化工企业防火防爆基础知识
防火防爆基础知识
1 火灾爆炸事故的特点
化工企业火灾爆炸事故是各类事故中危险最大的，它的特点是普遍、多发、严重。
1．1 事故发生的范围普遍
化工企业火灾爆炸事故不仅全国各地都有发生，而且一个工厂各个车间都有可能发生。从工艺操作、设备管道、生产维修到设计制造，违章指挥、违章作业、管理漏洞等都有。造成这种状况的原因有：化工企业原料多变，生产条件变化大；工艺复杂，操作控制点多，而且相互影响；设备种类多，数量大，开停车频繁，检修量大；自动化程度低、安全联锁装置不齐；相当数量的工人、干部文化水平低，安全技术素质低，安全意识不强，防范事故能力不高；执行操作规程、检修规程的严肃性较差。这就导致化工火灾爆炸事故多次发生。
1．2 事故时有发生，而且重复发生
化工企业的火灾爆炸事故每年都有发生，而且不在少数，尤其是一些重点要害岗位和主要设备的重复事故相当多，如锅炉缺水爆炸事故，煤气发生炉夹套和汽包憋压爆炸事故，变换饱和热水塔爆炸事故，合成塔内件破坏及氨水槽爆炸事故等。这些重复事故发生的重要原因之一，就是事故教育差。对上级的事
故通报传达、研究、重视不够，或在安全作业证考核方面必要内容缺少所造成。从而不能吸取兄弟厂的教训，提高警惕，采取措施，使这些年来危险性较大的事故一出再出。
1．3 火灾爆炸事故的损失相当严重
化工企业火灾爆炸事故造成一套装置破坏的有之，造成全厂生产装置破坏的有之，因单台设备损坏或关键设备损坏而造成停产损失的更多，这些严重后果中还包括一些工人、干部付出的生命代价，事故发生后，不仅厂里恢复生产需要加倍紧张工作，而且给社会增加了不因素。火灾爆炸事故的恶性后果，使化工企业的安全状况始终处于被动状态。因此，必须对火灾爆炸事故的原因加以研究，以防事故的发生。
2 火灾爆炸事故的原因
2．1 可燃气体泄漏
由于可燃气体外泄容易与空气形成爆炸性混合气体，因此，可燃气体的泄漏就容易造成火灾爆炸事故。可燃性气体泄漏有以下几种情况：
(1)设备的动静密封处泄漏；
(2)设备管道腐蚀泄漏；
(3)水封因断水，未加水跑气泄漏；
(4)设备管道阀门缺陷或断裂造成泄漏。
这类事故大致是由于生产设备管理混乱，密封材料材质或检修不合要求，操作维护不当，在检修中未泄压却加外力，操作中巡回检查开停车不按操作规程进行等因素引起的，因此，必须按原化工部规定的检修操作规程、无泄漏工厂的标准以及设备动力管理条例等有关规定加以管理。对已出现的泄漏，及时发现，及时消除，暂不能消除的要有预防措施，避免扩大或发生灾害事故。
2．2 系统负压，空气与可燃气体混合
造成可燃性混合气体情况有以下几种：
(1)系统停车，停车后随温度下降造成负压，由敞口吸入空气；
(2)系统停水，停水后水封水因泄漏失去作用而导致空气吸入；
(3)操作失误，联系不当，报警联锁装置不全或失灵，造成气体抽送不平衡而至负压，由敞口或泄漏处吸人空气。
(4)气体人口管线被杂物、结晶体或水堵塞，造成抽负，由敞口或泄漏处吸入空气；
(5)用空气作试压、试漏，系统可燃物未清除干净、未加盲板，造成可燃气体与空气混合。
这类事故大部分发生在气体输送岗位或与气体压缩有关的岗位，当发生在加压过程中时更加危险，因为在爆炸性混合气体中，一方面氧含量在增加，另一方面在加压后，爆炸极限范围扩大，更容易发生事故。
2．3 系统生产时氧含量超标
