甘肃“8.4”兰州石化兰炼厂区爆炸

甘肃“8.4”兰州石化兰炼厂区爆炸火灾扑救战例研讨“8.4”火灾事故情况2014年8月4日8时39分，甘肃省兰州市兰州石化公司120万吨重油催化裂化装置区内30万吨气体分馏装置发生丙烯泄漏爆燃火灾事故。接到报警后，甘肃总队第一时间启动《石油化工灭火救援预案》，紧急调集兰州支队11个中队、1个战勤保障大队、43台消防车、252名指战员赶赴现场处置，并命令周边4个支队做好跨区域增援准备。经过近5个小时的连续奋战，大火被彻底扑灭。兰州石化炼油厂基本情况兰石化炼油厂是兰州石化公司的主要生产厂之一，于1958年建成投产，是我国“一五”期间156个重点建设项目之一，是新中国建成的第一座现代化大型炼油厂，属于燃料润滑油型炼厂，现有员工1.8万余人，下设11个车间。原油加工能力1050万吨/年，拥有常减压、重油催化、连续重整芳烃抽提、汽柴油加氢、延迟焦化等40余套炼油生产装置。主要生产汽、煤、柴、润滑油基础油、苯类、液化气、石蜡等10大类产品。什么是石油化工石油化工是以石油及天然气为原料，生产石油产品、基本有机化工原料和石油化工产品的加工工业。石油炼制：原油加工企业，以原油为原料生产燃料油及化工辅助化工原料企业。主要生产装置有常减压、催化裂化、连续重整、加氢裂化、加氢精制、延迟焦化。化工生产：以石脑油、抽余油、轻烃、乙烷、天然气等为原料，生产化工产品的企业。主要生产装置有乙烯裂解（高压聚乙烯、聚乙烯、聚丙烯）；碳四抽提（丁二烯）、汽油加氢、芳烃抽提（苯、二甲苯、对二甲苯、PDA）、苯乙烯、丙烯晴、ABS、丁苯橡胶、丁晴橡胶；以煤、渣油、重油或天然气为原料经造气、合成、造粒生产化肥（尿素、复合肥）的企业。炼化厂分类产能规模：指原油年加工能力或乙烯年生产能力。原油加工1000-2000万吨t/a炼油企业；30-120万吨t/a乙烯加工企业。30-60万吨t/a合成氨生产企业；30-120万吨t/a芳烃抽提企业。炼化一体化：指千万吨炼油、百万吨乙烯联合加工生产企业。燃料型炼厂：生产工艺以汽油、煤油、柴油燃料油为主的企业；燃料-化工型炼厂：生产工艺以汽油、煤油、柴油燃料油及抽余油、轻烃、混合碳四等化工原料的企业；燃料-润滑油-化工型炼厂：生产工艺以汽油、煤油、柴油燃料油，润滑油及抽余油、轻烃、混合碳四等化工原料的企业。为什么不能用传统的思维方式处置石化装置事故▲石化企业的产能规模不断扩大，单套生产装置能力和配套的仓储、运输能力提高，增大了厂区危险介质总量；▲为扩大产能规模，在原有的装置区、储罐区占地面积基础上，塔、釜、泵、罐、管廊等设备总量增加，危险介质容积总量随之加大，增大了火灾危险性和处置难度；▲生产装置区、储罐区采取了工艺联合布局设计，单体设备、生产单元、装置区一体化布局。达到了节能、节地、扩能地目的，但是，如果生产储运过程出现异常，往往导致泄漏、着火、爆炸等连锁性复合型事故；▲引进了先进的加工技术和工艺方法，将一次反应改为N次连续反应技术路线，如初期处置不当，易导致连锁反应灾情失控；▲为达到产品收率最大化，生产单元广泛使用催化剂、引发剂、抗氧剂等各种助剂，遇空气、遇水燃烧爆炸的特性，往往与装置设备冷却保护、控制燃烧战术相抵触，如何选择处置方法，采取怎样的处置手段，难于准确判断。▲规范标准、处置理念和方法、应对手段措施等相对滞后。炼油化工装置生产工艺流程石油化工厂常减压装置叫做一次加工装置，常减压装置产出的产品往往作为二次加工装置的原料，二次加工装置一般包括：催化裂化、延迟焦化、催化重整、加氢裂化、酮苯脱蜡等，渣油加工还有热裂化或者减粘裂化、溶剂脱沥青、渣油加氢裂化等工艺。三次加工装置一般都是以二次加工装置生产的产品作为原料，如催化裂化装置、重整装置生产的液化气是气体分离装置的原料，催化柴油、焦化柴油要进行加氢精制，蜡油经酮苯脱蜡工艺将油和蜡分开，蜡要进行加氢精制生产出石蜡，油要经过溶剂精制生产润滑油基础油，因此气分、加氢精制、石蜡加氢、糠醛精制等就是三次加工装置。