典型石油化工工藝過(guò)程中的防爆安全技術(shù)

摘要

介紹了典型石油化工工藝過(guò)程中產(chǎn)生爆炸的原因，提出了石油化工安全生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)和杜絕爆炸的具體措施。

關(guān)鍵詞

石油化工

工藝過(guò)程

安全生產(chǎn)

防爆

措施

前言

石油化工行業(yè)和其他行業(yè)相比，在防爆方面有著特殊的重要性。這主要由其生產(chǎn)特點(diǎn)決定的。

a.石油化工行業(yè)爆炸源多，如原料、中間體、成品大多數(shù)都是易燃、易爆物質(zhì)；同時(shí)，生產(chǎn)過(guò)程中的點(diǎn)火源很多，如明火、電火花、靜電火花都可能成為爆炸的點(diǎn)火源。易燃、易爆物質(zhì)或其蒸汽和氧氣等助燃性氣體混合達(dá)到一定的比例形成的混合氣體遇點(diǎn)火源發(fā)生爆炸時(shí)，其破壞程度不亞于烈性.的威力，這一特點(diǎn)，決定了石油化工行業(yè)的防火防爆工作的艱巨性。

b.石油化工生產(chǎn)具有高溫、高壓、深冷凍的特點(diǎn)，并且多數(shù)介質(zhì)具有較強(qiáng)的腐蝕性，加上溫度應(yīng)力，交變應(yīng)力等的作用，受壓容器、設(shè)備常常因此而遭到破壞，從而引起泄漏，造成大面積火災(zāi)和爆炸事故。

c.石油化工生產(chǎn)具有高度自動(dòng)化、密閉化、連續(xù)化的特點(diǎn)。生產(chǎn)工藝條件日趨苛刻，操作要求嚴(yán)格，加之新老設(shè)備并存，多數(shù)設(shè)備已運(yùn)行多年，可靠性下降，容易發(fā)生惡性爆炸事故。

d.石油化工工業(yè)發(fā)展迅速，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，加上對(duì)新工藝、新技術(shù)的爆炸危險(xiǎn)性認(rèn)識(shí)不足，防爆設(shè)計(jì)不完善等，運(yùn)行中發(fā)生爆炸事故損失將十分嚴(yán)重。

氧化還原

2.1

氧化反應(yīng)

氧化反應(yīng)需要加熱，反應(yīng)過(guò)程又會(huì)放熱，特別是催化氣相氧化反應(yīng)一般都是在250～600℃的高溫下進(jìn)行。有的物質(zhì)的氧化，如氨在空氣中的氧化和甲醇蒸氣在空氣中的氧化，其物料配比接近于爆炸下限，倘若配比失調(diào)，溫度控制不當(dāng)，極易爆炸起火。

某些氧化過(guò)程中還可能生成危險(xiǎn)性較大的過(guò)氧化物，如乙醛氧化生產(chǎn)醋酸的過(guò)程中有過(guò)醋酸生成，性質(zhì)極不穩(wěn)定，受高溫、摩擦或撞擊便會(huì)分解或燃燒。

對(duì)某些強(qiáng)氧化劑，如高錳酸鉀、氯酸鉀、鉻酸酐等，由于其有很強(qiáng)的助燃性，遇高溫或受撞擊、摩擦以及與有機(jī)物、酸類(lèi)接觸，皆能引起燃燒或爆炸。

氧化過(guò)程中，在以空氣為氧化劑時(shí)，反應(yīng)物料的配比(反應(yīng)可燃?xì)怏w和空氣的混合比例)應(yīng)控制在爆炸極限范圍之外，空氣進(jìn)入反應(yīng)器之前，應(yīng)經(jīng)過(guò)氣體凈化裝置，清除空氣中的灰塵、水汽、油污以及可使催化劑活性降低或中毒的雜質(zhì)以保持催化劑的活性，減少著火和爆炸的危險(xiǎn)。

在催化氧化過(guò)程中，對(duì)于放熱反應(yīng)，應(yīng)控制適宜的溫度、流量，防止超溫超壓和混合氣處于爆炸極限范圍。

為了防止接觸器在萬(wàn)一發(fā)生爆炸或燃燒時(shí)危及人身和設(shè)備安全，在反應(yīng)器前后管道上應(yīng)安裝阻火器，阻止火焰蔓延，防止回火，使燃燒不致影響其他系統(tǒng)。為了防止接觸器發(fā)生爆炸，應(yīng)有泄壓裝置。應(yīng)盡可能采用自動(dòng)控制或調(diào)節(jié)，以及警報(bào)聯(lián)鎖裝置。使用硝酸、高錳酸鉀等氧化劑時(shí)，要嚴(yán)格控制加料速度，防止多加、錯(cuò)加。固體氧化劑應(yīng)該粉碎后使用，最好呈溶液狀態(tài)使用。反應(yīng)中要不間斷地?cái)嚢琛?/p>

使用氧化劑氧化無(wú)機(jī)物，如使用氯酸鉀生產(chǎn)鐵藍(lán)顏料時(shí)，應(yīng)控制產(chǎn)品烘干溫度不超過(guò)燃點(diǎn)，在烘干之前用清水洗滌產(chǎn)品，將氧化劑徹底除凈，防止未起反應(yīng)的氯酸鉀引起已烘干的物料起火。有些有機(jī)化合物的氧化，特別是在高溫下的氧化反應(yīng)，在設(shè)備及管道內(nèi)可能產(chǎn)生焦?fàn)钗?，?yīng)及時(shí)清除以防自燃。

