化工生產(chǎn)中的自燃現(xiàn)象及安全防火措施

作者： 2015年10月13日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽量：
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化工企業(yè)大多是易燃易爆工廠，所以安全防火問題成為化工企業(yè)的頭等大事?；どa(chǎn)中，由于物質(zhì)自燃引發(fā)的火災(zāi)事故時有發(fā)生。物質(zhì)自燃往往不引起人們的重視，有很多自燃現(xiàn)象的發(fā)生又是很難預(yù)料的，絕大多數(shù)發(fā)生在生產(chǎn)

　　化工企業(yè)大多是易燃易爆工廠，所以安全防火問題成為化工企業(yè)的頭等大事。化工生產(chǎn)中，由于物質(zhì)自燃引發(fā)的火災(zāi)事故時有發(fā)生。物質(zhì)自燃往往不引起 人們的重視，有很多自燃現(xiàn)象的發(fā)生又是很難預(yù)料的，絕大多數(shù)發(fā)生在生產(chǎn)裝置區(qū)內(nèi)的特殊操作和檢修過程當(dāng)中，危險性極大。如何避免和正確處理化工生產(chǎn)中物質(zhì) 自燃現(xiàn)象，對安全生產(chǎn)十分重要。

 
　　2 物質(zhì)自然現(xiàn)象的產(chǎn)生
 
　　可燃物不與明火接觸而發(fā)生著火燃燒的現(xiàn)象稱為自燃。自燃有受熱自燃和本身自燃兩種。
 
　　受熱自燃：可燃物質(zhì)被加熱到一定溫度，即使不與明火接觸也能自行著火的現(xiàn)象，稱為受熱自燃?？扇嘉餆o明火作用而能自行著火的最低溫度，稱為自燃點。
 
　　在化工生產(chǎn)中，由于可燃物靠近高溫管道或設(shè)備，加熱或烘烤過度，化學(xué)反應(yīng)的局部過熱，在密閉容器中加熱溫度高于自燃點的可燃物一旦泄漏，均可發(fā)生可燃物的自燃。
 
　 　本身自燃：某些物質(zhì)在沒有外來熱源的作用下，靠本身受空氣氧化或受外界溫度、濕度影響，由于物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生的化學(xué)、物理和生物化學(xué)作用而產(chǎn)生熱量，逐漸積 聚使物質(zhì)溫度達到自燃點發(fā)生燃燒的現(xiàn)象，稱為本身自燃或自熱自燃。如黃磷在空氣中自燃；長期堆放的煤堆、濕木屑堆、濕稻草堆等由于生物作用而自燃；浸有植 物油或動物油的纖維如油棉紗等堆積起來，由于油脂的氧化和聚合作用發(fā)熱，散熱不良就可能引起自燃。
 
　　3 化工生產(chǎn)過程中物質(zhì)自燃現(xiàn)象
 
　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，化學(xué)晶的生產(chǎn)迅猛發(fā)展，這些化學(xué)晶的生產(chǎn)過程具有高溫高壓、易燃易爆的特點。在化工生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)，可燃化學(xué)晶在使用、儲存和運輸?shù)拳h(huán)節(jié)，由于受熱產(chǎn)生自燃引發(fā)火災(zāi)事故的現(xiàn)象很多。
 
　　3．1 生產(chǎn)過程中的自燃現(xiàn)象
 
　　化工生產(chǎn)過程中的物料大多為易燃易爆物質(zhì)，如果操作不當(dāng)或設(shè)備故障，使某些物料具備了自燃條件就會發(fā)生自燃，甚至引發(fā)著火爆炸事故。
 
　　事故案例一：黃磷車泄漏起火
 
　　2000年3月18日中午，鄂西山區(qū)的某股份公司化工廠轉(zhuǎn)運黃磷的罐車發(fā)生泄漏，泄漏的黃磷發(fā)生燃燒(自燃著火)，后經(jīng)司機開車離開發(fā)生地1000m有水的地方，在眾員工的奮力搶救下，才將大火撲滅。
 
