dfn_高溫下油品生產(chǎn)中的風(fēng)險(xiǎn)分析及防范措施(10)

1、高溫下油品生產(chǎn)中的風(fēng)險(xiǎn)分析及防范措施摘  要：高溫條件下油品生產(chǎn)存在很多不平安因素。如果平安防護(hù)措施考慮不充分或者操作不當(dāng)，會發(fā)生突沸串油和自燃著火事故。通過對高溫下油品危險(xiǎn)性分析，論述了高溫條件下油品在液態(tài)儲存、運(yùn)輸及混合等操作時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。并結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和事故案例，提出了高溫下油品生產(chǎn)及加工的平安防護(hù)措施。    關(guān)鍵詞：高溫；油品；生產(chǎn)加工；防范措施前言隨著鋼鐵工業(yè)的快速開展和國際市場對焦炭需求的增加近幾年我國煉焦工業(yè)高速開展。煤焦油是煉焦中的副產(chǎn)品，煤焦油的產(chǎn)量隨焦炭產(chǎn)量的增加而增加。煤焦油化工很多單元操作須把油品加熱后來實(shí)現(xiàn)。特別是重質(zhì)油

2、品具有沸點(diǎn)高、凝固點(diǎn)高的特性，這些重質(zhì)油晶在生產(chǎn)和加工過程中，為使其具有良好的流動(dòng)性，工藝過程都是在高溫條件下完成的。高溫下油品生產(chǎn)存在很多不平安因素，受工藝條件限制，油品溫度有時(shí)要高于閃點(diǎn)和自燃點(diǎn)，如果平安防護(hù)措施考慮不充分或者操作不當(dāng)，會發(fā)生突沸串油事故和自燃著火爆炸事故。在特殊操作(開、停工，檢修)和生產(chǎn)不正常時(shí)，還會發(fā)生油晶溫度低于凝固點(diǎn)堵塞設(shè)備和管道事故，影響生產(chǎn)。2 高溫下油品突沸串油及防范措施    高溫條件下油品的操作，由于油品質(zhì)量上的差異以及生產(chǎn)過程中不可防止地有水進(jìn)入系統(tǒng)，因此在油品升溫或上下溫油晶混合時(shí)，會出現(xiàn)能量聚集和突然釋放，發(fā)

3、生油晶突沸串油現(xiàn)象，影響正常生產(chǎn)，甚至引發(fā)火災(zāi)爆炸事故。2.1 突沸產(chǎn)生的原因突沸產(chǎn)生的主要原因是上下溫油晶混合或升溫時(shí)，油晶積聚的大量能量傳遞給低沸點(diǎn)物質(zhì)(主要指輕質(zhì)油品和水分)，使之處于非穩(wěn)定狀態(tài)或過熱狀態(tài)，到達(dá)一定程度后，低沸點(diǎn)物質(zhì)在有限空間內(nèi)突然汽化造成的，一般包括能量聚集和能量傳遞釋放兩個(gè)階段。2.1.1  能量聚集當(dāng)油品必須在高溫狀態(tài)下進(jìn)行生產(chǎn)操作時(shí)，如煤瀝青輸送溫度超過180；在200左右時(shí)，以煤瀝青回兌粘度較小的焦油餾分生產(chǎn)燃料油，油品本身聚集了大量的能量。這種帶有大量能量的油品處于一種非穩(wěn)定狀態(tài)，尤其是含有水分的油品，當(dāng)溫度超過100時(shí)，水分處于過熱狀態(tài)，

4、很容易突然急劇汽化。2.1.2  能量傳遞釋放油晶在聚集大量能量的同時(shí)，會以各種形式向外界釋放能量，如同外界環(huán)境進(jìn)行熱傳遞或熱交換、油晶和水分的蒸發(fā)等。一般情況下，假設(shè)生產(chǎn)操作，儲存條件穩(wěn)定，能量釋放處于緩慢平和狀態(tài)，是不會發(fā)生突沸現(xiàn)象的。然而，假設(shè)這種能量釋放具有突發(fā)性，像上下溫油品混合，能量傳遞推動(dòng)力突然加強(qiáng)或處于過熱狀態(tài)的物質(zhì)由于外界條件的變化，能量突然散發(fā)，往往會引起突沸現(xiàn)象。   2.2  高溫下油品突沸的防范        防止高溫下油品突沸的措施和對策主要是根據(jù)物料的沸點(diǎn)情況，防止

