石油化工企业的防火防爆技术

石油化工生产过程是由多种单元操作过程组成，如物料的输送过程、粉碎混合过程、热传递过程、分离过程、反应过程等，这些单元操作过程的防火防爆是石油化工企业预防火灾及爆炸的重要途径。

1.物料输送过程防火防爆安全技术措施

1）气态物料输送过程

（1）气态物料输送方式的选择。

物料的输送方式应根据工艺操作要求确定，并以保证安全、经济、高效为原则。比如真空蒸发、蒸馏、吸滤等操作，应采用真空抽送方式输送气体。后道工序需要加压的操作，则宜采用压缩机等机械压送的方式。

（2）气态物料输送设备的选择。

气态物料的输送设备除按输送方式确定外，尤其要注重按照物料的化学性质和防火防爆的要求进行选择。例如压送氢气、乙炔等可燃气体的风机叶片等部件，绝不允许用能产生碰撞、摩擦火花的金属材质制造。同时设备必须满足相应的防爆等级，实践证明，输送可燃气体，采用液环泵比较安全。

为了避免压缩机气缸、缓冲罐压力增大所致的爆炸，其设计强度应满足最高压力的要求，而且在压力管线上和缓冲罐上均需安装安全泄压装置及压力检测报警装置，以及自动调节和连锁停车自动装置。

（3）工艺操作的防火防爆措施。

在抽送和压缩可燃气体时，进气吸入口应经常保持一定的余压，以免出现负压吸入空气形成爆炸性气体混合物。压缩机，特别是多级压缩机要保证有良好的冷却和润滑作用。冷却水的出口温度，一般不得超过40℃。在正常操作中，要对压缩机进行看、听、摸等方法的经常性巡回检查，发现有部件松动、发热、活塞被卡住、金属物落入气缸及气缸带液、部件损坏等故障，均应紧急停车进行检查、维修和更换。经常检查和记录入口和出口的压力。为了预防气体入口处的负压，要求开车和增加气量时，要及时同送气岗位联系。经常检查室外缓冲缸，以防积水太多；压缩机与鼓风机之间应设连锁装置；气体总管要装设压力低位报警装置。当发现压缩机带液时，应立即判断是哪段气缸带液，并迅速打开该段油水阀和放空阀将气缸内水排放。如严重带液，要紧急停车，检查各部件是否损坏，同时拆开活门对气缸、管道进行排水。为了防止出口压力憋高，开、停车过程中，要仔细检查，不能弄错阀门；向外工段送气或切断送气，要密切相接，不能提前和延迟；发现压力增高立即停车。为了预防冷却水不足和中断，要经常检查各段冷却水是否通畅；定期清理水冷却器和水夹套内杂物；在上水总管上设置水压低位自动报警装置；开车时及时打开水总阀门。

另外，为了预防可燃气体泄漏，对压送机械、管道等容易产生泄漏的部位，要加强经常性检查，发现泄漏及时检修。同时容易发生可燃气体泄漏的场所应设置可燃气体检测报警设备，并加强通风换气措施，以便及时发现并及时处置，防止形成爆炸性气体混合物。

2）液态物料输送过程

（1）液态物料输送方式的选择。

真空抽送适用于真空度不大条件下的短距离液体输送；而压缩气体压送适用于长距离输送液体；当液体的火灾危险性较大，也宜采用惰性气体进行压送。通常多采用泵送方式输送液体，而采用虹吸和自流输送易燃液体的方式较为安全。

（2）液态物料输送设备的选择。

当输送易燃可燃液态物料时，必须根据物料特性和防爆要求选择设备。一般地说，输送易燃液体宜采用蒸汽往复泵，输送各类油品宜采用防爆型离心式油泵。

（3）工艺操作的防火措施。

为了防止各种泵类出口压力增高和更好地调节流量，出口管道上应安装支路回流控制阀。泵、管道等设备容易产生泄漏的部位均应密封可靠，并经常检查，发现泄漏及时处置。要求连续处用垫圈密封，泵轴与泵壳之间要采用轴封装置，即填料密封或机械密封。容易产生腐蚀破坏的设备及管道。要采取有效的防腐措施，一旦发现锈蚀应及时维修和更换。输送易于产生静电的液体的设备和管道，均要有良好的整体性静电接地装置。容易发生泄漏的场所应设置可燃蒸气浓度监测和报警装置，并要有良好的通风设施。

