反應(yīng)釜、蒸餾釜事故的危險(xiǎn)因素及安全對(duì)策措施

1、 反應(yīng)釜和蒸餾釜 (包括精餾釜 是化學(xué)工業(yè)中最常用的設(shè)備之一, 也是危險(xiǎn)性較大、容易發(fā)生泄漏和火災(zāi)爆炸事故的設(shè)備。近年來(lái),反應(yīng)釜、蒸餾釜的泄漏、火災(zāi)、爆炸事故屢屢發(fā)生。由 于釜內(nèi)常常裝有有毒有害的危險(xiǎn)化學(xué)品, 事故后果較之一般爆炸事故 更為嚴(yán)重。下面, 為大家介紹下導(dǎo)致反應(yīng)釜、蒸餾釜事故發(fā)生的危險(xiǎn) 因素,列舉相關(guān)事故案例,并提出相應(yīng)的安全對(duì)策措施。固有危險(xiǎn)性反應(yīng)釜、蒸餾釜的固有危險(xiǎn)性主要有以下幾個(gè)方面:1、物料反應(yīng)釜、 蒸餾釜中的物料大多屬于危險(xiǎn)化學(xué)品。 如果物料屬于自 燃點(diǎn)和閃點(diǎn)較低的物質(zhì),一旦泄漏后,會(huì)與空氣形成爆炸性混合物, 遇到點(diǎn)火源 (明火、火花、靜電等 ,可能引起火災(zāi)爆炸 ; 如果

2、物料屬于 毒害品,一旦泄漏,可能造成人員中毒窒息。1994年 3月 27日,紹興市某助劑總廠抗靜電劑車間發(fā)生反應(yīng) 釜爆炸, 造成 4人死亡、 8人重傷。 反應(yīng)釜內(nèi)主要是爆炸極限為 3% 100%的環(huán)氧乙烷, 事故主要原因是釜內(nèi)的空氣沒(méi)有被氮?dú)庵脫Q完全, 與環(huán)氧乙烷的混合濃度達(dá)到了爆炸極限。 該廠是一家新成立不久的鄉(xiāng) 鎮(zhèn)企業(yè),所用壓力容器從未經(jīng)過(guò)檢驗(yàn),操作工文化技術(shù)素質(zhì)低,沒(méi)有經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn),根本不了解生產(chǎn)過(guò)程的危險(xiǎn)程度及處置故障的方法。 該項(xiàng)目投產(chǎn)前未經(jīng) " 三同時(shí) " 審查, 沒(méi)有完整的安全操作規(guī)程和技術(shù)措 施, 對(duì)反應(yīng)釜中的空氣是否置換完全無(wú)法通過(guò)儀表顯示, 也沒(méi)有制訂

3、化驗(yàn)測(cè)定程序,工人憑經(jīng)驗(yàn)、感覺(jué)進(jìn)行操作。2. 設(shè)備裝置的制造問(wèn)題 反應(yīng)釜、蒸餾釜設(shè)計(jì)不合理、設(shè)備結(jié) 構(gòu)形狀不連續(xù)、焊縫布置不當(dāng)?shù)?可能引起應(yīng)力集中 ; 材質(zhì)選擇不當(dāng), 制造容器時(shí)焊接質(zhì)量達(dá)不到要求, 以及熱處理不當(dāng)?shù)? 可能使材料韌 性降低 ; 容器殼體受到腐蝕性介質(zhì)的侵蝕,強(qiáng)度降低或安全附件缺失 等,均有可能使容器在使用過(guò)程中發(fā)生爆炸。2007年 12月 1日,河北省保定市某建材有限公司粉煤灰加氣 混凝土砌塊生產(chǎn)車間壓力容器 (蒸氧釜 發(fā)生爆炸,造成 5人死亡、 1人輕傷。據(jù)調(diào)查, 該企業(yè)管理人員擅自改變工藝參數(shù),將蒸氧釜的釜 體與釜蓋連接螺栓的總數(shù)從 60條減至不足 30條,且更換不及時(shí),

