用惰性气体的装置应该设置超压报警自动切断装置，生产停车时应将惰性气体断开。(三)工艺参数的安全控制石油化工生产中，工艺参数主要是指温度、压力、流量、液位及物料配比等。防止超温、超压和物料泄漏是防止火灾爆炸事故发生的根本措施。1．温度控制温度是石油化工生产中主要的控制参数之一。不同的化学反应都有其自己最适宜的反应温度，正确控制反应温度不但对保证产品质量、降低消耗有重要意义，而且也是防火防爆所必须的。温度过高可能会引起剧烈反应而压力突增，造成冲料或爆炸，也可能会引起反应物的分解着火。温度过低，有可能会造成反应速度减慢或停滞，而一旦反应温度恢复正常时，则往往会因为未反应的物料过多而发生剧烈反应而引起爆炸；温度过低还会使某些物料冻结，造成管路堵塞或破裂，致使易燃物料泄漏而发生火灾爆炸。为严格控制温度，应在以下几个方面采取措施：(1)除去反应热或适当采取加热措施。化学反应一般都伴随着热效应，放出或吸收一定热量。例如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是放热反应；而各种裂解反应、脱氢反应、脱水反应等则是吸热反应。为使反应在一定温度下进行，必须向反应系统中加入或移去一定热量，以防因过热而发生危险。(2)防止换热在反应中突然中断。化学反应中热量平衡是保证反应正常进行所必须的条件。放热反应中的热量采出往往是保证不发生超温超压事故的基础。若在生产工艺控制中不能保证换热系统正常工作，那么就必须有在中断换热的同时中断化学反应的手段。例如：苯与浓硫酸混合进行磺化反应，除有冷却系统以外还需用搅拌器加速热的传导防止局部过热，但是若在反应中搅拌器突然停电，物料分层，当搅拌器再开动后，反应剧烈，冷却系统来不及移去大量反应热，造成温度升高，尚未反应的苯会受热气化，造成超压爆炸。为防止换热突然中断可用双路供电、双路供水(指冷却用的传热介质)。(3)正确选择传热介质。石油化工生产中常用的热载体有水蒸气、水、矿物油、联苯醚、熔盐、汞和熔融金属、烟道气等。正确选择热载体，对加热过程的安全有十分重要的意义。应当尽量避免使用与反应物料性质相抵触的物质作为热载体。例如：环氧乙烷很容易与水发生剧烈反应，甚至有极其微量的水渗进液体环氧乙烷中，也容易引起自聚发热而爆炸。这类物质的冷却或加热不能用水和水蒸气，而应该使用液体石蜡等作为传热介质。(4)加强保温措施。合理的保温对工艺参数的控制，减少波动，稳定生产都有好处，同时也可防止高温设