3）固态物料输送过程

（1）固态物料输送方式的选择。

合理地选择输送方式，对于防止火灾发生不无关系，例如可燃粉状物料，以惰性气体气流输送方式较为安全，而斗式提升输送方式则易造成粉尘飞扬，增大粉尘爆炸的危险性。螺旋输送油料粕等小颗粒料物料却不易引起粉尘飞扬。

（2）固态物料输送设备的选择。

不同的输送方式，其输送设备种类不同。从防火安全角度考虑，则容易产生可燃粉尘飞扬的物料，以气流密闭输送为好；块状、包装类物品应以传送带输送机平稳输送为好。但容易产生火花或高热的输送设备，不宜输送可燃物料。若必须采用时，应采用相应的防爆类型或具有可靠的防护措施。

（3）工艺操作的防火防爆措施。

为防止产生静电，可燃物料输送的管道应选用导电性能好的材料制造，并应有良好的接地装置。输送操作中，要控制速度平稳，不可急剧改变送风量或送料量，且其流速要控制在规定范围内。输送管道的直径要设计合理，弯曲和变径部位要尽量减少，使过渡平缓，管道内要平滑并便于清理，以防止物料在管道内堆积堵塞管道。输送机械的传动和转动部位，要保持正常润滑，传送皮带应松紧适当，防止打滑而摩擦生热，并宜采用张紧装置。动力电机及其线路要经常检查维护，防止产生漏电和短路事故。容易造成粉尘飞扬的输送物料场所，要经常清理积尘，防止粉尘爆炸。

2.物料粉碎与混合过程防火防爆安全技术措施

1）物料粉碎过程

（1）防止粉尘爆炸。

对于能产生可燃粉尘的破碎、研磨设备，要求密闭，并要设置静电接地装置和爆破片泄压装置；对于火灾、爆炸危险较大物料的粉碎设备，操作中应施以充氮保护。物料进入粉碎设备前应进行磁选，以去除铁钉等金密屑硬物；加料斗的构造要求封闭，在破碎和研磨时，加料斗需保持满料，使加料口经常有料进入粉碎设备内；加完料后，料斗的盖子应封严。粉碎设备的操作间应有良好的通风措施，宜设置机械通风除尘和水喷灭火设备（当物料不能与水发生反应时）。

（2）防止产生点火源。

要随时检查维修设备，防止机械件松脱掉入粉碎机内；观察有无硬物混在物料中以便及时清除；转动部位的润滑要可靠；研磨具有爆炸危险物料的球磨机，宜内衬橡胶或其他柔软材料，研磨体可采用青铜球；消除设备内产生撞击火花和摩擦生热的可能性。

物料在初次研磨前，要先在研钵中试验，了解其火灾危险性和是否有黏结现象后，再进行粉碎生产。可燃物料，特别是具有自燃特性的物料，研磨后应经冷却再装桶。具有发生粉尘爆炸危险的操作间内的所有电气设备，均应满足相应的防爆等级。

当发现粉碎系统物料阴燃或着火时，须立即停止送料和停机，充入氮气、二氧化碳、卤代烷或水蒸气等灭火剂扑救。不宜采用强水流冲击，以免粉尘飞扬造成新的爆炸事故。

2）物料混合过程

混合操作是石油化工生产经常采用的工艺。凡是两种以上物料相分离的物料，按一定的组成均匀分布成一体的操作都属于混合操作。混合操作有的属于物理分散过程，有的属于化学反应过程。生产中常见的混合有气-气混合、液-液混合、固-固混合、液-固混合等操作过程。由于物料的火灾危险性，混合设备的故障及人为操作不当，也会使混合操作过程产生火灾、爆炸的危险。