氧含量超标，可能在许多部位出现，但究其原因集中在造气岗位，通常由操作失误、设备缺陷、人员违章、断油断汽或安全报警装置失灵所造成，氧含量超标可能超出造气岗位范围而在脱硫、变换、压缩等部位发生，应当引起特别重视。
2．4 系统串气
系统串气有2种情况：
一种情况是高压串低压，形成超压爆炸；另一种是空气与可燃性气体互串形成化学性爆炸。前一种情况大部分是由于操作失误及低压无安全附件或附件失灵造成。如合成高压串低压液氨槽爆炸，合成高压串低压再生系统爆炸等等。后一种情况大部分是由于盲板抽堵错误，用阀门代替盲板或误操作造成。
如某设备动火，内为空气，因系统未用盲板隔离，可燃气体由阀门漏入或有人误操作打开关着的阀门，使可燃气体进入正在动火的设备，与空气混合形成爆炸性混合气体，因而发生爆炸。
2．5 违章动火
违章动火有以下几点：
(1)未申请动火证又无动火安全知识，私自动火；
(2)虽申请动火证但未置换彻底或取样方法不对，分析结果错误；
(3)动火安全措施考虑不周；
(4)动火现场安全条件未周密查看；
(5)动火系统与其它系统未彻底隔绝；
(6)动火作业证私自变更安全措施或更改动火时间；
(7)不置换动火或未维持正压动火。
这类事故是化工火灾爆炸事故的重点。由于动火作业技术性极强，管理要求较高，因此安技部门应切实控制好，以防事故的发生。
3 火灾爆炸事故的预防措施
尽管化工企业火灾爆炸事故很多，有了不少经验教训，对容易发生事故的部位也比较清楚，但生产过程中造成燃烧和爆炸的因素很多，涉及面也较广，特别是引起燃烧和爆炸的火源有的不易搞清楚，因此，火灾爆炸事故的预防是一项细致复杂的工作。
防火防爆的着眼点应当放在限制和消除可燃物质、助燃物质和着火源的控制上，千方百计地避免三者同时处于相互作用的状态。同时还要求我们在技术和管理上要集中采取严密可靠的措施，以控制事故状态的扩大，3．1 控制消除危险性因素
3．1．1 合理设计
在化工企业中，搞技术改造，结合大修进行小改革的机会较多，在设计变更过程中，要采用先进的工艺技术和技术水平高、可靠性强的防火防爆措施，采用安全的工艺指标和合理的配管。
3．1．2 正确操作，严格控制工艺指标
化工企业安全生产技术规程是多年来安全生产的经验总结，只要严格按着规程进行作业，严格控制工艺指标，在规程规定的范围内超过指标界限，立即采取有效措施加以扭转，而不是勉强维持，就能达到预想的安全结果。具体来说，有4个方面：
(1)按照规定的开停车步骤进行检查和开停车；
(2)控制好升降温、升降压速率；
(3)控制好正常操作温度、压力、液位、成份、投料量、投料顺序、投料速度和排料量、排料速度等；
(4)按照规定的时间、指定的路线进行巡回检查。
3．1．3 严格按照“四十一”条禁令和安全卫生管理工作规定办事
原化工部颁发的“四十一条禁令”中关于防止违章动火的“六大禁令”是为总结防止违章动火的教训制定的，因此，必须严格遵守；“安全卫生管理工作规定”是安全管理工作的标准，也必须努力遵守。
3．1．4 加强设备管理
火灾事故发生的一个重要原因，是生产装置缺陷。设备状况好，运行周期长，检修量小，事故隐患少，火灾爆炸发生率就低，凡是设备管理好的单位，安全生产的条件也好。
搞好设备管理的手段有：
(1)贯彻计划检修，提高检修质量，实行双包制度；
(2)加强压力容器的管理，强化监察和检测工作；