5、形成能量突然釋放的條件。2.2.1  防止冷熱油品混合    高溫油晶進(jìn)人存有低沸點(diǎn)油品或水的設(shè)備時(shí)，隨著高溫油品進(jìn)入量的增多，熱交換速度的增快，易產(chǎn)生突沸。如某廠在生產(chǎn)煤瀝青筑路油時(shí)，貯槽內(nèi)油品在未預(yù)熱又沒有開泵循環(huán)攪拌的情況下，加進(jìn)260的熱油5h后發(fā)生突沸，油品從貯槽頂部人孔串出10余米高。    大量低沸點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)人儲存有較高溫度的高沸點(diǎn)油晶的設(shè)備時(shí)，并充分接觸，易產(chǎn)生突沸。如某廠在配制煤瀝青燃料油時(shí)，誤將含水的焦油餾分油參加溫度為300的煤瀝青貯槽。發(fā)生強(qiáng)烈突沸，突沸時(shí)貯槽發(fā)生振動(dòng)。   

6、; 因此，應(yīng)盡量防止冷物料，特別是低沸點(diǎn)冷物料(或水)，進(jìn)入儲存有大量熱物料的設(shè)備，或大量高溫油晶進(jìn)入存有低沸點(diǎn)冷物料的設(shè)備。222  正確的加熱方式    對于輕油(比重小于1)，一般很少含有溶解水，而別離水沉積在設(shè)備底部，這種情況下，油品在設(shè)備內(nèi)溫度不宜超過水在該壓力下的飽和溫度。如果到達(dá)水的飽和溫度，水會發(fā)生沸騰，使熱交換迅速進(jìn)行，水急劇汽化產(chǎn)生突沸。如某廠工藝要求將輕質(zhì)油品加熱到140，且在平底貯槽內(nèi)進(jìn)行，由于生產(chǎn)過程不可防止地有少量水帶入系統(tǒng)積在貯槽底部結(jié)果當(dāng)溫度到達(dá)120時(shí)，屢次發(fā)生突沸。    當(dāng)對含有溶解水的

7、重質(zhì)油進(jìn)行脫水操作時(shí)，升溫速度過快、操作條件不穩(wěn)定，易產(chǎn)生突沸。如某廠在焦油間歇蒸餾操作時(shí)，焦油含水在10左右，溫度到達(dá)102以后進(jìn)人脫水階段，升溫速度過快，產(chǎn)生突沸串塔。    熔化高凝固點(diǎn)油品時(shí)，如果熔化速度過快，水分短時(shí)間蒸發(fā)，易發(fā)生突沸溢油。如用煤氣加熱熔化瀝青操作，經(jīng)常發(fā)生溢油著火事故。    為防止油品在加熱操作過程中發(fā)生突沸現(xiàn)象，應(yīng)掌握正確的加熱方法，比重小于水的油品不宜在儲存設(shè)備中加熱，工藝要求在儲存設(shè)備中加熱時(shí)，溫度應(yīng)控制在儲存壓力下低沸點(diǎn)物料的飽和溫度以下。當(dāng)含有溶解水的重油進(jìn)行脫水操作或熔化高凝固點(diǎn)油晶時(shí)，在脫水

8、階段應(yīng)當(dāng)恒溫蒸發(fā)脫水，不可急于升溫，以免升溫過快，水分來不及蒸發(fā)，處于過熱狀態(tài)，到達(dá)一定程度后發(fā)生突沸。3  高溫下油品的自然和防護(hù)措施    可燃物不與明火接觸而發(fā)生著火燃燒的現(xiàn)象稱為自燃。一般，液體油晶相對密度越小，其閃點(diǎn)越低，而自燃點(diǎn)越高；液體油品相對密度越大，閃點(diǎn)越高，而自燃點(diǎn)越低。表1為一些物質(zhì)的閃點(diǎn)和自燃點(diǎn)。31  自燃的形式    自燃有受熱自燃和自熱自燃2種。    受熱自燃：可燃物被加熱到一定溫度，即使不與明火接觸也能自行著火的現(xiàn)象，稱為受熱自燃。可燃物無明火作用而自

9、行著火的最低溫度，稱為自燃點(diǎn)。    自熱自燃：某些物質(zhì)在沒有外來熱源作用下，由于物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生化學(xué)、物理和生物化學(xué)作用而產(chǎn)生熱量，逐步積聚使物質(zhì)溫度到達(dá)自燃點(diǎn)發(fā)生燃燒的現(xiàn)象稱為自熱自燃。32  高溫下油品的自然著火與防范    防止高溫油晶自燃著火的措施和對策主要是根據(jù)油品自燃點(diǎn)的上下，破壞燃燒所具備的條件。321  硫化物自燃著火    石油化工和煤焦化工很多物料都含有硫化物，在工藝條件下，硫化物和有機(jī)硫化物對設(shè)備的直接腐蝕作用，形成硫化鐵和硫化亞鐵?？菰锏牧蚧F和硫化亞鐵在較低溫度

