搜索
石油化工企业防火与防爆基础知识主要内容第一章引言第二章燃烧与爆炸基础第三章气体燃烧与爆炸第四章液体燃烧与爆炸第五章固体燃烧与爆炸第六章BLEVE第七章防火与防爆安全技术1.引言1中国石油现状1.产品具有易燃易爆、毒害性、腐蚀性等特点；2.生产装置大型化；3.工艺过程连续化且多在高温高压条件下生产；4.中国石油业务范围遍布全国各地和海内外，从石油勘探开发、炼油化工生产，到油气储运、油品销售，还涉及工程施工、建筑安装、电力、海运、铁路、公路运输等众多行业，安全工作难度大、任务重。油气田油井井下压力最高达到69MPa，气井井下压力最高达到120MPa，井下温度最高达到140℃，气田H2S含量最高达到250g/m3。油气勘探开发风险加大中国石油现状炼化规模不断扩大•单套常减压装置最大达到1000万t/a；•单套加氢裂化装置达到360万t/a；•单套连续重整装置达到220万t/a；•单套重油催化装置达到350万t/a；•液化气球罐单罐最大储量达到8000m3。炼化•单套乙烯装置最大规模达到100万t/a；•单套合成氨装置最大规模达到60万t/a；•单套高压聚乙烯装置最大规模达到30万t/a，操作压力达到350MPa；•单套丙烯氰装置最大规模达到8.5万t/a。中国石油现状管道原油、天然气及成品油长输管道已成为油气输送的“主动脉”，最高压力达到10MPa以上，原油罐单罐最大容量达到10万m3，大量油气长输管线横跨不同地区，治安环境和地理环境复杂。油气管道快速增长中国石油现状油库单库储量最大达到16万m3，加油站单站年销售量最高达到3.6万吨。销售成品油库、加油站遍布全国各地中国石油现状石化工业重大火灾与爆炸风险池火射流火焰火球安全与经济发展的关系有关科研机构依据世界银行关于经济发展水平的划分标准，选择四类、27个国家为样本，进行了较为全面系统的研究。通过研究发现安全生产状况与经济社会发展水平之间，呈现非对称抛物线函数关系：在农业经济为主时期和工业化初期，生产伤亡事故较少；随着工业化进程的加快，事故也呈快速上升趋势；进入工业化后期阶段，事故开始大幅度下降，安全状况明显好转。美国、德国等工业化国家的安全生产，大致上都经历了这样一个周期。安全与经济发展的关系安全生产周期研究表明，GDP人均1千-3千美元这个区间，是生产安全事故的“易发期”。一方面，经济持续快速发展，经济增长方式没有根本转变，能源原材料需求大幅度上升，工业产品的产量和交通运输的规模急剧扩大；另一方面，科技和生产力发展水平仍然较低，安全生产基础比较薄弱；农村、农业人口向城市和工业转移，而企业和政府的培训教育又相对滞后；加之安全法治不健全、企业安全生产责任主体不到位，政府安全监管机制不完善等多方面原因，可能导致伤亡事故的发生。美国的GNP增长与火灾直接财产损失对比火灾与经济发展的关系火灾与经济发展的关系日本的GNP增长与火灾直接财产损失对比火灾与经济发展的关系中国的GDP增长与火灾直接财产损失对比中石油已发生的重特大事故2019年，“2.23”爆炸事故2019年，“12.23”井喷事故2019年，“11.13”爆炸事故2.燃烧与爆炸基础1燃烧－燃料与氧化剂（两种组分）在空间激烈地发生放热化学反应的过程；它本质上是一种特殊的氧化还原反应。2.1燃烧、火灾与爆炸2.1燃烧、火灾与爆炸火灾－在时间和空间上失去控制的燃烧；2.1燃烧、火灾与爆炸火灾的分类(GB4968-85)2.1燃烧、火灾与爆炸A类火灾指固体物质火灾，如木材、棉、毛、麻、纸张引起的火灾；B类火灾指液体火灾和可熔化的固体物质火灾，如汽油、煤油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡火灾；C类指气体火灾，如煤气、天然气、甲烷、乙烷、丙烷、氢等引起的火灾；D类火灾指金属火灾，如钾、钠、镁、钛、锆、锂、铝镁合金发生的火灾。