化工企業常壓容器使用安全與管理淺析

王志泉，宋強

（山東省化工研究院，山東 濟南 250014）

化工企業常壓容器使用安全與管理淺析

王志泉，宋強

（山東省化工研究院，山東 濟南 250014）

相較于壓力容器，常壓容器事故危害性較低，但疏于管理，事故發生率較高。本文從事故舉例開始，分析常壓容器使用中潛在的危險性和可能發生的后果，并建議化工企業對常壓容器進行科學管理，保障企業的安全生產條件。

常壓容器；爆炸；安全；管理；化工

化工企業生產中涉及易燃易爆、有毒、腐蝕性介質較多，工作條件有高溫、高壓等危險工況，因而壓力容器事故成為企業的監控重點，而對于常壓容器的安全管理成為相對薄弱的環節，部分企業幾乎忽略了常壓設備的安全管理工作，沒有很好的分析常壓設備工作的特點，制定相應的安全管理措施，因而潛存了常壓設備的安全隱患。

1 事故案例與分析

1.1 案例一常壓容器超壓引發容器爆炸

2006年 2 月 25日，山東省淄博市某化工企業的 2，6-二硝基對甲基苯酚裝置在開車時，操作人員在反應釜內加好硝酸后，開始向反應釜內滴加鄰硝基對甲基苯酚，滴加過程中，反應釜突然發生爆炸，導致廠房屋頂和生產設施損毀。造成事故的直接原因為該企業的操作工在反應過程中，沒有將放空管線閥門徹底打開，導致常壓反應釜內憋壓，造成爆炸事故。硝化反應釜上安裝防止誤操作的自動防爆泄壓設施；二是該企業沒有編制詳盡的安全操作規程，沒有對放空管閥門的操作作出明確的要求。

1.2 案例二易燃易爆介質常壓容器混入空氣引發爆炸

2015 年 11 月 17 日，遼寧某石油化工企業碳五分離裝置區域內的阻聚劑配制罐發生爆炸致火災事故，致使裝置區部分設備受損，裝置內物料部分泄漏，所幸無人員傷亡。造成事故的直接原因為阻聚劑罐液面上形成較大空間，實際操作過程中沒有使用充氮設施對負壓吸入和使用臨時管線帶入的空氣進行置換和保護，使罐內空間部分形成乙腈蒸氣與空氣混合的爆炸性混合氣體（乙腈的爆炸極限3%～ 16%）。環繞設備的電伴熱帶在長期使用過程中，絕緣體出現破損，對罐壁放電，局部形成高溫，引發事故發生。

2 常壓容器的工況特點分析與安全措施

常壓容器區分于壓力容器,通常說的常壓容器為容器內無壓力，有管道或容器開孔與大氣相通，如水罐，低濃度酸、堿罐等。在化工行業，由于所涉及物料大部分為易燃易爆、有毒、腐蝕性介質，這些介質泄漏或以氣體形式散發，會導致人員中毒、環境污染、引發火災爆炸等事故，所以很多儲存容器雖為常壓容器，但處于密封狀態，反應設備多與其他設備連通工作，這些容器內部為微正壓（＜0.1MPa）或負壓（真空）狀態。當容器內壓力超壓時可能發生容器爆炸事故，如果負壓設備內介質易燃易爆，密封不嚴，容器混入空氣，可能形成爆炸性混合氣體，引發火災爆炸事故。發生容器爆炸可能發生次生事故，如火災爆炸、人員中毒、人員灼傷、環境污染等。

現針對幾種常壓容器舉例進行典型的安全隱患分析如下（以下分析主要基于工作壓力情況的分析，未針對其他工藝操作、反應溫度變化、物料性質變化等因素進行分析）。

2.1 常壓反應釜

一般工作條件：常壓工作，常溫或低、中溫工況，排空管道與后續冷凝器或尾氣吸收裝置連接，或有導熱油加熱，或循環水（冷凍水）冷卻系統。

可能發生的問題及安全措施：（1）反應釜排空管道閥門未開或管道堵塞；操作失誤，導致反應失控。其結果是容器內壓力升高，設備密封破壞，發生泄漏；壓力超過設備承受極限，導致容器爆炸。安全措施：反應釜排空管道上的閥門懸掛常開標示牌；反應釜安裝安全閥或爆破片；對設備進行定期檢查、維護，保持管道暢通；反應釜的選型、設計應考慮反應釜能承受反應過程可能出現的最高壓力。（2）涉及易燃易爆介質的反應釜工作狀態為負壓，誤操作或密封不良，導致空氣吸入反應系統。其結果是空氣與反應釜內可燃介質可能形成爆炸性混合物，遇火花或高能可能發生火災爆炸。安全措施：對設備進行定期檢查、維護，保持設備及管道法蘭密封良好；使用易燃易爆物料的容器排空口、備用口應根據工藝需要懸掛“禁止開啟”、“常閉”等警示標志。（3）有密閉保溫階段的反應，反應不徹底即進行關閉排空閥門保溫。其結果是容器內壓力升高；設備密封破壞，發生泄漏；壓力超超過設備承受極限，導致容器爆炸。安全措施：嚴格執行工藝規程操作；反應釜安裝安全閥或爆破片；安裝壓力報警器，連鎖壓力釋放閥。