10、下，甚至能在常溫的空氣中自行發(fā)熱燃燒。在生產(chǎn)時(shí)如果操作不當(dāng)或平安防護(hù)措施不到位，很容易發(fā)生硫化物自燃著火事故，這種事故比擬常見，危害較大，下面僅舉一例。    鞍鋼化工廠煉焦化產(chǎn)品回收車間高37m、直徑45m的脫酚塔于1990年8月22日19時(shí)50分突然倒塌。其經(jīng)過是對塔進(jìn)行檢修時(shí)，按操作規(guī)程的停塔步驟停塔，并直接用蒸汽對塔進(jìn)行置換吹掃18h，停止蒸汽吹掃6h后，將塔體人孔蓋等翻開通風(fēng)涼塔。翻開人孔蓋40min后，發(fā)現(xiàn)塔體下半部人孔往外冒黃煙，立即將除塔頂?shù)跹b孔外的其余已翻開的人孔全部封閉，并直接通人蒸汽置換，黃煙立即消失。為盡早進(jìn)行檢修，通人蒸汽40min后便將

11、蒸汽停下，同時(shí)用一臨時(shí)膠管向塔內(nèi)填料段加水。5h后再次發(fā)現(xiàn)從塔頂冒黃煙，即又向塔內(nèi)通入蒸汽，3-5min后塔體開始傾斜，傾斜到一定角度突然倒塌，將距塔下30m處的脫酚泵房砸毀。此時(shí)，切斷電源，繼續(xù)往塔內(nèi)填料段噴水，但由于塔體被摔得支離破碎，無法阻止空氣進(jìn)入，塔內(nèi)填料段仍繼續(xù)自燃，倒塌16h后自燃到達(dá)最猛烈階段，過后逐漸減弱直至熄滅。    分析發(fā)生自燃的原因：脫酚塔是用蒸汽蒸吹法從剩余氨水蒸氨后的廢水中脫酚的主要設(shè)備。由于廢水中仍含有少量的氨、氰化氫和硫化氫，而廢水在脫酚塔內(nèi)操作溫度的條件下，其中氰化氫、硫化氫首先分別被解析出來，轉(zhuǎn)移到蒸汽中并在吸收段被燒堿溶液吸

12、收，與鐵(金屬填料)充分接觸，生成了硫化亞鐵，硫化鐵。隨著時(shí)間的延長，硫化亞鐵便逐漸積累起來，到達(dá)了在適宜溫度下遇空氣引起自燃的條件。在塔用蒸汽置換清掃后，溫度尚未降下來時(shí)翻開了塔的所有人子L，在塔內(nèi)形成了空氣的較強(qiáng)對流。此時(shí)，脫酚塔內(nèi)的硫化亞鐵、硫化鐵、溫度和流通的空氣具備了自燃條件，發(fā)生了自燃。        防范措施：在對有可能生成硫化鐵和硫化亞鐵的設(shè)備進(jìn)行檢修時(shí)，對設(shè)備置換結(jié)束后，應(yīng)加水降溫，待溫度降至常溫后，再翻開設(shè)備進(jìn)行檢修。如果檢修時(shí)間較長，應(yīng)每間隔一段時(shí)間向塔內(nèi)通足量的水進(jìn)行降溫。322  高溫聚合物的自燃著

13、火    油品在高溫作用下，會發(fā)生熱裂解和熱聚合反響，生成固體物質(zhì)聚結(jié)在設(shè)備外表。這些固體物質(zhì)長時(shí)間在高溫作用下不斷析出油分和氣體，這種固體容易自燃。其自燃點(diǎn)的變化規(guī)律與以下因素有關(guān)：熱分解和熱聚合程度越深，析出的油分和氣體越多，自燃點(diǎn)越低；受熱時(shí)間越長，自燃點(diǎn)越低。長時(shí)間高溫狀態(tài)下運(yùn)行的油晶加工設(shè)備，在運(yùn)行和檢修時(shí)，容易發(fā)生自燃著火事故。    某煤焦油化工廠改質(zhì)瀝青生產(chǎn)裝置的改質(zhì)瀝青中間槽曾發(fā)生多起自燃著火事故。改質(zhì)瀝青生產(chǎn)工藝過程為：原料中溫瀝青在反響釜內(nèi)，經(jīng)380-400C熱處理6h左右，進(jìn)入改質(zhì)瀝青中間槽，再由液下泵輸送至產(chǎn)