生产辅助系统有热电装置、空分装置，循环水装置、产品储存、运输的油库、调运设施等。每个石油化工厂的原料不同，加工流程不同，因此炼油化工涉及到的装置类别有多种。起火事故装置基本情况本次起火装置为年产量为30万吨的气体分馏装置，是年产120万吨重油催化裂化装置的配套装置，该装置东侧为车间配电室，西侧紧邻60万吨航煤加氢装置，北侧为消防车道，南侧为分馏塔。起火装置位于厂区1号催化车间，车间共分三层，一层有4个反应釜和3个反应塔，二层共有5个液化烃储罐，起火点位于第三层的分馏装置控冷器，临近装置还有上百根处于工作状态的工艺管线和数十个罐、釜、塔。事故原因8月4日8时许，兰石化在对该装置进行检修后的试车过程中，气体分馏装置丙烯塔空冷器E-15/A东侧出口管箱法兰下部丙烯突然泄漏，高速喷射的丙烯产生静电，引燃处于爆炸浓度极限范围内的丙烯气体。催化裂化装置基本流程催化裂化是炼油工业中最重要的一种二次加工工艺，在炼油工业生产中占有重要的地位。催化裂化过程是以减压渣油、常压渣油、焦化蜡油和蜡油等重质馏分油为原料，在常压和460℃~530℃条件下，在催化剂的存在下，发生一系列化学反应，转化生成气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭的过程。催化裂化装置分为反应-再生系统、分馏系统、吸收-稳定系统。反应器分馏系统稳定系统取热器催化裂化装置液化气汽油柴油去加氢精制油浆(焦化)原料主风烟机在催化剂的作用下，大分子变成小分子，一部分缩合成焦炭。催化剂上的焦炭经烧焦恢复活性，在系统内循环使用。再生器加热炉300－400℃450－500再生器550－600℃分馏系统460℃原料催化剂富气汽油轻柴油重柴油裂解残油反应器回炼油加热回炼油（油浆）℃催化裂化工艺流程示意图催化裂化装置蜡油常渣减渣干气液化气汽油柴油油浆烧焦进入瓦斯脱硫系统作为燃料或作为干气制乙苯装置原料作为气分原料或化工原料，或作为产品直接出厂作为汽油调合组分作为加氢精制原料经油浆过滤后作为燃料或调合燃料油催化剂再生烧焦原油二次加工装置与三次加工装置的关联装置互供料流程常减压装置减压塔催化装置气体分馏装置成品装置加氢精制焦化装置干气汽油柴油油浆减压渣油减四线减五线液化气焦化装置分馏塔焦化蜡油管网罐区丙烷碳四丙烯装置组成：主要由反应—再生、分馏、吸收稳定、气压机组、主风机—烟气轮机组、备用主风机、CO余热锅炉、产品精制、气体分馏几部分组成。生产方法及流程特点：装置以减压渣油、减压蜡油为原料，采用超稳分子筛催化剂。主要产品为液化气、汽油、轻柴油、油浆等。工艺路线采用超稳分子筛催化剂提升管反应，同轴、重叠式两段再生工艺，并配有烟气回收（包括烟气能量回收机组和CO焚烧炉）和外取热器。汽油脱硫醇采用予碱洗加上无碱脱臭工艺。主要产品及副产品：重油催化裂化部分：汽油64.40×104t/a轻柴油33.60×104t/a液化气16.80×104t/a干气5.60×104t/a油浆6.30×104t/a气体分馏部分:精丙烯5.24×104t/a丙烷2.17×104t/a碳四10.32×104t/a气分装置基本流程及火灾危险性石油加工过程中产生了大量的液化气，气体分馏装置就是以液化气为原料，在分馏塔内将液化气中的丙烷、丙烯、丁烷、丁烯分离开来。碳三、碳四烃类在常温常压下均为气体，但在一定压力下成为液态，利用其不同沸点进行精馏加以分离。由于彼此之间沸点差别不大，分馏精度要求很高，要用几个多层塔板的精馏塔。塔板数越多塔体就越高，所以炼油厂的气体分馏装置都有数个高而细的塔。气体分馏装置要根据需要分离出哪几种产品以及要求的纯度来设定装置的工艺流程，一般多采用五塔流程。气分装置工艺流程经脱硫后液化气换热后，进入脱丙烷塔，塔顶气体经塔顶冷凝器冷却后至脱丙烷塔顶回流罐。分出的C2和C3（丙烯）进入脱乙烷塔，脱丙烷塔底物料经过降压后直接作为脱异丁烯塔的进料。脱乙烷塔顶气体经塔顶冷凝器冷却后至脱乙烷塔顶回流罐。分出少量乙烷经压力调节阀排至燃料气管网。