爆炸－在本质还是可燃物的燃烧，不同的是由于化学反应的速度极快，放出大量的热使燃烧产物和周围空气体积急剧膨胀，对周围建筑物产生很大的破坏作用，同时伴有巨大的声响。2.1燃烧、火灾与爆炸爆炸的威力取决于能量的释放速率。以液化气罐为例！！！爆炸的分类按爆炸产生原因和性质:物理爆炸化学爆炸核爆炸按爆炸物质:凝聚态爆炸气体爆炸液体爆炸粉尘爆炸按爆炸地点:地面爆炸空中爆炸2.1燃烧、火灾与爆炸燃料液体汽油,煤油，柴油，丙酮,乙醚,戊烷，石脑油固体聚烯烃,木粉,纤维,金属粉，硫化亚铁气体乙炔,丙烷,CO,氢气，合成气氧化剂液体硝酸,高氯酸,过氧化氢气体O2,Cl2固体金属过氧化物,硝酸铵点火源明火、静电、电火花、摩擦与撞击、高温体（换热器等）、雷电……2.2燃烧(爆炸)形成的三要素燃烧的三个条件同时具备燃烧就一定能发生吗?2.2燃烧(爆炸)形成的三要素2.3燃烧（爆炸）形成的充要条件外加热（点火源）可燃物质氧或助燃剂合理配比（汽油筒实验）点火源要有一定的强度反应释放足够能量维持燃烧2.4着火的两种方式自燃着火，简称自燃（温度达到自燃点）自燃：可燃物质在没有外界火源的直接作用下，因受热或自身发热，且散热受到阻碍，使热量蓄积，温度逐渐上升，当达到一定温度时发生的自行燃烧的现象。分为化学自燃和热自燃；强迫着火，简称点燃或点火（温度达到燃点）2.4着火的两种方式自燃着火-七种类型氧化发热自燃分解放热自燃聚合放热自燃吸附放热自燃发酵放热自燃活性物质遇水自燃物质混合接触自燃第二节典型物质的自燃2.5典型物质的自燃2(C2H5)3Al+21O2→12CO2+15H2O+Al2O3+Q2(C2H5)2AlCl+14O2→8CO2+2HCl+9H2O+Al2O3+Q(C2H5)3Al+3H2O→Al(OH)3+3C2H6↑+Q(C2H5)2AlCl+3H2O→Al(OH)3+HCl+3C2H6↑+Q（1）烷基铝自燃它是一种有机铝化合物，又称三烷基铝，在石化行业中用作聚合催化剂，最重要的烷基铝有三乙基铝(C2Ｈ5)3Ａl（-52.5℃)，二乙基氯化铝(C2Ｈ5)2ＡlCl，三异丁基铝(i-C4Ｈ9）3Ａl等。烷基铝属于氧化发热自燃，这是它在空气中和水中自燃的原因。C4以下的三烷基铝不管量多少，见空气即燃，其燃烧强度与汽油相似。三异丁基铝只有在量多时，在常温下见空气才能自燃。C5以上的烷基铝在一般情况下不点火不会燃烧。第二节典型物质的自燃2.5典型物质的自燃（1）烷基铝自燃－防治方法1、三乙基铝罐须储存于阴凉、通风处，远离火种、热源；满、空罐应分开，摆放规整；2、三乙基铝系统接料前必须用白油、矿物油和己烷油（下称油类介质）充分洗涤，用氮气充分吹扫置换，达到系统内氧含量小于50μg/g、水含量小于20μg/g的标准；3、更换三乙基铝罐和检修设备管线前，应严格执行操作规程，必须使用油类介质浸泡清洗管线、待检设备中存留的三乙基铝，浸泡时间不小于24小时，溶剂中三乙基铝含量不大于5%。然后再用氮气吹扫，时间不少于1小时，保证管线干净；4、进行残存三乙基铝作业时，应按照操作规程采取措施使其中三乙基铝彻底失去活性，以保证安全。第二节典型物质的自燃2.5典型物质的自燃（2）硫化铁自燃铁的硫化物主要包括二硫化铁FeS2，硫化亚铁FeS，三硫化二铁Fe2S3。硫化铁接触空气自燃的原因是氧化发热。Fe2S3+1.5O2=Fe2O3+3S+QFeS2+O2=FeS+SO2+QFeS+1.5O2=FeO+SO2+Q2FeO+0.5O2=Fe2O3+Q2SO2+O2=2SO3+QFeO+SO3=FeSO4+QFe2O3+3SO3=Fe2（SO4）3+Q第二节典型物质的自燃2.5典型物质的自燃（2）硫化铁自燃－防治方法采用脱硫剂清除油品物料中的硫及硫化物；在金属壁面上涂刷防腐漆；用水蒸汽或机械水冲洗器壁上产生的硫化铁，并将冲洗下来的硫化铁用土掩埋；一、易自燃的化合物与单质（3）丁二烯系统过氧化物自燃2.5典型物质的自燃丁二烯与系统中的氧生成黄色的丁二烯过氧化物；丁二烯过氧化自聚物是不稳定的，会缓慢分解放出氧，生成聚丁二烯或丙烯醛和甲醛。