(3)对于超期服役的设备或有不符合现行法规规定的设备，一方面加强检测和监察，另一方面要有计划地逐步更新换代。
(4)设备的安全附件和安全装置要完整、灵敏、可靠、安全好用，同时，要注意用比较先进的、可靠性好的逐步取代老式的。
(5)推广检测工具的使用，逐步把对设备检查的方法从看、听、摸上升为用状态监测器进行，使之从经验检查变为直观化、数据化检查。
3．1．5 提高自动化程度和使用安全保护装置的程度
随着化工企业的发展，不仅安全需要提高自动化程度，而且从节能降耗提高质量，提高劳动生产率，从而提高经济效益方面都需要提高自动化程度。因为自动化程度的提高，避免了超温、超压、超负荷运行，从而保证生产装置达到稳定、长周期运行，避免了事故的发生。
多采用联锁保护装置，可以提高系统的安全性，一旦出理不正常情况，有了联锁保护自动切断或动作，不仅可以防止事故的发生，而且也遏止了事故的蔓延。当然，在使用安全联锁保护装置时，首先，应加强维护保养，定期检查，保证灵敏可靠；同时，不应降低对安全工作的责任心，不能因有了联锁装置而麻痹大意，特别应重点保护危险性大的部件。
3．2 加强火源的管理
火灾爆炸事故的发生，一个很重要的原因是缺少对火源的管理，化工企业的火源一般有以下几种：
(1)明火：主要是化工生产过程中的加热用火和维修用火；
(2)摩擦与撞击；
(3)电气火花和静电火花；
(4)其它火源：指高温表面可产生自燃的物质、烟头、机动车辆、排气管等。
加强上述四种火源的管理是避免火灾事故的基本措施。
3．3 加强危险品的管理
火灾爆炸危险品有以下几种：爆炸性物品，氧化剂，可燃和助燃气体，可燃、助燃液体，易燃固体，自燃物品和遇水燃烧物品。
根据各类危险物品的性质，按规定分门别类贮存保管。在贮存保管中必须把好“三关”，即入库验收关，在库贮存关，出库复验关。加强对危险物品保管期内的安全，特别要注意的是：
(1)严禁将明火、火种带入库内，严格动火制度；
(2)消除电气火花及静电放电的可能，库房用电必须按规定采取有效安全措施；
(3)库房人员必须穿不带铁钉的鞋或采用不发生火花的地面；
(4)在搬运过程中要严格防止撞击、磨擦、翻滚。
3．4 防爆泄压措施
常用的防爆泄压装置有安全阀、防爆膜、防爆门、放空阀、排污阀等，主要是防止物理性超压爆炸。安全阀应定期校验，选用安全阀时要注意使用压力和泄压速度。
防爆膜和防爆门的作用，主要是避免发生化学爆炸时产生的高压，防爆膜和防爆门选用时应经过计算并选择合理的部件。
放空阀和排污阀是在紧急情况下作为卸压手段而使用，但需要人操作，因此，一定要保证灵活好用。
3．5 防止火灾蔓延的措施
防止火灾蔓延是防止火灾爆炸事故发生的一项重要措施，常用的阻火设施有：切断阀、止逆阀、安全水封、水封井、阻火器、挡火墙等。这些设施的作用是防止当火灾发生时火焰的蔓延。如压缩机与各工段之间的切断阀、止逆阀、气柜或乙炔发生器的安全水封，甲醇放空管的阻火器．电缆间的挡火墙。
对这些设施，应当利用计划小修对其进行清理、检查、维护、保养，以保证安全生产，另一方面，在建筑上应采用防火墙、防火门、防火堤、防火带以及合理的间距，采取耐火等级厂房等措施。
3．6 工艺火灾的扑救
化工企业火灾扑救是一项比较复杂的灭火工作，由于化工企业所固有的易燃、易爆、高温、高压、易中毒的特点，如果灭火扑救方法不正确，非但不能迅速顺利地扑灭火灾，还会导致爆炸、中毒甚至重大伤亡。