4、 對(duì)蒸氧釜的安全閥未及時(shí)進(jìn)行校驗(yàn),長(zhǎng)期超壓、超溫運(yùn)行,導(dǎo)致事故 發(fā)生。2000年 9月 4日,湖南省益陽(yáng)市某生化試劑廠一臺(tái)夾套式搪玻 璃反應(yīng)釜在運(yùn)行過(guò)程中,釜蓋突然沖脫,大量丙酮介質(zhì)噴出,與空氣 混合形成爆炸性氣體,發(fā)生大爆炸,造成 2人死亡、 6人受傷。事故 主要原因是反應(yīng)釜密封面墊圈老化, 運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生泄漏, 工人帶壓 緊固,致使釜蓋脫出,引起爆炸。這臺(tái)反應(yīng)釜為舊壓力容器,使用前 未經(jīng)檢驗(yàn),且違法安裝,操作人員也未經(jīng)培訓(xùn)。操作過(guò)程危險(xiǎn)性反應(yīng)釜、蒸餾釜在生產(chǎn)操作過(guò)程中主要存在以下風(fēng)險(xiǎn): 許多化學(xué)反應(yīng),如氧化、氯化、硝化、聚合等均為強(qiáng)放熱反應(yīng), 若反應(yīng)失控或突遇停電、停水,造成反應(yīng)熱蓄積,反

5、應(yīng)釜內(nèi)溫度急劇 升高、壓力增大,超過(guò)其耐壓能力,會(huì)導(dǎo)致容器破裂。物料從破裂處 噴出,可能引起火災(zāi)爆炸事故 ; 反應(yīng)釜爆裂導(dǎo)致物料蒸氣壓的平衡狀 態(tài)被破壞, 不穩(wěn)定的過(guò)熱液體會(huì)引起 2次爆炸 (蒸汽爆炸 ; 噴出的物料 再迅速擴(kuò)散, 反應(yīng)釜周圍空間被可燃液體的霧滴或蒸汽籠罩, 遇點(diǎn)火 源還會(huì)發(fā)生 3次爆炸 (混合氣體爆炸 。導(dǎo)致反應(yīng)失控的主要原因有:反應(yīng)熱未能及時(shí)移出, 反應(yīng)物料沒(méi) 有均勻分散和操作失誤等。 2007年 3月 16日,江蘇省東臺(tái)市 某化工企業(yè)在利用原生產(chǎn)裝置非法試制新產(chǎn)品乙氧基甲叉基丙二腈 過(guò)程中,蒸餾塔突然爆炸,造成 4人死亡、 1人受傷。導(dǎo)致這起事故 的直接原因是, 乙氧基甲

6、叉基丙二腈粗產(chǎn)品過(guò)度蒸餾, 導(dǎo)致高沸物堵 塞填料層,蒸餾釜內(nèi)壓力增大,發(fā)生物理爆炸,將填料塔下面的塔節(jié) 炸飛,繼而引起物料發(fā)生燃燒和化學(xué)爆炸。 與反應(yīng)容器相連的常壓或低壓設(shè)備, 由于高壓物料竄入, 超過(guò)反應(yīng)容器承壓極限,從而發(fā)生物理性容器爆炸。1991年 8月 22日,河南省平頂山市樹(shù)脂廠發(fā)生的重大火災(zāi)事 故,就是由于聚合工段反應(yīng)釜超壓,當(dāng)班職工緊急處理時(shí),未徹底關(guān) 閉通往泡沫捕集器 (常壓設(shè)備 的閥門,引起爆炸,隨后又引起整個(gè)工 段的可燃性混合氣體爆炸。 如果加熱用的水蒸氣、導(dǎo)熱油,或冷卻用的水漏入反應(yīng)釜、蒸餾 釜, 可能與釜內(nèi)的物料發(fā)生反應(yīng), 分解放熱, 造成溫度壓力急劇上升, 物料沖出,