　　起火原因是因黃磷罐車長時間使用，閥門損壞引起泄漏，又因當(dāng)時氣溫較高，黃磷是一級自燃物質(zhì)，所以引起了火災(zāi)。
　　事故案例二：重苯儲槽爆頂事故
 
　　1985年7月19日，石家莊焦化廠研究所罐區(qū)200t重苯儲槽突然爆頂了。物料劇烈噴出，油和油氣煙霧擴散在周圍約30m的范圍內(nèi)。
 
　 　事故原因：該儲槽爆頂前曾于7月15日從此儲槽裝出了一批重苯，液面高度下降至1.4m，7m高的大槽上部剩有5.6m的高度空間，槽內(nèi)有蒸氣蛇管加熱 器，加熱器高2m，加熱器下端距槽底0.4m，既有約1m高的加熱器蛇管暴露在油面之上的槽內(nèi)空間。15日由于要清理重苯槽相鄰的另一個儲槽，提高了儲罐 區(qū)的蒸氣壓力，使本來就內(nèi)漏的重苯槽加熱器進口閥漏氣更為嚴重，致使該儲槽內(nèi)重苯溫度逐漸升高，油氣不斷揮發(fā)到儲槽內(nèi)上部空間。因儲槽內(nèi)上部空間有空氣存 在(有人孔)，所以隨著油氣的不斷揮發(fā)，儲槽上部空間就形成了可燃油氣和空氣的混合氣體，混合氣體達到爆炸極限，在儲槽上部空間發(fā)生了爆炸。分析原因，爆 炸一定是由于自燃產(chǎn)生的。自燃有兩種可能，一個是已經(jīng)達到爆炸極限的混合氣體，被暴露在油面上部的蛇管加熱器(1m高)繼續(xù)加熱，達到了自燃點發(fā)生爆炸。 另一個原因就是儲槽在長期使用過程中，由于物理化學(xué)作用，一些生成物質(zhì)沉積在加熱器上和儲槽內(nèi)壁，由于溫度達到了沉積物的自燃點發(fā)生了自燃，點燃了油面上 部空間的混合氣體，發(fā)生了爆炸。
 
　　事故案例三：儲槽內(nèi)硫化物自燃引起苯類物質(zhì)著火
 
　　1987年1月23日12時30分，濟南鋼鐵廠焦化廠精苯車間院內(nèi)突然發(fā)出爆炸聲，油庫區(qū)內(nèi)11號、12號儲槽上部起火并升起一股黑煙。在場員工利用各種滅火器材進行撲救，在3-4min時間內(nèi)，槽內(nèi)外火焰被撲滅。
 
　 　事故原因：11號槽原裝未洗混合物(生產(chǎn)焦化苯過程的中間產(chǎn)品，主要含有苯、甲苯、二甲苯)，因未洗混合物含有硫化物，在長期儲存中，硫化氫和有機硫化 物對設(shè)備的接觸腐蝕作用，形成了硫化鐵。干燥的硫化鐵能在常溫的空氣中自行發(fā)熱而燃燒，不出現(xiàn)火焰，只呈現(xiàn)熾熱狀態(tài)，但溫度很高，能引起可燃物著火。因 11號槽頂?shù)娜丝咨w敞著，12號槽放散管有呼吸作用，槽內(nèi)進入了空氣，形成了爆炸混合氣體。其中一個槽內(nèi)的硫化鐵自燃后，引爆了槽內(nèi)的可燃混合氣體，并向 外傳播，引起了另一個槽的爆炸。
　　事故案例二：重苯儲槽爆頂事故
 