14、品高位槽。改質(zhì)瀝青中間槽為常壓豎式平頂貯槽。    第一次自燃著火是在正常生產(chǎn)情況下，操作人員巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)改質(zhì)瀝青中間槽頂部鋼板由于槽內(nèi)部受熱發(fā)紅。當(dāng)時(shí)不知是什么原因，另一人來改質(zhì)瀝青中間槽取試樣進(jìn)行化驗(yàn)，當(dāng)翻開取樣孔蓋板時(shí)，由于大量空氣進(jìn)入，與瀝青蒸氣(通常稱瀝青煙)形成爆炸混合氣體，并發(fā)生著火，由取樣孔噴出，將取樣人員燒傷。    另一次自燃著火是改質(zhì)瀝青因故障臨時(shí)停車后，恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)發(fā)生的。停車時(shí)間大約6h，故障處理完畢，改質(zhì)瀝青中間槽溫度約在190左右，改質(zhì)瀝青開始投料生產(chǎn)，當(dāng)改質(zhì)瀝青合格后由改質(zhì)釜進(jìn)人中間槽時(shí)，突然發(fā)生著火，著火

15、氣流將未上螺栓的人孔蓋頂開，火焰串出數(shù)米高。    分析事故原因：2次著火原因均是因?yàn)樽匀家?。改質(zhì)瀝青中間槽長期在360-400高溫狀態(tài)下工作，由于高溫作用，改質(zhì)瀝青發(fā)生聚合、裂解反響，生成主要成分為碳的固體物質(zhì)沉積在中間槽內(nèi)部外表。這些固體物質(zhì)在中間槽內(nèi)的工作環(huán)境中，繼續(xù)發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化，自燃點(diǎn)不斷降低，很容易發(fā)生白燃。第一次事故是因?yàn)橹虚g槽密封性不好(因?yàn)槿拥刃枰?，放散管與瀝青煙凈化系統(tǒng)相連，使中間槽內(nèi)呈微負(fù)壓。有少量氣體進(jìn)入中間槽內(nèi)，與中間槽內(nèi)外表沉積的固體物質(zhì)接觸，在工作溫度下發(fā)生自燃，使中間槽頂部鋼板受熱發(fā)紅。由于進(jìn)入空氣量少，且空氣比重小于

16、瀝青煙比重，只在中間槽內(nèi)頂部發(fā)生自燃。當(dāng)取樣工翻開取樣口時(shí)，大量空氣被吸人中間槽內(nèi)，與瀝青煙混合形成大量混合爆炸性氣體，與自燃產(chǎn)生的明火相遇，發(fā)生著火事故。第二次自燃事故是改質(zhì)瀝青裝置臨時(shí)停工時(shí)，將中間槽瀝青全部打入成品高位槽。在降溫過程中空氣進(jìn)入中間槽內(nèi)，槽內(nèi)溫度當(dāng)時(shí)還在儲槽內(nèi)壁固體物質(zhì)自燃點(diǎn)以上，遇空氣發(fā)生自燃，當(dāng)時(shí)由于中間槽處于降溫過程，瀝青煙氣不斷冷凝，未形成混合爆炸性氣體，當(dāng)裝置重新生產(chǎn)，合格瀝青進(jìn)人中間槽時(shí)，閃蒸大量瀝青煙與自燃明火接觸發(fā)生著火。    防范措施：高溫油品設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)防止空氣進(jìn)入，使用密閉容器儲存高溫油品時(shí)，應(yīng)增設(shè)防爆板為宜，當(dāng)工

17、藝需要必須在設(shè)備上開口時(shí)應(yīng)采取特殊防護(hù)措施。如某廠將改質(zhì)瀝青中間槽取樣口改為插人管的形式，既可到達(dá)取樣的目的，又可防止空氣進(jìn)入槽內(nèi)。高溫油晶生產(chǎn)臨時(shí)停工后，重新恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)，由于停工時(shí)間短，設(shè)備溫度尚未完全降下來，有可能發(fā)生固體反響物自燃，在進(jìn)熱油晶之前，應(yīng)先用蒸汽吹掃一下設(shè)備，可能到達(dá)滅火和置換空氣雙重目的，但應(yīng)保證吹掃后設(shè)備內(nèi)沒有存水，以免進(jìn)人高溫油品時(shí)發(fā)生危險(xiǎn)。4  高溫下油品特殊操作時(shí)的加熱方法與平安防范    高沸點(diǎn)、高凝固點(diǎn)油品須在較高溫度條件下進(jìn)行儲存和輸送。在特殊操作(開停工操作、突然停電、流量不穩(wěn)定等)時(shí)經(jīng)常會出現(xiàn)油晶凝固在設(shè)備和管道內(nèi)的