氧化反應(yīng)系統(tǒng)宜設(shè)置氮?dú)饣蛩魵鉁缁鹧b置。

2.2

還原反應(yīng)

還原反應(yīng)有的比較安全，但是有幾種還原反應(yīng)危險(xiǎn)性較大，如初生態(tài)氫還原和催化加氫還原等均較危險(xiǎn)。無(wú)論是利用初生態(tài)氫還原，還是用觸媒把氫氣活化后還原，都有氫氣存在，氫氣的爆炸極限為4%～75%。特別是催化加氫，大都在加熱加壓條件下進(jìn)行，如果操作失誤或因設(shè)備缺陷有氫氣泄漏，與空氣形成爆炸氣體混合物，遇上火源即能爆炸。操作過(guò)程中要嚴(yán)格控制溫度、壓力和流量；車(chē)間內(nèi)的電氣設(shè)備必須符合該爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的防爆要求，且不宜在車(chē)間頂部敷設(shè)電線(xiàn)及安裝電線(xiàn)接線(xiàn)箱；廠(chǎng)房通風(fēng)要好，采用輕質(zhì)屋頂，設(shè)置天窗或風(fēng)帽，使氫氣及時(shí)逸出；反應(yīng)中產(chǎn)生的氫氣可用排氣管導(dǎo)出車(chē)間屋頂，經(jīng)過(guò)阻火器向外排放；加壓反應(yīng)的設(shè)備要配備安全閥，反應(yīng)中產(chǎn)生壓力的設(shè)備要裝設(shè).板；還可以安裝氫氣檢測(cè)和報(bào)警裝置。

雷內(nèi)鎳吸潮后在空氣中有自燃危險(xiǎn)，即使沒(méi)有火源存在，也能使氫氣和空氣的混合物發(fā)生爆炸、燃燒。因此，用它們來(lái)催化氫氣進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)，必須先用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)器內(nèi)的全部空氣，經(jīng)過(guò)測(cè)定證實(shí)含氧量降低到符合要求后，方可通入氫氣。反應(yīng)結(jié)束后，應(yīng)先用氮?dú)獍逊磻?yīng)器內(nèi)的氫氣置換干凈，方能打開(kāi)孔蓋出料，以免外界空氣與反應(yīng)器內(nèi)的氫氣相混，在雷內(nèi)鎳觸媒作用下發(fā)生燃燒、爆炸。雷內(nèi)鎳活化后應(yīng)當(dāng)儲(chǔ)存于酒精中。鈀炭回收時(shí)要用酒精及清水充分洗滌，過(guò)濾抽真空時(shí)不得抽得太干，以免氧化著火。

用保險(xiǎn)粉(Na2S2O4)做還原劑時(shí)，要注意保險(xiǎn)粉遇水發(fā)熱，在潮濕空氣中能分解析出硫，硫蒸氣受熱有自燃的危險(xiǎn)。保險(xiǎn)粉本身受熱到190℃也有分解爆炸的危險(xiǎn)，應(yīng)妥善儲(chǔ)藏，防止受潮；用水溶解時(shí)，要控制溫度，可以在開(kāi)動(dòng)攪拌的情況下將保險(xiǎn)粉分批加入冷水中，待溶解后，再與有機(jī)物接觸進(jìn)行反應(yīng)。

還原劑硼氫化鉀(鈉)是一種遇火燃燒物質(zhì)，在潮濕空氣中能自燃，遇水和酸即分解放出大量氫氣，同時(shí)產(chǎn)生高熱，可使氫氣燃燒而引起爆炸事故，應(yīng)儲(chǔ)于密閉容器中，置于干燥處，防水防潮并遠(yuǎn)離火源。在工藝過(guò)程中，調(diào)節(jié)酸、堿度時(shí)要特別注意，防止加酸過(guò)快、過(guò)多。使用氫化鋰鋁作還原劑時(shí)，要特別注意安全問(wèn)題，因?yàn)檫@種催化劑危險(xiǎn)性很大，遇空氣和水都能燃燒，必須在氮?dú)獗Ｗo(hù)下使用，平時(shí)浸沒(méi)于煤油中儲(chǔ)存。

上述還原劑遇氧化劑會(huì)猛烈發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生大量熱量，也有發(fā)生燃燒爆炸的危險(xiǎn)。

還原反應(yīng)的中間體，特別是硝基化合物還原反應(yīng)的中間體具有一定的火災(zāi)危險(xiǎn)。例如，鄰硝基苯甲醚還原為鄰氨基苯甲醚的過(guò)程中，產(chǎn)生氧化偶氮苯甲醚，該中間體受熱到150℃能自燃。苯胺在生產(chǎn)中如果反應(yīng)條件控制不好，可以生成爆炸危險(xiǎn)性很大的環(huán)已胺。

采用危險(xiǎn)性小，還原效率高的新型還原劑，對(duì)安全生產(chǎn)有很大的意義。例如采用硫化鈉代替鐵粉還原，可以避免氫氣產(chǎn)生，同時(shí)還解決了鐵泥堆積的問(wèn)題。