7、發(fā)生火災(zāi)事故。 物料在蒸餾過(guò)程中, 如果塔頂冷凝器冷卻水中斷, 而釜內(nèi)的物料 仍在繼續(xù)蒸餾循環(huán),會(huì)造成系統(tǒng)由原來(lái)的常壓或負(fù)壓狀態(tài)變成正壓, 超過(guò)設(shè)備的承受能力發(fā)生爆炸。2006年 7月 28日,江蘇省鹽城射陽(yáng)縣鹽城氟源化工有限公司 的爆炸事故, 就是由于在氯化反應(yīng)塔冷凝器無(wú)冷卻水、 塔頂沒(méi)有產(chǎn)品 流出的情況下, 沒(méi)有立即停車, 錯(cuò)誤地繼續(xù)加熱升溫, 使 2,4-二硝基 氟苯長(zhǎng)時(shí)間處于高溫狀態(tài),最終導(dǎo)致其分解爆炸。容器受熱引起爆炸事故反應(yīng)容器由于外部可燃物起火, 或受到高溫?zé)嵩礋彷椛? 引起容 器內(nèi)溫度急劇上升,壓力增大發(fā)生沖料或爆炸事故。1991年 10月 8日 6時(shí) 50分, 江蘇淮陰有機(jī)化

8、工廠中試室, 1臺(tái)生產(chǎn)高分子聚醚的 100L 高壓反應(yīng)釜突然發(fā)生爆炸,連接釜蓋和釜 體的緊固螺栓被拉斷,重量約為 80kg 的釜蓋飛落到離原地 80多米 的地方,高壓反應(yīng)釜上安裝的安全閥、壓力表等也被炸毀。爆炸產(chǎn)生 的氣浪將房頂掀掉,約 20m ³的中試室完全倒塌, 3名操作人員當(dāng)場(chǎng) 被炸死。該起高壓反應(yīng)釜的爆炸是由于超溫超壓引起的, 以環(huán)氧乙烷和環(huán) 氧丙烷為原料生產(chǎn)高分子聚醚的生產(chǎn)工藝要求操作者嚴(yán)格按規(guī)定操 作,在加料時(shí)應(yīng)采用“滴”加法,控制加料量,以避免反應(yīng)劇烈后失 控造成危害。但該廠操作人員違反了操作工藝,采用了“批”加法, 一次投料過(guò)多,反應(yīng)速度過(guò)快。 很多低閃點(diǎn)的甲類易燃液

9、體通過(guò)液泵或抽真空的辦法從管道進(jìn) 入反應(yīng)釜、蒸餾釜,這些物料大多數(shù)屬絕緣物質(zhì),導(dǎo)電性較差,如果 物料流速過(guò)快, 會(huì)造成積聚的靜電不能及時(shí)導(dǎo)除, 發(fā)生燃燒爆炸事故。1993年 3月 30日, 荊州市石化總廠發(fā)生反應(yīng)釜重大爆炸事故, 4人死亡。引發(fā)爆炸的直接原因是環(huán)氧乙烷進(jìn)料速度過(guò)快。在不到 2h 內(nèi),釜內(nèi)進(jìn)料已達(dá) 500kg ,造成環(huán)氧乙烷來(lái)不及與丙炔醇反應(yīng)而在釜內(nèi)積聚，釜內(nèi)壓力迅速上升，高壓氣體急劇噴出，遇靜電發(fā)生爆 炸。進(jìn)料過(guò)快的原因是反應(yīng)釜僅靠操作人員用閥門手動(dòng)控制進(jìn)料速 度，沒(méi)有安裝流量計(jì)。工人不知道投入反應(yīng)釜的主料是什么，應(yīng)該按 什么標(biāo)準(zhǔn)投放。而技術(shù)轉(zhuǎn)讓方竟以技術(shù)保密為由，拒不向石化總

10、廠透 露有關(guān)原料的名稱及用量。 2002 年 4 月 22 日，山西省原平市某化工企業(yè)發(fā)生一起反應(yīng)釜 爆炸事故，造成 1 人死亡、1 人重傷。爆炸沖擊波將約 200m2 車間 預(yù)制板屋頂幾乎全部掀開(kāi)，所有南墻窗戶玻璃破碎，碎渣最遠(yuǎn)飛出約 50m，反應(yīng)釜上封頭 40 條 M20 螺栓全部拉斷或拉脫。事故原因是 反應(yīng)釜卸料過(guò)程中，釜內(nèi)的二硫化碳、異丙醇、氧氣的混合物在 0.2MPa 的表壓下壓放卸料， 當(dāng)物料從法蘭處泄漏時(shí)， 內(nèi)外存在壓差， 泄漏料以一定速度流出，在此過(guò)程中形成靜電。當(dāng)釜內(nèi)液態(tài)物料基本 泄盡時(shí)， 法蘭邊緣的靜電積聚到一定能量并形成放電間隙產(chǎn)生靜電火 花，引燃二硫化碳、異丙醇、氧氣的