塔底物料进入脱丙烯塔；塔顶气体经塔顶冷凝器冷却后至脱丙烯塔顶回流罐，回流罐液体作为精丙烯产品送出装置。塔底丙烷作为产品也送出装置。脱异丁烯塔顶气体经塔顶冷凝器冷却后至脱异丁烯塔顶回流罐，分出的异丁烷、异丁烯作为MTBE、烷基化装置原料。塔底物料进入脱戊烷塔，塔顶气体经塔顶冷凝器冷却后至脱戊烷塔顶回流罐。分出的丁烯和丁烷送出装置作为化工原料或民用液化气，塔底分出戊烷送出装置作为汽油调合组分。上述五个塔底均有重沸器供给热量，操作温度不高，一般在55~110℃，操作压力前三个塔应为2兆帕以上，后两塔0.5~0.7兆帕；可得到五种馏分：丙烯馏分（纯度可达到99.5％）、丙烷馏分、轻碳四馏分、重碳四馏分、戊烷馏分。回流罐回流罐回流罐回流罐回流罐脱丙烷塔脱乙烷塔脱丙烯塔脱异丁烯塔脱戊烷塔燃料气顺反丁烯MTBE原料戊烷精丙烯丙烷液化烃气分装置的火灾危险点1、冷换系统气分装置的冷换设备较多，液体稍有泄漏即可形成巨大的爆炸空间。而往往气分装置的冷换设备泄漏较为频繁，冷却器易漏的部位一是内漏，二是外漏。内漏是冷却器的管束泄漏，一般气分冷却器是液态烃走壳层，循环水走管层，液态烃压力远大于循环水压力，因此液态烃物料要向循环水中泄漏，经冷凝器管束顺循环水管线进入凉水塔，在凉水塔减压气化，向四周飘散，遇到着火源就会引发爆燃。外漏是冷却器封头泄漏，若处理不及时或处理不当就会引发火灾爆炸。2、精馏塔分离各气体馏分的精馏塔由塔底重沸器提供热源，对塔底液面、温度和塔的操作压力的控制要求十分苛刻，当操作波动较大时，会引起安全阀起跳，或使动静密封面损坏而跑损液态烃，造成火灾。气分装置的火灾危险点3、泵区泵区管线阀门密集，是本装置静密封点最多的部位，由于液态烃密度小，渗透力强，容易泄漏，液态烃泵的端面密封比一般油泵更容易渗漏。另外该区域管沟、电缆沟、仪表线沟纵横交错，是最容易积聚液化气的地方，液化气可以随地沟四处乱窜，很容易形成爆炸性气体。4、工艺操作气分装置在开停工过程中容易发生火灾爆炸事故。停工时，若物料排放不净，吹扫、蒸塔不彻底就急于动火作业，就易发生事故。开工时设备管线检查不到位，打压试漏有漏洞，开工操作失误，装置区内的可燃气体报警仪未投用或没有进行校验等等，都会引发火灾爆炸事故。“8.4”火灾处置经过（一）快速响应，第一时间调集充足力量8时57分，甘肃总队接到报警后，根据《甘肃省公安消防部队火灾等级划分和灭火救援力量编成调度规定》，立即启动《石油化工灭火救援预案》，一次性调集兰州支队11个中队、1个战勤保障大队、43台消防车（其中5台泡沫车、5台高喷车、25台水罐车、4台通信指挥车、4台保障车）、252名指战员赶赴现场处置。命令白银、临夏、武威、定西等4个支队17台车、96名官兵做好跨区域增援准备。命令总队应急物资储备库，准备泡沫、水炮、空呼及个人防护等物资，赶赴现场增援。同时，调集公安、交警、安监、供水、卫生、环保等相关联动单位专业力量到场，调集省灭火救援专家组相关专家到场辅助决策，通知市自来水公司为火场附近管网增压供水，通知市环卫局紧急调集12辆洒水车在兰州石化公司炼油厂外围集结待命。“8.4”火灾处置经过（二）科学决策，第一时间赢得火场主动兰州支队首批力量到场后，发现120万吨重油催化裂化装置三层气体分馏装置的1、2号控冷器已呈猛烈喷射燃烧状态，火焰达数十米高，严重威胁相邻层的两个C3、C4液态烃储罐和整个联合生产装置中多个釜、罐、塔的安全。总队全勤指挥部到场后，立即成立现场总指挥部。经反复侦察和详细了解后，现场总指挥部确定了“冷却抑爆、控制燃烧、防止回流、工艺处置”的处置措施，要求务必做到“四坚决四确保”：即坚决保证火场供水不间断，确保火场用水；坚决对着火控冷器实施强流压制，确保稳定燃烧；坚决对临近装置实施冷却降温，确保外围稳定；坚决强化现场安全措施，确保官兵安全。具体在着火装置北、东、西三个方位，与兰石化消防力量分片包干，穿插互补，区域包围，整体覆盖，在着火装置周围分别布设7门移动水炮和3辆高喷车，构筑强大的立体射流阵地，形成对火势布控合