乙烯是石油化工生產(chǎn)的重要基本原料之一,廣泛應用于合成纖維、合成橡膠、塑料的生產(chǎn),乙烯的產(chǎn)量代表著一個國家石油化工發(fā)展的水平。我國已建成了一批大型乙烯生產(chǎn)企業(yè),還有大量生產(chǎn)乙烯的中小型企業(yè)遍布全國各地。乙烯的發(fā)展不僅推動了石油化學工業(yè)的發(fā)展,在整個國民經(jīng)濟中也起著日益重要的作用。然而,乙烯生產(chǎn)具有較大火災、爆炸危險性,生產(chǎn)操作在高溫壓力條件下進行,并且還有深冷操作,生產(chǎn)過程中物料多是氣態(tài),裝置復雜,連續(xù)性強。因此,做好防火防爆工作極為重要。
1 設備、管線、閥門泄漏是致災的重要原因
乙烯廠內(nèi)常備有大量液化氣原料,裂解氣也多以液態(tài)儲存。儲槽有一定壓力,如槽體有不嚴密處,物料將會泄漏散發(fā)出來,遇明火而爆炸燃燒。
設備或閥門破裂造成高溫原料和裂解氣的泄漏是致災的重要因素。例如某化學公司的裂解裝置曾因泄漏而噴出乙烯形成的云霧,僅30秒后即發(fā)生爆炸,2~3分鐘后又引起第二次爆炸,形成巨大的球形火焰,破壞了管道和設備,爆炸力相當于數(shù)噸TNT炸藥,損失嚴重。
2 高溫裂解氣火災危險
高溫裂解氣,若遇生產(chǎn)過程中停水、水壓不足,或誤操作導致氣體壓力高于水氣壓而冷卻不下來,會燒壞設備而引起火災。
裂解反應溫度遠遠高于物料的自燃點,一旦泄漏,便會立即發(fā)生自燃。
3 管式裂解爐易產(chǎn)生結(jié)焦
裂解過程中,由于二次反應,在裂解爐管管內(nèi)壁上和急冷換熱器的管內(nèi)壁上結(jié)焦,隨著裂解的進行,焦的積累不斷增加,影響管壁的導熱性能,造成局部過熱,燒壞設備,甚至堵塞爐管,引起事故。
4 高壓分離系統(tǒng)有爆炸危險
分離操作在壓力下進行。若設備材質(zhì)有缺陷、誤操作造成負壓或超壓;或壓縮機冷卻不夠、潤滑不良;或管線、設備因腐蝕穿孔、裂縫,引發(fā)設備爆炸或泄漏物料著火。
5 深冷分離易發(fā)生凍堵
深冷分離在超低溫下進行。若原料氣或設備系統(tǒng)殘留水分,深冷系統(tǒng)設備就會發(fā)生凍堵脹裂而引起爆炸著火。例如1990年12月,大慶乙烯裂解爐516#冷箱因此焊縫裂開,導致可燃氣大量泄漏;幸虧發(fā)現(xiàn)及時,采用氮氣和水蒸氣掩護烯釋,才避免了一起重大火災、爆炸事故。
6 加氫過程火險性較大
加氫過程是為了脫去炔烴而對乙炔、碳三、汽油物料進行加氫氣的過程。氫氣為易燃易爆氣體,火險性較大。加氫反應器,如果操作不當,氫/炔比失調(diào),會導致溫度急劇升高,從而造成催化劑結(jié)焦失活,反應器壁出現(xiàn)熱蠕變破裂,物料會發(fā)生泄漏著火甚至爆炸。
7 工藝流程中存在著引火源
裂解爐為明火設備。裝置中泄漏的易燃易爆氣體,遇裂解爐火源爆炸的事故屢有發(fā)生。裂解爐點火時,如掃膛不清,爐膛內(nèi)積存的爆炸性混合氣體,就有發(fā)生爆炸的可能。
乙烯生產(chǎn)原料或產(chǎn)物均為易積累靜電的電介質(zhì),其在設備系統(tǒng)內(nèi)流動過程中,特別在加壓輸送時,易產(chǎn)生和積累靜電,潛伏著靜電火災危險性。
1 加強危險單元的重點控制
從道化學火災爆炸指數(shù)評價結(jié)果看,乙烯裝置各單元危險性最大的是乙烯成品罐區(qū)和裂解氣壓縮,脫甲烷塔次之,裂解爐和加氫反應器再次之。應對危險性較大的單元進行重點安全控制,組織專業(yè)人員編制事故樹,增加對重點單元危險性控制的技術(shù)含量,嚴格按照預先制定的安全檢查表進行檢查。
2 完備安全裝置和防火設施
由于乙烯生產(chǎn)裝置使用的物料都是易燃易爆物質(zhì),而且物料量大,危險程度均在非常大、很大范圍。但設計中采用了較多的安全裝置和防火設施進行補償,使實際危險性等級下降1~2級。這明顯地告訴我們,在生產(chǎn)實踐中必須十分重視安全裝置的完好率和投用率。如果不能保證安全裝備的完好率和投用率,裝置的危險等級仍會回升。
3 設置防火分隔
道氏法評價只考慮了系統(tǒng)固有的危險,對生產(chǎn)中系統(tǒng)間的相互影響因素考慮較少,實際上裝置的連續(xù)性強,一旦發(fā)生事故,整個廠都要受到影響。在容易發(fā)生火災爆炸的裂解、壓縮、加氫廠房四周設有鋼筋混凝土的防爆墻,使它們與其它部分隔離,保證人身和設備的安全。在高溫設備或明火裂解爐連接的管線上應安裝阻火器或水封,阻止火勢蔓延擴大。在不同壓力的管道或設備之間安裝逆止閥,防止高壓系統(tǒng)的氣體或液體竄入低壓系統(tǒng)引起爆炸。
4 加強安全管理和教育
在道氏法的工藝控制系數(shù)補償中,只考慮了理想狀態(tài),即每個職工都能完全掌握且毫無偏差地進行操作。實際上這和管理水平、職工個人安全行為有關,管理水平好,職工素質(zhì)高,則系數(shù)降低;否則系數(shù)升高,有時甚至會使火災爆炸指數(shù)增加到最大值。所以,應加強管理和教育,加大培訓和考核力度,全面提高技術(shù)素質(zhì)及操作水平,使干部職工能真正熟練掌握操作規(guī)程及防火預案,明確裝置危險部位及事故預防、處理辦法。