18、生產(chǎn)事故。為防止這一現(xiàn)象的發(fā)生，在工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中，通常采取對設(shè)備和管道進(jìn)行加熱的方法來解決。如果加熱方式不對或操作不當(dāng)，會發(fā)生事故。41  蒸汽加熱方式及平安防范    為了防止由于溫度低，高沸點(diǎn)、高凝固點(diǎn)油品在設(shè)備和管道中凝固，最常用的加熱方法是用蒸汽加熱的方法。用蒸汽加熱很多操作過程都是先用蒸汽間接對設(shè)備和管道進(jìn)行加熱，然后停蒸汽，向設(shè)備和管道內(nèi)參加高溫的高沸點(diǎn)、高凝固點(diǎn)油晶。這種情況下，不可防止地在蒸汽通道內(nèi)殘留有蒸汽冷凝水，隨著高溫油晶進(jìn)人管道和設(shè)備，整個(gè)系統(tǒng)被高溫油品加熱，溫度升高。這時(shí)蒸汽通道的蒸汽冷凝水被重新加熱汽化，由于進(jìn)氣閥門已關(guān)

19、閉，出氣點(diǎn)安裝疏水器，此時(shí)，致使蒸汽通道產(chǎn)生的蒸汽被憋在里面，隨著溫度的升高，蒸汽通道內(nèi)飽和蒸汽壓力也升高，當(dāng)溫度升至300時(shí)，飽和蒸汽壓力為8.7MPa，當(dāng)溫度升至370時(shí)，飽和蒸汽壓力高達(dá)21.4MPa，這樣高的壓力，很容易損壞設(shè)備和管道管件。    某煤焦油化工廠，瀝青輸送管道采用蒸汽伴管進(jìn)行加熱，閥門是蒸汽夾套閥，生產(chǎn)工藝為間斷性輸送360-400的高溫度瀝青。停止輸送瀝青時(shí)，閥門夾層內(nèi)有蒸汽冷凝水，通入高溫度瀝青后，閥門夾層內(nèi)水被加熱汽化壓力升高，屢次發(fā)生閥門夾層外殼爆裂事故。    又一某煤焦油化工廠，工業(yè)萘蒸餾裝置為了開

20、停工操作方便，在2個(gè)萘蒸餾塔底部安裝了蒸汽加熱器。開工準(zhǔn)備時(shí)用蒸汽加熱塔底油晶至100后，開始正常用管式加熱爐加熱升溫，當(dāng)溫度升至270時(shí)，蒸汽加熱管突然破裂(使用時(shí)間較長，局部腐蝕)，塔底壓力急劇升高，lmin后恢復(fù)正常，檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)塔底部兩層塔盤受力變形。    防范措施：管道和設(shè)備用蒸汽加熱完畢后，將蒸汽加熱系統(tǒng)疏水器旁通閥門翻開，然后才允許慢慢進(jìn)入高溫油品，這樣蒸汽通道內(nèi)蒸汽冷凝水被加熱汽化后由疏水器旁通閥排出，到達(dá)泄壓的目的。間歇生產(chǎn)過程，高溫油晶切換頻次比擬大時(shí)，不宜采用蒸汽加熱方式。42  電加熱方式及平安防范  

21、0; 為了克服工藝管道和容器用蒸汽加熱存在的弊端，國內(nèi)外研制由電能轉(zhuǎn)換為熱能-電加熱的方式來補(bǔ)充物料在工藝過程中所散失的熱量，以維持流體合理的工藝溫度。它具有體積小，可靠性高；無"噪音"和"跑，冒、滴，漏"等現(xiàn)象，無污染；易于控制等特點(diǎn)。主要有電伴熱和管道電加熱兩種形式。421  電伴熱方式    電伴熱系統(tǒng)由電源開關(guān)柜、電源接線盒，防爆溫度控制器、尾端盒及安裝附件等組成，通過電源電纜和電熱帶的連接形成電源回路系統(tǒng)。電伴熱系統(tǒng)電熱帶熱量分布均勻，可以通過溫度控制系統(tǒng)嚴(yán)格跟蹤溫度，自動(dòng)停電、送電來保證管道和設(shè)備溫度穩(wěn)定。設(shè)備，工藝管道采用電伴熱與蒸汽加熱相比，有明顯的優(yōu)勢。但如果設(shè)計(jì)，安裝不當(dāng)，容易產(chǎn)生局部過熱使油品結(jié)焦。    某廠改質(zhì)瀝青管道采用電伴熱方式進(jìn)行