乙烯是石油化工生產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,乙烯的產量代表著一個國家石油化工發展的水平。我國已建成了一批大型乙烯生產企業,還有大量生產乙烯的中小型企業遍布全國各地。乙烯的發展不僅推動了石油化學工業的發展,在整個國民經濟中也起著日益重要的作用。然而,乙烯生產具有較大火災、爆炸危險性,生產操作在高溫壓力條件下進行,并且還有深冷操作,生產過程中物料多是氣態,裝置復雜,連續性強。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
乙烯廠內常備有大量液化氣原料,裂解氣也多以液態儲存。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,便會立即發生自燃。
3 管式裂解爐易產生結焦
裂解過程中,由于二次反應,在裂解爐管管內壁上和急冷換熱器的管內壁上結焦,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 高壓分離系統有爆炸危險
分離操作在壓力下進行。若設備材質有缺陷、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,引發設備爆炸或泄漏物料著火。
5 深冷分離易發生凍堵
深冷分離在超低溫下進行。若原料氣或設備系統殘留水分,深冷系統設備就會發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;幸虧發現及時,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,會導致溫度急劇升高,從而造成催化劑結焦失活,反應器壁出現熱蠕變破裂,物料會發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生。裂解爐點火時,如掃膛不清,爐膛內積存的爆炸性混合氣體,就有發生爆炸的可能。
乙烯生產原料或產物均為易積累靜電的電介質,其在設備系統內流動過程中,特別在加壓輸送時,易產生和積累靜電,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評價結果看,乙烯裝置各單元危險性最大的是乙烯成品罐區和裂解氣壓縮,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,組織專業人員編制事故樹,增加對重點單元危險性控制的技術含量,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
由于乙烯生產裝置使用的物料都是易燃易爆物質,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固有的危險,對生產中系統間的相互影響因素考慮較少,實際上裝置的連續性強,一旦發生事故,整個廠都要受到影響。在容易發生火災爆炸的裂解、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,防止高壓系統的氣體或液體竄入低壓系統引起爆炸。
4 加強安全管理和教育
在道氏法的工藝控制系數補償中,只考慮了理想狀態,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,職工素質高,則系數降低;否則系數升高,有時甚至會使火災爆炸指數增加到最大值。所以,應加強管理和教育,加大培訓和考核力度,全面提高技術素質及操作水平,使干部職工能真正熟練掌握操作規程及防火預案,明確裝置危險部位及事故預防、處理辦法。