工艺火灾的扑救应根据不同着火情况采用不同措施：
3．6．1 可燃气体着火
应立即切断电源，如果气源是压力容器或压力管道，应在与火场切断后设法卸掉压力；如果气源是高温设备或高温管道，应立即喷水冷却；如果气源是压缩机，应立即切断电源并设法卸掉压力。如果火势不大，管口可用湿麻袋、石棉布扑压或使用二氧化碳、干粉灭火机。
在扑救过程中应特别注意的是：
a.在卸压排空时注意风向，防止放空、排污等增加火场可燃气体的量，导致火焰蔓延；
b．防止有压力的可燃气体燃烧不完全与空气混合，形成混合物爆炸。
3．6．2 可燃液体着火
初起时可使用泡沫；干粉等灭火机，有时用湿麻袋、石棉布、黄砂，效果亦比较理想，如果火势较大，可使用蒸汽，如果液体比重比水小，切忌用水，以防火势蔓延。
可燃液体贮罐着火，应一方面用泡沫、干粉等控制火势，另一方面用水冷却罐体，要及时切断贮罐物料的来路和去路。如果贮罐内的可燃液体有毒，应在上风方向扑救；有条件的应配戴防毒面罩和氧气呼吸器，避免救火时造成人员中毒。
3．6．3 电气设备、线路着火
首先，要及时切断着火处的供电电源，同时使用干粉灭火机灭火。
3．6．4 库房着火
应使用干粉灭火机控制火势，积极组织人力搬走易燃物品，如果库房物质遇水不会受损或燃烧，可以用水灭火。在火势不大时，严禁打开门窗，以免扩大火势。
工艺火灾的扑救关键在于初始阶段的灭火。因此，及时发现、及时正确扑救十分重要，当消防队赶到现场，厂方应维护火场秩序，听从消防队的指挥，积极配合尽快灭火。
化工生产工艺过程安全技术
第一节化工生产工艺参数控制安全技术
再生产过程中工艺参数主要是温度、压力、流量、液位、物料配比等控制参数。工艺技术部门对工艺指标的制定考虑了指标的安全性。但一般情况下工艺指标只是一个范围，而不是一个确定值。所以工艺指标的安全控制应该包括两层含义，一是不违反工艺控制指标，二是在工艺指标范围内优化操作。在同样的控制指标范围内，不同的工艺操作优化水平的效果截然不同，也是操作人员实际水平高低的体现。
1．温度的控制
温度是生产操作最重要的指标，不同化学反应有最适宜的反应温度；各种机械、电气、仪表设备都有使用的最高和最低允许温度；各种原材料、助剂等都有贮存使用的温度范围。各类单元反应过程中不同的控制温度更是直接决定着生成物。工艺过程中温度的受控程度更是装置安全性的重要标志。温度对岗位操作的影响是最直接的。如在硝化过程中，超温会造成反应速度加快，产生大量的热量，如没有有效的降温措施将会导致温度失控，造成爆炸事故。在塑料、橡胶聚合过程中，超温往往会造成釜内爆聚、凝胶结块等。在氧化、还原反应生产过程，如果温度控制不当，可直接引发爆炸。如过氧化氢异丙苯生产过程中，异丙苯氧化反应温度不得超过120℃，提浓塔塔釜温度不得高于100℃，否则就会因为氧化过度和过氧化物分解引起爆炸。所以生产过程的温度控制力求合理，手段力求完善，操作要力求准确。反应热的加入或移出，控制手段要综合搭配、完善，不留死角。以硝化反应为例，釜内反应热的移出手段应考虑釜内搅拌强度，夹套散热控制等，要针对釜内放热热负荷大小和釜的结构与容量大小，配置完善的温度控制手段。特别是对于高温、高压；剧烈反应的温度控制，要实行双保险或多保险，更要注意完善应装置。如硝化反应釜外紧急喷淋冷却装置、冷冻盐水降温系统应保证随时应急。
在实际操作时，判断问题要准，指令下达要准，执行指令要准，是温度控制的重要保证。