（1）严格控制各种点火源的产生。

易燃、易爆物料混合操作的场所，除要严格控制各种人为点火源外，电气设备应保证具有相应的防爆等级。混合器容易发生摩擦生热的转动部位要加强润滑，必要时可附以其他冷却措施。混合过程中能产生静电火灾的设备，应设置可靠的静电接地装置。对于物料火灾危险性较大、混合过程中又有产生碰撞火花危险的操作，除要操作前清除可能产生碰撞火花的杂物外，宜采用氮气保护措施。

（2）保证搅拌运转正常。

搅拌器是保证物料按工艺要求混合的核心设备，其设计、选型必须合理适用。当因停电搅拌发生停转或搅拌发生损坏故障时，应及时有可靠的人工等补助混合措施，如以高压气流、高压液体、人工等方法补救。特别对于放热的混合操作过程，除要设置有效的冷却系统外，搅拌器还应采用双电路供电。

（3）混合设备要保证安全要求。

对于可燃气体、液体混合操作设备和容易产生粉尘爆炸的混合操作设备，必须做到严密封闭。为了防止混合设备增压，可装设安全泄压装置或自然排尘管。火灾爆炸危险性极大的混合设备，宜设置温度或压力检测报警装置、自动调节连锁或联动装置、灭火装置或抑爆系统。操作过程中要严格遵守安全操作规程，发现异常及时处置，确保混合过程的防火安全。

3.热传递过程防火防爆安全技术措施

1）物料加热

（1）直接火加热。

处理易燃易爆物料的生产操作，不宜采用直接火加热方式。如果工艺条件要求必须采用时要尽量避免火焰直接接触设备，最好采取烟道气加热或火焰通过辐射方式加热。当火焰直接接触设备时，应有防止设备局部受热过度和烧穿设备的措施。炉灶、烟道、烟囱等部位的缝隙应堵实，并应涂白漆或白灰以便于发现泄漏。可燃物应远离这些部位。容量较大的加热设备应备有事故排液罐；容易发生增压爆炸的设备要设置温度、压力检测报警和安全泄放装置。在燃气的加热设备进气管道上须安装阻火器；在以煤粉作燃料的煤粉输送管道上应装设爆破片。为了便于在应急情况下紧急处置，炉灶应采取“死锅活灶”。用烟道气加热时，应防止燃烧室内的火星进入受热物料设备；用煤作燃料时，可采用挡火墙阻挡火星。对燃油、燃气的加热炉，点火前，要检查供油、供气阀门的关闭状态，并用蒸汽吹扫炉膛，排除其中可能积存的可燃气体，以免点火时发生炉膛爆炸。

（2）水蒸气和热水加热。

通常物料加热温度在100℃以下的，应采用热水循环加热；100～140℃的，可用蒸汽加热；但忌水的反应物料（如金属钠）绝不可用热水或蒸汽加热，以免设备渗漏发生爆炸。

（3）载体加热。

采用油类载热体加热时，应尽量选用高沸点的矿物油。例如，需要将物料加热到140℃以上时，可用闪点和沸点都较高的62号或65号气缸油作为载热体，并由浸入油面以下的电加热管加热，或采用热油循环加热。如果采用热油循环，油加热器的排气管直径要选择得当，以防排气管堵塞而使系统压力增加，引起喷油。喷油可使油面下降，电热器落出油面形成明火源。忌水性物料，应采用油载体加热。另外，油循环系统应密封，不可出现渗漏，温度和压力指示仪表应可靠，并要经常定期检查和清除油锅、油管内的沉积物、结焦物，防止堵塞管路。