2.2 易燃易爆物料常壓儲罐

一般工作條件：常壓、常溫儲存，排空管道安裝阻火器與大氣相通，或氮封儲存。

可能發生的問題及安全措施：（1）與大氣相通儲罐未安阻火器或阻火器損壞。其結果是空氣與儲罐內可燃介質可能形成爆炸性混合物，有明火或火花可能引入儲罐內部發生火災爆炸。安全措施：儲罐通氣管安裝阻火器，并定期檢查維護；備用口應加盲板并密封完好。（2）氮封儲罐氮氣泄漏，氮封失效。其結果是空氣與反應釜內可燃介質可能形成爆炸性混合物，發生火災爆炸。安全措施：儲罐頂部安裝壓力監測報警裝置；氮氣補充系統應為自動補充系統；對設備進行定期檢查、維護，保持設備及管道法蘭密封良好。（3）氮封儲罐氮氣減壓閥損壞、氮氣壓力失控；容器內壓力升高（此情況一般出現在小型氮封儲罐，大型氮封儲罐安裝有呼吸閥）。結果是設備密封破壞，發生泄漏；壓力超超過設備承受極限，導致容器爆炸。安全措施：嚴格執行工藝規程，控制氮氣系統壓力；氮封儲罐安裝安全閥；氮氣緩沖罐安裝安全閥；對設備、安全閥等進行定期檢查、維護，保持設備及管道法蘭密封良好。

2.3 短時間壓力操作的常壓罐

一般工作條件：正常工藝操作條件為常壓，因氣體壓送轉料、連接設備轉換等特定工藝操作而短時間承受一定壓力。

可能發生的問題及安全措施：（1）設備選型和設計未考慮短時間壓力升高情況。結果是密封泄漏；儲罐變形或破裂；發生容器爆炸；有易燃易爆物料可引發火災爆炸。安全措施：根據工藝操作條件進行儲罐選型和設計；加強設備管理，定期檢測設備腐蝕情況，容器壁厚小于設計壁厚條件下禁止使用。（2）使用增壓氣體壓力超過設計值；增壓氣體壓控制失效。結果是密封泄漏；儲罐變形或破裂；發生容器爆炸；有易燃易爆物料可引發火災爆炸。安全措施：選用增壓氣體氣源應符合設計工況要求；增壓氣體進入設備前設置緩沖罐，安裝安全閥，安全閥的設定壓力不超過用氣的常壓容器的設計壓力。（3）對于易燃易爆物料，使用增壓氣體壓送物料停氣后，容器開口或降溫后設備處于負壓狀態，空氣可能進入容器；使用真空抽料，設備密封不嚴，空氣可能進入容器內；使用真空抽料完畢，誤操作空氣可能進入容器內。結果是空氣與容器內可燃介質可能形成爆炸性混合物，發生火災爆炸。安全措施：根據工藝條件制訂完善的安全操作規程，并嚴格執行；對于易燃易爆物料使用氮氣等惰性氣體作為增壓氣體，并嚴禁混入空氣；對真空抽料的設備應選用惰性氣體破壞真空；進行定期檢查、維護，保持設備及管道法蘭密封良好；使用易燃易爆物料的容器排空口、備用口應根據工藝需要懸掛“禁止開啟”、“常閉”等警示標志。以上分析是對某種設備的典型操作隱患分析，實際生產過程中一套容器可能同時存在幾種典型操作工況，企業應根據設備類型及用途、工藝條件、物料性質等多方面分析。

3 化工企業常壓容器的管理措施

常壓容器是化工行業生產系統中不可缺少的組成部分，普遍分散于裝置中各部分，放松常壓設備的安全管理就會直接導致系統安全性的降低。常壓容器在正常工作狀態下屬于常壓，但如果出現誤操作或裝置、控制系統失靈，就可能產生一定的壓力，加之設備本身承壓能力較低，一旦超壓極易引起爆炸事故。人們一般將精力集中在壓力容器的操作和管理上，因此常壓容器出現誤操作的機率相對較高。要保證企業安全生產，只有在管理上不斷加強，消除各種不安全因素，嚴格規范常壓容器的管理。

建議企業在常壓設備的管理上注意以下幾個方面：（1）裝置系統內的常壓容器，設計和選型應考慮容器可能出現的最高工作壓力，確保容器能夠承受短時間的壓力操作狀態。（2）對誤操作或相關裝置失效可能導致常壓容器超壓的，常壓容器安裝安全閥或爆破片等壓力釋放裝置。（3）有化學反應過程的常壓容器，應根據工藝情況完善配置反應速度控制系統、冷卻降溫系統、壓力釋放系統，并根據工藝特點配置安全聯鎖系統。（4）氮封等惰性氣體保護的常壓容器，應配置壓力檢測和控制系統，確保氮封有效，并有氮氣壓力自動控制措施。

綜上所述，只有加強常壓容器的安全管理工作，才能夠避免常壓容器違章操作、消除容器的潛在危險、避免爆炸事故的發生，保障化工企業安全生產。

[1]楊海，孫科 .危險化學品企業預防常壓反應設備爆炸事故的安全對策 [J].化工安全與環境，2007(9):8.

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