当受到撞击或加热时，会急剧分解而爆炸；丁二烯过氧化自聚物在上述的分解过程中产生自由基引发丁二烯聚合。分解放出的氧又能使聚丁二烯链上双键旁边的亚甲基过氧化形成端基聚合物的活性种子，然后按游离基历程增长，最后生成硬的米花状聚合物—端基聚合物。聚合放出大量的热，热量的累计会导致过氧化自聚物急剧分解爆炸。聚合物体积迅速增长会造成阻塞甚至胀坏设备。一、易自燃的化合物与单质（3）丁二烯系统过氧化物自燃－防治方法2.5典型物质的自燃尽可能除去体系中的氧使用有效的阻聚剂在泵吸入管上设置过滤器消除已生成的过氧化自聚物不断改进设备，管道等不合理结构，避免死角和静止点（一）火焰点燃可燃物（火焰与可燃物接触或间隔）（二）高温物体点燃可燃物（烟囱表面及其火星、烟头、发动机排气管、烧红的钢铁制件、高温金属焊渣、其他高温物体）（三）绝热压缩点燃可燃物（四）撞击与摩擦点燃可燃物（五）日光照射与聚焦点燃可燃物（六）化学反应放热点燃可燃物（七）静电点火（八）雷击起火2.6常见的强迫点火源020406080100点火源所占百分比未知其他电静电焊接/切割金属/其他物质侵入明火/燃烧着的物质过热/自发热摩擦/机械运动352.6常见的强迫点火源2.7静电点火源2.7静电点火源静电荷通常是在不同物质相互运动时产生的（接触和隔离），其机理是由不同物质相互摩擦而产生的电子转移所造成。由于物质的运动是化工过程的主要部分，例如粉体流动、液体流动等，因此静电的产生往往很难避免。382.7静电点火源392.7静电点火源特点：静电电压可能高达数万乃至数十万伏，可能在现场发生放电，产生静电火花。静电可以导致电击、火灾、爆炸或影响产品质量。放电能量的大小取决于积聚电荷的物质。需要引起注意的是设备、人、粉体塑料和液体。+或者=爆炸!粉体在存在易燃物质的情况下，静电荷积聚到击穿（放电）的程度便会产生危害，即：402.7静电点火源有几种不同类型的静电放电，它们的来源和能量不同。放电类型来源能量电晕放电尖端0.1mJ刷形放电塑料制品3.6mJ火花放电导体人体5000mJ30mJ锥形放电散状粉体10–100mJ传播型刷形放电金属底座塑料1000mJ41了解在工艺运行过程中有哪些类型的静电放电及其可能产生的能量，并且知道可燃环境的最小点火能（MIE），就能知道是否会着火。2.7静电点火源化工过程中最强烈的静电放电主要来源于那些能导电但是又与地面隔离的物体，因为这样电荷能在这些物体上积聚，最终引起火花放电。火花能量的大小取决于导体的尺寸（电容—衡量可储存电荷的量。通常物体体积越大电容越大）。250-1000mJ10-30mJ1-4mJ0.5-2mJ0.15-6mJ422.7静电点火源–导体来自于导体的静电是最容易被控制和/或消除的。对于导电材料（金属设备或者物料本身）来说，简单的原则就是确保直接接地或者与其他接地的导体相连接。只有在未接地的时候，导体才会积聚电荷。当接地电阻小于108时就不会积聚静电荷。432.7静电点火源–导体(设备）人体移动会产生静电荷，如果人体跟地面隔离，电荷就会积聚。如果积聚到足够高的水平，一接近接地物体（处于较低电位），就会发生火花放电。人体积聚的电能数量大约相当于30mJ的放电能量。因此，如果可燃环境的最小点火能（MIE）小于30mJ，人体就有可能成为点火源。确保人体有效接地，即接地电阻小于100M，可以避免电荷积聚。这可以通过低电阻地板和鞋子来实现。10kV(10,000V)442.7静电点火源–导体(人）衣服能够产生静电荷。人体接地通常可以避免危害。如果衣服在可燃环境中移动可能发生点火危险（人体穿上/脱下衣服都会产生静电）。衣服应该大小合适，过于宽松可能会产生火花。对于非常敏感的物质需要引起特别警惕。例如：有氢气、乙烯等在富氧中均具有非常低的最小点火能（MIE）。452.7静电点火源–(衣服）导电型液体