联苯醚为载体的加热。道生炉上应安装压力计、安全阀、放空管和油位指示器。道生蒸汽管和回油管直径应设计合理，避免堵塞。联苯载体的容器和加热循环系统应保持密闭、无泄漏。道生炉宜采用火管式炉子，以保证有较好的循环对流和局部过热减少。开车前，要排净道生系统内的残留水；新的或添加的载热体，需经脱水预热，去除水分。在运行过程中，如遇压力突升的紧急情况，要立即打开放空阀泄压，并关闭通向加热设备的阀门，同时熄火。检查系统有无渗漏。停炉时，先放出被加热设备中的物料，后关道生蒸汽阀。停车检修时，应检查设备有无渗漏；开车时，应先把进汽阀和回油阀全部打开，然后按规定升温，把载体中的水分排出。开车初期，要注意温度与压力的关系，如压力偏高，温度偏低，说明有水分存在，应继续排气；如果压力偏低，温度偏高，表示道生油量不足，应补加道生油。操作中，要严格控制道生炉的温度不超30℃。

无机载热体的加热。保证设备完好，尤其要防止硝酸盐混入燃烧室中，或泄漏物料与熔盐接触。操作中和火灾扑救时，严防水进入熔盐和熔融金属的设备中。

（4）电加热。

当加热易燃物料时，应采用封闭式电炉。电炉丝与被加热的器壁要有良好的绝缘，以防击穿器壁。因此，导线的绝缘层应具有防潮、防腐、耐高温的性能。加热温度超过250℃的加热操作，大多采用感应加热，导线应满足最高载荷的要求，并且导线接触部位要加跨接条。谨防物料滴漏，特别在电感加热器的上方不可设置计量槽的中间储罐等。电加热设备宜安装自动控温联动装置。加热温度接近或超过物料自燃点的操作，应采用惰性气体保护。物料的加热应严格控制在分解温度以下。(www.xing528.com)

2）换热过程

（1）换热设备的防火措施、设备的连接处及焊缝等部位应经常检查，保证其密闭无渗漏，当介质为腐蚀性时，应采取器内防腐措施，或选择抗腐蚀的不锈钢、石墨等材料制造的换热器。换热器的进出物料和换热载体的管线上，应设置温度、压力检测仪表；高压换热器还应设置安全泄压装置或放空管。油品的换热设备区，应安装蒸汽灭火设施。容易发生泄漏易燃易爆物料的换热设备下方，应有防止油品流散的围堰，该区的下水道应设水封井，围堰内宜设置可燃气体浓度检测报警装置。

（2）换热设备操作的防火措施、换热设备内的污垢要定期清洗，清洗的残积水应排净。某炼油厂就是由于开车前未排净残余水，遇高热物料汽化而发生了换热设备爆炸事故。换热设备不凝可燃气体的排空，宜采用密闭式；若使用敞开式，宜充氮保护。火灾爆炸危险性大的换热操作，其冷或热载体的供给要有可靠保证，如泵等输送机械，应有备用设备或双路供电保障。

4.物料分离过程防火防爆安全技术措施

1）物料蒸馏过程

（1）减压蒸馏过程。

减压蒸馏设备必须保持严密性，真空泵管路须设单向阀，防止突然停车时空气进入设备内。真空系统的排气管应通至厂房外，管端应设阻火器。冷凝、冷却系统必须保证有效，应有致冷剂中断后能及时给予补救的措施。要严格控制升温速度及上限温度，以防发生冲料。

蒸馏操作结束时，应先停止加热，待其降温后，再解除真空。如为自燃点较低或遇空气容易分解爆炸的物料，解除真空时应缓缓灌入惰性气体后，再停真空泵。开车时，则应先开真空阀门，再开冷却器阀门，最后打开蒸汽阀门，否则物料会被吸入真空泵引起冲料，或使设备受压，甚至引起爆炸。

