石油化工生產的防火防爆安全措施

針對石油化工生產中，事故情況下緊急排放可燃液體可能帶來的火災爆炸危險，闡述了在工藝上和設計上應急安全排液應采取的防火防暴技術措施。

在石油化工生產中，可燃液體的應急安全排放，是防止火災、爆炸蔓延擴展的重要措施。甲、乙、丙類的設備均應有事故應急排放設施。為了確保排放安全，防止火災爆炸事故發(fā)生，必須從排放設施的設計上、排放工藝上和操作上采取相應的安全措施。

1、可燃液體排放設施的功能

可燃液體的應急排放設施主要是用于事故情況下的排放，當生產裝置發(fā)生故障，反應物料發(fā)生劇烈反應，采取加強冷卻，減少投料等措施難以奏效，不能防止反應設備超壓、超溫、暴聚、分解爆炸事故，應將設備內物料及時排放。尤其是在火災狀態(tài)下，為了減少物料損失或防止火災蔓延擴大，并協(xié)助滅火，需將裝置內的液態(tài)物料泄壓排放。

2、可燃液體的排放設施

可燃液體物料的排放系統(tǒng)可以利用專門的設施，或利用通常的工藝管線和容器進行排放。

可燃液體的排放設施有抽送系統(tǒng)和壓力自流系統(tǒng)兩種類型。抽送系統(tǒng)由緊急冷卻器、緊急排液管線、事故儲槽或排放罐等組成。壓力自流系統(tǒng)由緊急排液管線、緊急放空塔、緊急排放池及隔油、轉油和排污系統(tǒng)組成。緊急放空塔、池設施也可以用于抽送系統(tǒng)。

緊急冷卻器是用于冷卻排放的所有料液，使之降溫而消除火災與爆炸危險的安全設備。一般為蛇管式，可以專用，也可以設計成兩用的，即在正常操作時作為冷卻器組的一部分。事故儲槽是專門用于接受冷卻后緊急排泄物料的安全設備，一般為立式鋼罐。容積較大的直接火加熱器、危險性較大的反應器，如氧化、硝化、氯化反應器等，均需裝設事故儲槽。大型石油化工裝置油品的排放，需通過緊急放空塔、池進行。緊急放空塔下段有5～6層擋板，下部進油，上部噴淋冷卻水，緊急放空塔下段的上部還應接入消防蒸汽。緊急放空塔可放在池內，塔池相通，但緊急放空池內應經(jīng)常保持1/3以上的水，塔底應浸在水面以下。

3、可燃液體應急排放的安全技術措施

3.1事故排放設備設置在安全位置

設在廠房里的生產設備或容器，在緊急情況下，其內液體應放流到設在廠房外的地下或半地下專用事故貯槽或排放罐中。廠房到事故儲槽或排放罐的距離應與到設在廠房外的工藝設備相同。從露天裝置或工藝臺架到事故儲槽或排放罐的距離應布置在裝置或臺架范圍以外，不應當將其設在廠房和與這些廠房有聯(lián)系的露天裝置或臺架之間。

緊急排液時，緊急放空塔、池都有著火的危險。因此，緊急放空塔、池應設置在安全地帶，通常應與其他裝置或設施的安全距離為30m。用動力輸送緊急排放物料的轉油泵，距緊急排液池的距離應為15m以上。緊急放空塔或緊急排放池應設置在污水處理廠附近，盡量縮短排污管線的距離。

3.2及時啟動排放設施

發(fā)生時故事，應能及時啟動安全排放設施。事故閥門通常設在廠房外或第一層靠近出口的位置。如果閥門有遠距離傳動裝置，則事故閥門應安在需放空的設備或裝置附近，起動按鈕要設在廠房外出口旁。事故放空最好是自動打開閥門，并與設備或裝置停止運轉的設施相聯(lián)動。起動閥門的自動系統(tǒng)傳感器，要安裝在可能發(fā)生火災的區(qū)域。

緊急排放的管道要向事故儲槽或排放罐一側傾斜，并且盡可能取直線減少彎曲。除設備閘閥外，所有事故放空管道上不準安裝閘閥。

緊急排放管線要經(jīng)常檢查，如有可能，應經(jīng)常用300℃、0.3MPa(表壓)的過熱蒸汽吹掃，以確保其暢通。

3.3事故排放設備應有足夠容積

主要緊急排液安全處理設備的規(guī)格，需依據(jù)最大緊急排液量來確定。最大緊急排液量一般按在同一時間內只有一個裝置發(fā)生事故來考慮。如果幾個裝置或全廠共用一個緊急放空設施，則按一次緊急排液量最大的裝置考慮緊急排液安全處理設施。在煉油廠，一般最大緊急排液量按管式爐或分餾塔底油考慮，如60萬t/a或120萬t/a的催化裂化裝置，一次最大緊急排液量為300m³，50～60萬t/a的熱裂化和延遲焦化裝置為200m³。一個事故儲槽可以同若干個容器相連，其容量不應小于其中最大一個容器的容積。