2．压力的调整与控制
压力控制主要包括压力的形成与压力的使用两个环节。一个系统压力的来源主要是气体压缩增压、液体输送增压和化学反应增压三个方面。气体压缩增压环节，主要是以压缩机为中心的压缩安全操作。随着工艺的不同，压缩机的能力、结构、形式各不相同，如往复式压缩机、离心压缩机、水环(液环)式压缩机、螺杆压缩机等。但从操作控制强度和安全角度出发，最典型的是往复式压缩机。在岗位操作中影响压缩机工艺参数的最突出问题有液体进缸、机械故障和出口及后系统排压不畅。操作者在操作中要勤于检查，认真听、摸、看、想。就是听压缩机各部位运转声音是否正常，摸电机及其他有关部位温度是否正常，看水、油分离器液面，看放空及后系统有无凝结水(液)冻堵，想就是认真思考检查情况，判断压缩机运转是否正常。
另外，就是对化学反应增压的操作控制。有些反应过程要产生气态副产物或者是加入易汽化物质在加热条件下汽化产生反应所需压力（H酸碱熔反应），再加上系统自身的压力，如果尾气系统排压不畅，就会使整个反应系统憋压，影响系统的压力控制，严重时会引起事故。如某化工厂乙苯绝热脱气炉在冬季开车时由于脱氢气反应系统尾气放空阻火器被凝结水冻堵，排压不畅，导致绝热脱氢炉系统憋压，乙苯从法兰垫刺开漏出，遇炉子明火而着火爆炸。如果反应系统的增压与尾气凝结水(液)的冻堵连在一起，其危害更大，所以更应引起高度重视。
3．液位的安全控制
生产过程的液位控制主要是不超装、超贮、超投料，液面要真实。假液面是生产过程中影响液位控制的常见问题。形成假液面的原因主要有：
(1)液面计(及液面计管)冻堵；
(2)密度不同的液体混合操作时，由于液面计管和容器内的液体密度不同，造成液面计液面与容器实际液面不一致；
(3)液面计阀门关闭或堵塞；
危险品有几种(4)液面计管、阀门被凝胶、自聚物、过氧化物等堵塞，许多液面计管(板)是透明的，容易暴露在阳光下，所以在液面计处很容易形成自聚物和过氧化物；
(5)贮槽排水(排液)不及时；
(6)容器搅拌混合效果不好，容器内有沉淀分层；
(7)液面计与容器气相不连通，造成气阻；
(8)容器内液体气化，造成气液相界面不稳；
(9)接送料操作中液面不稳定。
消除假液面首先要稳定操作，认真进行岗位巡回检查。另外还应注意液面计的选型和结构的改进。
4．物流与物料配比的控制
在生产中物料流量(或配比)的控制对操作的影响随着反应的不同而不同。如在放热反应中，随着反应物投料速度加快，反应热量增加，反应温度就上升。如果反应热不能及时撤出，就会引起反应系统超温，物料分解、突沸而引发事故。如果反应温度过低，反应物加入量过大，会暂时抑制反应温度上升，一旦反应温度回升，则积聚的反应物会在局部剧烈反应，同样会导致突沸和事故发生。在有些氧化反应过程中，因加料速度过快，会造成反应速度过快发生爆炸事故。而且有些反应的反应物本身就能形成爆炸混合物。如乙烯氧化生产环氧乙烷的反应中，乙烯的氧化就是在接近爆炸混合浓度的配比下进行氧化反应的，一旦物流控制不当就会引起爆炸。
物流和配比的控制操作，在化工生产中直接决定着反应物的纯度和副反应物质的量。如H酸磺化反应，在各段反应过程中加入硫酸的量超出工艺规定的量，就会导致多磺化物或异构体，导致反应终点萘四磺酸偏高，反应收率低。准确加料，应注意以下几个方面：