（2）常压蒸馏过程。

蒸馏系统应密闭，尤其是介质的腐蚀性较强时，设备应有良好的防腐保护。蒸馏设备内严防冷水突然进入，操作时应先将塔内及蒸汽管道内的冷凝水放净。间歇式蒸馏操作中，严防蒸干使残渣焦化结垢引起局部过热而着火或爆炸。用直接火加热蒸馏高沸点物质（如苯二甲酸酐）时，应控制温度限度，并要防止设备内自燃点很低的树脂油焦状物遇空气自燃。蒸馏接近结束时或残留物趁热放料时，可用惰性气体保护或降低卸料温度。常压蒸馏的再沸器温度要严格控制，防止出现物料的瞬间急剧气化。冷凝、冷却器效果必须良好，而且接受冷凝的接受器的排气管应伸出屋外，周围半径15 m范围内不得有产生火花地点，接受器内最好设有冷却装置，以减少蒸汽蒸发损失和增加安全性。蒸馏系统管路要保持畅通；当发生物料冷凝堵塞时，可用热水或蒸汽在管道外壁加热，绝不许用明火加热烘烤。

（3）高压蒸馏过程。

高压蒸馏系统应定期进行气密性和耐压试验检查；系统上须安装安全泄压装置；易燃易爆物料的紧急排放应送入密闭处置系统，液态排放应设事故槽；气相排放应接火炬或集中排放系统。

温度和压力的控制宜采取连锁自动调节控制系统。其余措施同常压蒸馏。萃取、吸收、蒸发等提纯分离操作的火灾危险性及预防措施基本与蒸馏操作相同。值得注意的是对于吸收放热、溶解放热的分解操作，严格控制温度，保证热量及时移出，不使之造成温度异常，对于防火防爆是十分重要的。

2）物料机械分离过程

（1）旋风分离过程。

可燃物质的旋风分离载流体不宜采用空气，而应选用氮气、烟道气等惰性气体。旋风分离系统，必须设置静电导除装置。严格控制旋风分离场所内的各种火源。

（2）液体分离器和高速离心机分离液态物料过程。

液体分离器设备应经常维护，确保密闭无泄漏；筒体应安装可靠的静电接地装置；操作中严格控制液位和静置时间，避免发生溢料、跑料事故。高速离心分离低自燃点易燃液体，或有在离心机内形成爆炸性气体混合物危险时，应采取惰性气体保护措施。离心机要保证性能完好，无泄漏。

（3）离心机甩滤过程。

当采用离心机进行易燃可燃液体-固体甩滤操作时，离心机马达必须防爆，离心机壳体必须接地可靠。使用的皮带必须是整根的三角皮带，不得使用有金属接头的万用皮带，而且数量宜为三根，并且松紧适度。离心机滤袋的材质最好采用帆布；合成纤维滤布易产生静电，尽量少用或不用。不得已使用时，要注意出料时应先将滤饼用木铲铲松，然后慢拉滤袋，以免突然剥离而产生高压静电。在离心机转篮涂有防腐涂料时，也容易产生静电火花，必须高度注意。

为了防止形成爆炸性气体混合物，除了要在拦液板上设槽边吸风装置外，还应有防止气体扩散的措施。离心机应加盖，放料管应伸入接受器，接受器不得敞口，并宜采取内循环法。离心机停车应缓慢、间歇进行，不得用力猛刹车，以防强烈摩擦产生高热。

（4）压滤过程。

压滤机应有良好接地装置，并且严防泄漏；滤液接受器不得敞口，应加盖封闭，蒸气可用排气管导出室外。若滤液温度较高，应加设冷却设备降温冷却。

压滤开始时，压力要低，滤速要慢，以控制滤液缓速流出。经过一段时间后，压力方可缓慢平稳提高。如果工艺操作上有难度，则可通入惰性气体，驱除系统内空气后，再进行压滤操作。压滤结束，应待温度降低后再拆开压滤机盖，取出滤饼，以减少溶剂蒸发扩散。

含有易燃液体的物料应用惰性气体压滤，不得采用压缩空气压缩。压滤机旁应设机械吸风口，及时排出逸出的气体。容易产生蒸气泄漏的压滤操作场所，应设置可燃气体浓度检测报警装置和泡沫等灭火设备。

（5）抽滤过程。

抽滤系统应保持严密无漏，以防吸入空气。真空泵必须有洗涤器和安全罐。洗涤器内一般装水，以凝聚和洗去部分滤液蒸气；必要时可在安全罐前设冷凝回收装置，既可回收部分溶剂，又可减少进入真空泵的溶剂蒸气量。当物料内含有低沸点溶剂时，则不应采取抽滤法分离。