　　1985年7月19日，石家莊焦化廠研究所罐區(qū)200t重苯儲槽突然爆頂了。物料劇烈噴出，油和油氣煙霧擴散在周圍約30m的范圍內(nèi)。
 
　 　事故原因：該儲槽爆頂前曾于7月15日從此儲槽裝出了一批重苯，液面高度下降至1.4m，7m高的大槽上部剩有5.6m的高度空間，槽內(nèi)有蒸氣蛇管加熱 器，加熱器高2m，加熱器下端距槽底0.4m，既有約1m高的加熱器蛇管暴露在油面之上的槽內(nèi)空間。15日由于要清理重苯槽相鄰的另一個儲槽，提高了儲罐 區(qū)的蒸氣壓力，使本來就內(nèi)漏的重苯槽加熱器進口閥漏氣更為嚴重，致使該儲槽內(nèi)重苯溫度逐漸升高，油氣不斷揮發(fā)到儲槽內(nèi)上部空間。因儲槽內(nèi)上部空間有空氣存 在(有人孔)，所以隨著油氣的不斷揮發(fā)，儲槽上部空間就形成了可燃油氣和空氣的混合氣體，混合氣體達到爆炸極限，在儲槽上部空間發(fā)生了爆炸。分析原因，爆 炸一定是由于自燃產(chǎn)生的。自燃有兩種可能，一個是已經(jīng)達到爆炸極限的混合氣體，被暴露在油面上部的蛇管加熱器(1m高)繼續(xù)加熱，達到了自燃點發(fā)生爆炸。 另一個原因就是儲槽在長期使用過程中，由于物理化學(xué)作用，一些生成物質(zhì)沉積在加熱器上和儲槽內(nèi)壁，由于溫度達到了沉積物的自燃點發(fā)生了自燃，點燃了油面上 部空間的混合氣體，發(fā)生了爆炸。
 
　　事故案例三：儲槽內(nèi)硫化物自燃引起苯類物質(zhì)著火
 
　　1987年1月23日12時30分，濟南鋼鐵廠焦化廠精苯車間院內(nèi)突然發(fā)出爆炸聲，油庫區(qū)內(nèi)11號、12號儲槽上部起火并升起一股黑煙。在場員工利用各種滅火器材進行撲救，在3-4min時間內(nèi)，槽內(nèi)外火焰被撲滅。
 
　 　事故原因：11號槽原裝未洗混合物(生產(chǎn)焦化苯過程的中間產(chǎn)品，主要含有苯、甲苯、二甲苯)，因未洗混合物含有硫化物，在長期儲存中，硫化氫和有機硫化 物對設(shè)備的接觸腐蝕作用，形成了硫化鐵。干燥的硫化鐵能在常溫的空氣中自行發(fā)熱而燃燒，不出現(xiàn)火焰，只呈現(xiàn)熾熱狀態(tài)，但溫度很高，能引起可燃物著火。因 11號槽頂?shù)娜丝咨w敞著，12號槽放散管有呼吸作用，槽內(nèi)進入了空氣，形成了爆炸混合氣體。其中一個槽內(nèi)的硫化鐵自燃后，引爆了槽內(nèi)的可燃混合氣體，并向 外傳播，引起了另一個槽的爆炸。
　　3．3 設(shè)備檢修時的自然現(xiàn)象
 
　　設(shè)備檢修前做準備工作時，往往一些安全措施都是圍繞設(shè)備工作介質(zhì)的性質(zhì)作常規(guī)處理，很多事故隱患預(yù)料不到，防火安全措施不完善，發(fā)生自燃著火現(xiàn)象。
 
　　事故案例六：初餾塔檢修沉積物自燃著火
 
　　1991年4月8日10時30分，山東濟寧煤炭化學(xué)工業(yè)公司精苯裝置正在檢修的初餾塔，突然塔內(nèi)著火，從塔頂拆開的人孔冒出黑煙，現(xiàn)場人員立即從塔頂噴水將火撲滅。
 
　 　事故原因：生產(chǎn)期間發(fā)現(xiàn)初餾塔塔盤有堵塞現(xiàn)象，確定停產(chǎn)檢修，將初餾塔與系統(tǒng)隔離，按規(guī)程向塔內(nèi)通人蒸汽置換24小時。于4月8日8時將塔體上下人孔蓋 拆開自然通風(fēng)冷卻，待降溫后進行檢修。由于初餾塔剛剛用蒸汽置換完，塔內(nèi)溫度仍在100-110C左右，拆開人孔后塔內(nèi)進人大量空氣，致使塔內(nèi)的沉積物 (主要成分硫化鐵) 自燃著火。
 