在車間里，一些容量不大的設備，如計量槽、分配器、壓力箱、燃料柜、淬火池等，不必設置專門的事故儲槽。它們可利用設在室外或設在毗連的廠房內，但需用實體墻分隔開的生產容器作為緊急放空排放儲罐。此時，液體的放空只能采取自流式。

3.4控制排放液體流速

處理事故要求的時間較短，小于10～15min，最好采用抽送和壓放的方式排放，如石油煉制企業(yè)的催化裂化裝置，就是采用此法排放其中物料的。利用惰性氣體壓放，既可加快排放速度，又可消除在設備中發(fā)生爆炸的可能性。

通常在操作中出現(xiàn)異常事故，或在設備運行中發(fā)生故障，或在火災情況下須進行緊急排放的易燃易爆液態(tài)物料，都是處于沸點的溫度條件下，通過管線進入緊急放空塔等設備中，若流速過快，易引起閃蒸。另外，排液速率過快時，生產裝置內可造成瞬間真空，吸入空氣或火焰，帶來更大的爆炸危險。因此，應適當控制排放速率。對于密度較大而泄放壓力較小的液態(tài)物料，一般閃蒸量較少，緊急排液時間也可較長，一般按30min考慮，如石油煉制企業(yè)的常減壓蒸餾、延遲焦化、熱裂化等裝置，主要應采用自流排液方式，經(jīng)緊急排液管線、緊急冷卻器轉送緊急放空塔、緊急事故罐等儲存處理系統(tǒng)。

緊急排液管直徑應根據(jù)排液量和緊急排液的限制時間及安全性來確定。石油煉制企業(yè)，60萬t/a或120萬t/a的催化裂化裝置要求緊急排液時間較短，排放管徑應較大，其余裝置的排放管徑一般與加熱爐人口管徑相同。

3.5防止排放設備發(fā)生火災爆炸

為了預防排放的液體物料發(fā)生閃蒸，蒸出的可燃蒸氣與空氣形成爆炸性混合物，緊急冷卻的冷卻面積要足夠大，保證其冷卻效果。緊急放空塔的冷卻水量，應根據(jù)最大緊急放空量和泄放物料的溫度確定。

事故儲槽要制成密閉式的。但它在使用過程中可能積存凝結水。此時，若放進高溫液體，可能使水急劇汽化，槽內壓力急劇上升而發(fā)生蒸汽物理性爆炸。因此，積存的水要定期放掉。事故儲槽的底要做成有坡度的，以便將水排干凈。

為了防止高溫液體流入封閉式事故儲槽和空氣接觸形成爆炸性混合物而發(fā)生爆炸，排放高溫液體之前，要用水蒸氣或惰性氣體吹洗事故儲槽及其管道。

3.6排放設施的安裝符合要求

緊急排放的物料溫度往往較高，因此，緊急排液管線要認真考慮熱補償問題，防止管線受高溫作用，破裂失效。事故放空管道應用水封保護，以防火焰沿管發(fā)生蔓延。

事故儲罐上面要安裝呼吸管以控制罐內壓力，呼吸管應對著安全方向，并且阻火器加以保護。如果排放的油品較重，事故儲罐應具有保溫或加熱設施。蒸汽加熱盤管的面積應按48h升溫30℃設計。

幾個裝置共用一個放空塔、池設施排液時，冷卻器就布置在裝置內，由各裝置自行管理。幾個裝置共用一條緊急排液管線時，其連接處必須各加單向閥，防止物料竄流。

緊急放空池應設簡易的隔油設施和可將污油抽送至污油罐或燃料油罐的蒸汽泵或電力油泵。污油泵的輸送能力以8h內送完一次最大排放量選定。池內污水應靠自流流入污水處理廠進行安全和凈化處理，并且宜設置用蒸汽吹掃污水管的接管。

3.7加強消防安全管理

應急排放可燃液體物料屬于火災危險性操作，必須加強消防安全管理。應制訂完善的安全操作規(guī)程，并且嚴格執(zhí)行，確保操作安全。在緊急排液的狀態(tài)下應實施消防現(xiàn)場監(jiān)護，及時處理意外情況。緊急排液后，必須用蒸汽吹掃整個排放管線和冷卻器。