5.物料反应过程防火防爆安全技术措施

1）预防泄漏类火灾与爆炸的安全技术措施

（1）防止泄漏。

预防泄漏除要从行政管理角度加强教育外，还应从设备和操作两个方面研究。

反应器的材质选择要适当，特别要具有良好的防腐性能。密封结构设计应合理；焊缝质量要保证；各连接部位的安装要达到密封的质量要求，并尽量减少连接部位；易燃易爆物料的输送管道，尽量采用无缝钢管，且宜采取焊接连接。容易产生应力载荷的部位，应采取减振、热胀补偿等消除应力措施。定期或不定期地测试和维修设备，确保反应系统无泄漏。

防止出现操作失误、错误操作和违章操作。阀门的关启应有明显标志，管线应按规定涂色；开启孔盖要在保证无泄漏的状态下进行。经常进行业务培训和职业教育，提高责任感和消防安全意识，减少人为操作所致的泄漏事故。

（2）及时发现和处置泄漏。

及时发现泄漏是预防泄漏类火灾的重要环节。为此，容易发生泄漏的部位和场所，要进行经常性的试漏检查。可采取听、闻、摸、喷涂试剂、肥皂水试漏、P4试纸检验、压差检验等方法进行。易燃易爆物料的反应操作场所应设置可燃气体浓度监测报警装置和良好的通风、驱散、稀释等设施，以利及时发现，及时处置，消除火灾爆炸危险。

处置泄漏的根本方法是堵封泄漏孔洞，断绝泄漏源。泄漏的物料应尽快清理干净；有发生爆炸性气体混合物爆炸危险的，应及时通风，或喷雾水扑集驱散，或充入惰性气体稀释、冲淡至爆炸下限以下。

（3）严格控制泄漏区域内的点火源。

点火源的存在是引起泄漏类火灾或爆炸的关键。假如无任何点火源存在，即使形成了爆炸性气体混合物，也不会发生爆炸。

当泄漏发生后，应立即熄灭可能波及区域内的各种明火，如锅炉房、加热炉的明火、动火检修的焊接或喷灯的明火。非防爆电器不得随意开关，控制一切电气火花；能产生火花的一切行为或动作，也应立即停止，确保危险区域内无任何点火源存在。

2）预防反应操作失控的安全技术措施

（1）防止操作引起的反应失控。

首先必须严格按照操作规程的规定，进行投料速度、投量配比、投料顺序、升温和升压速度的控制，保证操作温度、压力在规定的数值范围内。发现事故苗头，立即遵照紧急事故处理方案操作。提高职业责任感、业务水平和消防安全意识，尽量避免出现操作失误、违章和违纪操作。

（2）防止设备引起的反应失控。

平时应经常检查和维护反应设备，避免产生泄漏条件；开车前，要彻底清除反应设备内的残留水及污垢，保证冷却和加热系统供给正常，冷却水供给泵应有备用泵，电源应为双电路供电；搅拌系统要严格密封，并为双电路供电。当搅拌无法运转时，应有人工搅拌、高压水冷却或紧急卸料的措施。火灾爆炸危险性很大的反应设备，应设置氮气保护系统，或抑爆系统和灭火系统。

设备除安装温度、压力等控制、显示仪表装置外，应有与温度或压力连锁自动控制系统。安全泄压装置要定期试验检查，保证灵敏可靠。

【能力提升训练】

案例：2013年11月30日18时35分，位于沈阳经济技术开发区新民屯镇三台子村的沈阳三木化工有限公司的醇酸车间工人向炉中投料过程中，反应釜突然发生闪爆，造成2名工人死亡。

根据本节课所学知识，分析石油化工企业在物料反应过程如何有效预防火灾爆炸事故。

【归纳总结提高】

1.石油化工企业火灾爆炸危险性特点有哪些？

2.石油化工企业防火防爆安全技术措施有哪些？