　　事故案例七：儲槽清理時的著火事故
 
　 　日本某化工廠為了清除碳黑原料用的雜酚油儲槽(立式圓錐頂，直徑17.5m，高13m)內(nèi)的沉積渣，槽內(nèi)液體物料排空后，注入少量乙烯基洗油洗凈底部， 用風(fēng)扇經(jīng)3天時間排除槽內(nèi)殘留的蒸氣，第4天在排風(fēng)扇運轉(zhuǎn)前先行檢查儲槽內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)里面充滿白煙，就在這種情況下進入了運行。約1h后從槽上部開口排出白 煙，并從灰色變成黑煙，最后產(chǎn)生爆炸聲音，同時噴出了火焰。
 
　　事故原因推斷：在事故發(fā)生9天后，根據(jù)堆積渣層內(nèi)的溫度高達40-70oC，自燃著火的說法是有道理的。
 
　　但根據(jù)用著火點試驗裝置對同一渣樣的試驗結(jié)果，查明25小時升溫32oC，在溫度達到80oC時，并未自燃著火。
 
　　根據(jù)以上情況，用試驗裝置使渣再次著火是困難的，但通過實際條件、環(huán)境等綜合因素推斷上例是升溫引起的自燃著火。
　　4 安全防火措施
 
　　防止物質(zhì)自燃火災(zāi)和爆炸，大致分為防止可燃物與空氣共存和溫度的控制。
 
　　4．1 防止可燃物與空氣共存.
 
　　4．1．1 防止管道和設(shè)備中溫度高于自燃點的可燃物泄漏。
 
　　4．1．2 遇空氣能自燃的物質(zhì)要采取隔絕空氣的措施，如黃磷儲存在水里。
 
　　4．1．3 常壓生產(chǎn)系統(tǒng)的化工設(shè)備上部人孔不要敞開，以免空氣產(chǎn)生對流進入內(nèi)部產(chǎn)生自燃。
 
　　4．1．4 長期閑置的設(shè)備(如儲槽)應(yīng)將內(nèi)部沉積的物料殘渣清理干凈，不便于清理的，往設(shè)備里注入一些水(工藝允許)浸沒沉積渣，對防止自燃是有效的。把設(shè)備內(nèi)液體物料全部排盡，而不對沉積渣進行處理是最不安全的。
 
　　4．1．5 在設(shè)備的臨時故障和檢修時，應(yīng)用惰性氣體(氮氣、水蒸氣)將可燃氣體置換出去。這樣即使沉積殘渣發(fā)生自燃也不會引起爆炸事故。
 
　　4．2 溫度的控制
 
　　4．2．1 避免可燃物與高溫設(shè)備和管道接觸。
 
　　4．2．2 設(shè)備的臨時故障和檢修時，置換合格后，用水清洗設(shè)備(工藝允許)降溫，同時浸濕沉積殘渣可避免自燃。
 
　　4．2．3 液體加熱設(shè)備在運行時，液體物料應(yīng)將加熱器浸沒，不要使加熱器露出液面加熱可燃氣相物料。如果工藝要求加熱氣相物料，應(yīng)避免空氣進入形成爆炸性混合氣體，自燃發(fā)生爆炸。
 
　　4．2．4 檢修時，當(dāng)設(shè)備內(nèi)液體物料排凈后，不要對設(shè)備內(nèi)剩余的沉積殘渣進行加熱操作。
 
　　4．1．5 不要打開高溫設(shè)備的檢查孔。
 
　　另外，要防止反應(yīng)熱(氧化熱)，化工生產(chǎn)很多設(shè)備沉積殘渣中含有硫化物，是以硫化鐵形式存在的，由于空氣水分等的影響，可能產(chǎn)生氧化熱。因此，在檢修設(shè)備時應(yīng)及時清除沉積殘渣，沉積殘渣量大、清渣操作時間長時，要用溫度計控制殘渣的溫度，以免溫度升高產(chǎn)生自燃。
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