乙烯是石油化工生产的重要基本原料之一,广泛应用于合成纤维、合成橡胶、塑料的生产,乙烯的产量代表着一个国家石油化工发展的水平。我国已建成了一批大型乙烯生产企业,还有大量生产乙烯的中小型企业遍布全国各地。乙烯的发展不仅推动了石油化学工业的发展,在整个国民经济中也起着日益重要的作用。然而,乙烯生产具有较大火灾、爆炸危险性,生产操作在高温压力条件下进行,并且还有深冷操作,生产过程中物料多是气态,装置复杂,连续性强。因此,做好防火防爆工作极为重要。
1 设备、管线、阀门泄漏是致灾的重要原因
乙烯厂内常备有大量液化气原料,裂解气也多以液态储存。储槽有一定压力,如槽体有不严密处,物料将会泄漏散发出来,遇明火而爆炸燃烧。
设备或阀门破裂造成高温原料和裂解气的泄漏是致灾的重要因素。例如某化学公司的裂解装置曾因泄漏而喷出乙烯形成的云雾,仅30秒后即发生爆炸,2~3分钟后又引起第二次爆炸,形成巨大的球形火焰,破坏了管道和设备,爆炸力相当于数吨TNT炸药,损失严重。
2 高温裂解气火灾危险
高温裂解气,若遇生产过程中停水、水压不足,或误操作导致气体压力高于水气压而冷却不下来,会烧坏设备而引起火灾。
裂解反应温度远远高于物料的自燃点,一旦泄漏,便会立即发生自燃。
3 管式裂解炉易产生结焦
裂解过程中,由于二次反应,在裂解炉管管内壁上和急冷换热器的管内壁上结焦,随着裂解的进行,焦的积累不断增加,影响管壁的导热性能,造成局部过热,烧坏设备,甚至堵塞炉管,引起事故。
4 高压分离系统有爆炸危险
分离操作在压力下进行。若设备材质有缺陷、误操作造成负压或超压;或压缩机冷却不够、润滑不良;或管线、设备因腐蚀穿孔、裂缝,引发设备爆炸或泄漏物料着火。
5 深冷分离易发生冻堵
深冷分离在超低温下进行。若原料气或设备系统残留水分,深冷系统设备就会发生冻堵胀裂而引起爆炸着火。例如1990年12月,大庆乙烯裂解炉516#冷箱因此焊缝裂开,导致可燃气大量泄漏;幸亏发现及时,采用氮气和水蒸气掩护烯释,才避免了一起重大火灾、爆炸事故。
6 加氢过程火险性较大
加氢过程是为了脱去炔烃而对乙炔、碳三、汽油物料进行加氢气的过程。氢气为易燃易爆气体,火险性较大。加氢反应器,如果操作不当,氢/炔比失调,会导致温度急剧升高,从而造成催化剂结焦失活,反应器壁出现热蠕变破裂,物料会发生泄漏着火甚至爆炸。
7 工艺流程中存在着引火源
裂解炉为明火设备。装置中泄漏的易燃易爆气体,遇裂解炉火源爆炸的事故屡有发生。裂解炉点火时,如扫膛不清,炉膛内积存的爆炸性混合气体,就有发生爆炸的可能。
乙烯生产原料或产物均为易积累静电的电介质,其在设备系统内流动过程中,特别在加压输送时,易产生和积累静电,潜伏着静电火灾危险性。
1 加强危险单元的重点控制
从道化学火灾爆炸指数评价结果看,乙烯装置各单元危险性最大的是乙烯成品罐区和裂解气压缩,脱甲烷塔次之,裂解炉和加氢反应器再次之。应对危险性较大的单元进行重点安全控制,组织专业人员编制事故树,增加对重点单元危险性控制的技术含量,严格按照预先制定的安全检查表进行检查。
2 完备安全装置和防火设施
由于乙烯生产装置使用的物料都是易燃易爆物质,而且物料量大,危险程度均在非常大、很大范围。但设计中采用了较多的安全装置和防火设施进行补偿,使实际危险性等级下降1~2级。这明显地告诉我们,在生产实践中必须十分重视安全装置的完好率和投用率。如果不能保证安全装备的完好率和投用率,装置的危险等级仍会回升。
3 设置防火分隔
道氏法评价只考虑了系统固有的危险,对生产中系统间的相互影响因素考虑较少,实际上装置的连续性强,一旦发生事故,整个厂都要受到影响。在容易发生火灾爆炸的裂解、压缩、加氢厂房四周设有钢筋混凝土的防爆墙,使它们与其它部分隔离,保证人身和设备的安全。在高温设备或明火裂解炉连接的管线上应安装阻火器或水封,阻止火势蔓延扩大。在不同压力的管道或设备之间安装逆止阀,防止高压系统的气体或液体窜入低压系统引起爆炸。
4 加强安全管理和教育
在道氏法的工艺控制系数补偿中,只考虑了理想状态,即每个职工都能完全掌握且毫无偏差地进行操作。实际上这和管理水平、职工个人安全行为有关,管理水平好,职工素质高,则系数降低;否则系数升高,有时甚至会使火灾爆炸指数增加到最大值。所以,应加强管理和教育,加大培训和考核力度,全面提高技术素质及操作水平,使干部职工能真正熟练掌握操作规程及防火预案,明确装置危险部位及事故预防、处理办法。