典型石油化工工藝過程中的防爆安全技術

摘要

介紹了典型石油化工工藝過程中產生爆炸的原因，提出了石油化工安全生產過程中應注意的事項和杜絕爆炸的具體措施。

關鍵詞

石油化工

工藝過程

安全生產

防爆

措施

前言

石油化工行業和其他行業相比，在防爆方面有著特殊的重要性。這主要由其生產特點決定的。

a.石油化工行業爆炸源多，如原料、中間體、成品大多數都是易燃、易爆物質；同時，生產過程中的點火源很多，如明火、電火花、靜電火花都可能成為爆炸的點火源。易燃、易爆物質或其蒸汽和氧氣等助燃性氣體混合達到一定的比例形成的混合氣體遇點火源發生爆炸時，其破壞程度不亞于烈性.的威力，這一特點，決定了石油化工行業的防火防爆工作的艱巨性。

b.石油化工生產具有高溫、高壓、深冷凍的特點，并且多數介質具有較強的腐蝕性，加上溫度應力，交變應力等的作用，受壓容器、設備常常因此而遭到破壞，從而引起泄漏，造成大面積火災和爆炸事故。

c.石油化工生產具有高度自動化、密閉化、連續化的特點。生產工藝條件日趨苛刻，操作要求嚴格，加之新老設備并存，多數設備已運行多年，可靠性下降，容易發生惡性爆炸事故。

d.石油化工工業發展迅速，生產規模不斷擴大，加上對新工藝、新技術的爆炸危險性認識不足，防爆設計不完善等，運行中發生爆炸事故損失將十分嚴重。

氧化還原

2.1

氧化反應

氧化反應需要加熱，反應過程又會放熱，特別是催化氣相氧化反應一般都是在250～600℃的高溫下進行。有的物質的氧化，如氨在空氣中的氧化和甲醇蒸氣在空氣中的氧化，其物料配比接近于爆炸下限，倘若配比失調，溫度控制不當，極易爆炸起火。

某些氧化過程中還可能生成危險性較大的過氧化物，如乙醛氧化生產醋酸的過程中有過醋酸生成，性質極不穩定，受高溫、摩擦或撞擊便會分解或燃燒。

對某些強氧化劑，如高錳酸鉀、氯酸鉀、鉻酸酐等，由于其有很強的助燃性，遇高溫或受撞擊、摩擦以及與有機物、酸類接觸，皆能引起燃燒或爆炸。

氧化過程中，在以空氣為氧化劑時，反應物料的配比(反應可燃氣體和空氣的混合比例)應控制在爆炸極限范圍之外，空氣進入反應器之前，應經過氣體凈化裝置，清除空氣中的灰塵、水汽、油污以及可使催化劑活性降低或中毒的雜質以保持催化劑的活性，減少著火和爆炸的危險。

在催化氧化過程中，對于放熱反應，應控制適宜的溫度、流量，防止超溫超壓和混合氣處于爆炸極限范圍。

為了防止接觸器在萬一發生爆炸或燃燒時危及人身和設備安全，在反應器前后管道上應安裝阻火器，阻止火焰蔓延，防止回火，使燃燒不致影響其他系統。為了防止接觸器發生爆炸，應有泄壓裝置。應盡可能采用自動控制或調節，以及警報聯鎖裝置。使用硝酸、高錳酸鉀等氧化劑時，要嚴格控制加料速度，防止多加、錯加。固體氧化劑應該粉碎后使用，最好呈溶液狀態使用。反應中要不間斷地攪拌。

使用氧化劑氧化無機物，如使用氯酸鉀生產鐵藍顏料時，應控制產品烘干溫度不超過燃點，在烘干之前用清水洗滌產品，將氧化劑徹底除凈，防止未起反應的氯酸鉀引起已烘干的物料起火。有些有機化合物的氧化，特別是在高溫下的氧化反應，在設備及管道內可能產生焦狀物，應及時清除以防自燃。

氧化反應系統宜設置氮氣或水蒸氣滅火裝置。

2.2

還原反應

還原反應有的比較安全，但是有幾種還原反應危險性較大，如初生態氫還原和催化加氫還原等均較危險。無論是利用初生態氫還原，還是用觸媒把氫氣活化后還原，都有氫氣存在，氫氣的爆炸極限為4%～75%。特別是催化加氫，大都在加熱加壓條件下進行，如果操作失誤或因設備缺陷有氫氣泄漏，與空氣形成爆炸氣體混合物，遇上火源即能爆炸。操作過程中要嚴格控制溫度、壓力和流量；車間內的電氣設備必須符合該爆炸危險區域內的防爆要求，且不宜在車間頂部敷設電線及安裝電線接線箱；廠房通風要好，采用輕質屋頂，設置天窗或風帽，使氫氣及時逸出；反應中產生的氫氣可用排氣管導出車間屋頂，經過阻火器向外排放；加壓反應的設備要配備安全閥，反應中產生壓力的設備要裝設.板；還可以安裝氫氣檢測和報警裝置。

雷內鎳吸潮后在空氣中有自燃危險，即使沒有火源存在，也能使氫氣和空氣的混合物發生爆炸、燃燒。因此，用它們來催化氫氣進行還原反應時，必須先用氮氣置換反應器內的全部空氣，經過測定證實含氧量降低到符合要求后，方可通入氫氣。反應結束后，應先用氮氣把反應器內的氫氣置換干凈，方能打開孔蓋出料，以免外界空氣與反應器內的氫氣相混，在雷內鎳觸媒作用下發生燃燒、爆炸。雷內鎳活化后應當儲存于酒精中。鈀炭回收時要用酒精及清水充分洗滌，過濾抽真空時不得抽得太干，以免氧化著火。

用保險粉(Na2S2O4)做還原劑時，要注意保險粉遇水發熱，在潮濕空氣中能分解析出硫，硫蒸氣受熱有自燃的危險。保險粉本身受熱到190℃也有分解爆炸的危險，應妥善儲藏，防止受潮；用水溶解時，要控制溫度，可以在開動攪拌的情況下將保險粉分批加入冷水中，待溶解后，再與有機物接觸進行反應。

還原劑硼氫化鉀(鈉)是一種遇火燃燒物質，在潮濕空氣中能自燃，遇水和酸即分解放出大量氫氣，同時產生高熱，可使氫氣燃燒而引起爆炸事故，應儲于密閉容器中，置于干燥處，防水防潮并遠離火源。在工藝過程中，調節酸、堿度時要特別注意，防止加酸過快、過多。使用氫化鋰鋁作還原劑時，要特別注意安全問題，因為這種催化劑危險性很大，遇空氣和水都能燃燒，必須在氮氣保護下使用，平時浸沒于煤油中儲存。

上述還原劑遇氧化劑會猛烈發生反應，產生大量熱量，也有發生燃燒爆炸的危險。

還原反應的中間體，特別是硝基化合物還原反應的中間體具有一定的火災危險。例如，鄰硝基苯甲醚還原為鄰氨基苯甲醚的過程中，產生氧化偶氮苯甲醚，該中間體受熱到150℃能自燃。苯胺在生產中如果反應條件控制不好，可以生成爆炸危險性很大的環已胺。

采用危險性小，還原效率高的新型還原劑，對安全生產有很大的意義。例如采用硫化鈉代替鐵粉還原，可以避免氫氣產生，同時還解決了鐵泥堆積的問題。