(1)选择合适的计量设备。要根据原料的实际加入量选择计量槽和计量阀门的大小。如果计量阀门、计量槽选择过大，会降低计量调节精度，使操作难以控制。
(2)连续操作中，简化计量系统工艺配管，提高自动化控制水平。尽量减少物料在系统的滞留量，一方面可以缩短计量环节的反应时间，另一方面可减少原料在计量系统停留时的凝结、结晶、沉淀。特别是间歇反应的生产过程，低温易结晶原料如萘、发烟硫酸等，在停蒸汽或汽压较低时堵塞液面计和加料管线是冬季生产的常见问题。
(3)准确计量、核准配方量。
(4)精心操作准确计量。认真检查计量设备，及时消除假液面。（DCS控制系统要注意核对计量前后的液面变化，防止计算机控制的误动作或假动作。）
(5)确保加料过程搅拌良好，保证反应物料的均一性和分析代表性。
此外，加料顺序和速度是所有化学反应操作中至关重要的一环。有些反应操作中，如果反应物加料顺序颠倒，可能引起爆炸。如氯化氢合成时必须先投氢后投氯。三氯化磷生产时必须先投磷后投氯。磷酸脂与甲胺反应时应先投磷酸脂后滴加甲胺等。有些反应过程中反应速度是通过反应物的加入速度来控制的。如在萘磺化生产萘磺酸的过程中，就是通过控制发烟硫酸的加入速度，控制反应速度和防止超温。另外，有些反应过程中如果加料速度过快，会造成有害的或易燃易爆的反应尾气来不及吸收而积聚外逸，造成人身中毒或引发火灾爆炸事故（如对位酯生产中缩合反应）。所以生产中一是要按规定程序加料，二是要严格控制加料速度，三是要有与反应能力相适应的尾气吸收和通排风设施。5．原
料中微量杂质的控制
在普通化学反应和高分子聚合反应中，原料(或反应物)中的杂质虽然量小，但影响很大。如在聚合反应过程中，有些杂质会终止聚合反应活性，降低反应速度；有些杂质会破坏乳化液、悬浮液等反应系统的稳定性，造成反应器内凝聚结块、堵塞设备；有些杂质会使高分子链发生岐化和交联，影响聚合产品质量等。在许多化学反应过程中杂质的存在会引发副反应。原料中的杂质可能直接导致生产和贮运过程发生事故。如丁二烯中过氧化物含量增多，就有可能发生因过氧化物受热或受振动分解引起的爆炸事故。原料碳四中乙烯基乙炔含量增加，会引起由乙烯基乙炔遇氧而形成的过氧化物分解爆炸事故。在化工操作中，对原材料或反应物杂质的控制，一是要按规定进行使用前的取样分析，不合格的不能使用。二是要注意观察原材料的外观质量。其三是加强原料投入反应后的操作监控，及时根据反应异常现象判断原材料中杂质的影响，有针对性地采取措施，保证生产的安全稳定。
6．溢料的操作控制
溢料主要是指化学反应过程中由于加料、加热速度较快产生液沫引起的物料溢出，以及在配料等操作过程中，由于泡沫夹带而引起的物料溢出。由于溢料时相界面不清，给液面的调节控制带来困难。反应过程中，溢料使反应物料外泄，容易发生事故。在连续封闭的生产过程中，溢流又容易引起冲浆、液泛等操作事故。为了减少泡沫，防止出现溢料现象，首先应该稳定加料量，平稳操作。第二，在工
艺上可采取真空消泡的措施，通过调节合理的真空差来消除泡沫。第三是在工艺允许的情况下加入消泡剂消减泡沫。第四是在配料操作中可通过调节配料温度和配料糟的搅拌强度，减少泡沫和溢料。
如果出现溢料或泄料，要根据物料性质进行处理，如果是易燃、易爆和有毒、有害的物料溢出，则禁止向排雨和生活废水系统冲扫。
7．公用工程的安全控制

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