11、混合氣體，迅速向反應(yīng)釜內(nèi)回燃 發(fā)生化學(xué)爆炸。 7 作業(yè)人員思想放松，沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故苗頭 反應(yīng)釜一般在常壓或敞口下進(jìn)行反應(yīng)， 蒸餾釜一般在常壓或負(fù)壓 下進(jìn)行操作。有人認(rèn)為，在常壓、敞口或負(fù)壓下操作危險(xiǎn)性不大，往 往在思想上麻痹松懈，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處置突發(fā)性事故的苗頭，最終 釀成事故。實(shí)際上常壓或敞口的反應(yīng)釜，其釜壁承受的壓力要大于釜 內(nèi)承壓的反應(yīng)釜，危險(xiǎn)性也更大一些。 對(duì)于蒸餾釜，如果作業(yè)人員操作失誤，反應(yīng)失控造成管道閥門系 統(tǒng)堵塞，正常情況下的常壓、真空狀態(tài)變成正壓，若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處 置，本身又無(wú)緊急泄壓裝置，很容易發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。2007 年 11 月 27 日江蘇鹽城市聯(lián)化科技有限公司

12、重氮化反應(yīng)釜爆炸事故，就是 因?yàn)橹氐磻?yīng)釜蒸汽閥門未關(guān)死， 在保溫階段仍有大量蒸汽進(jìn)入反 應(yīng)釜夾套，導(dǎo)致反應(yīng)釜內(nèi)溫度快速上升，重氮化鹽劇烈分解，繼而爆 炸。 當(dāng)班操作工人對(duì)釜溫的監(jiān)控不到位， 未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)釜內(nèi)溫度異常， 延誤了處置異常情況的最佳時(shí)機(jī)。 安全對(duì)策措施 反應(yīng)釜最大的作用就是實(shí)現(xiàn)原料聚等過(guò)程，能滿足原料生產(chǎn)過(guò) 程，達(dá)到理想的生產(chǎn)。不過(guò)需要注意的是要規(guī)范操作，如果在使用反 應(yīng)釜的時(shí)候，操作步驟錯(cuò)誤就會(huì)造成損壞，影響生產(chǎn)。下面我們就簡(jiǎn) 單了解一下化工反應(yīng)釜使用注意事項(xiàng)。 一、嚴(yán)格按照制度操作 嚴(yán)格規(guī)范制度操作，這是操作的最基本要求。在操作化工反應(yīng)釜 之前，應(yīng)該了解設(shè)備的規(guī)范操作制度。雖

13、然設(shè)備說(shuō)明書(shū)上提供規(guī)范信 息并不是很詳細(xì)，但是有些必須要遵守的制度一定要做到，才能保證 設(shè)備操作安全。 二、操作前檢查 操作化工反應(yīng)釜之前要檢查，檢查設(shè)備是否有異狀。如果設(shè)備在 正常運(yùn)行中，一定不能將上蓋和觸及板打開(kāi)，以免發(fā)生觸電現(xiàn)象。在 操作的時(shí)候嚴(yán)禁帶壓操作，這樣不僅損壞設(shè)備，同時(shí)有安全危險(xiǎn)。在 氮?dú)庠噳旱倪^(guò)程中，要注重其變化，以免壓力過(guò)高。 三、注重觀察 操作化工反應(yīng)釜的時(shí)候，要注重觀察，觀察每一個(gè)操作步驟。尤 其是反應(yīng)釜加熱到一定穩(wěn)定的時(shí)候， 千萬(wàn)不能和釜體接觸， 以免燙傷。 在實(shí)驗(yàn)完成后，首先要進(jìn)行降溫處理，等待溫度冷卻，以免溫度過(guò)高 造成設(shè)備損壞，此外還及時(shí)拔掉電源。 四、注意保養(yǎng)

14、 設(shè)備操作不僅要注重操作過(guò)程，同時(shí)也要注重設(shè)備保養(yǎng)。設(shè)備保 養(yǎng)并不是容易的事情，只有學(xué)會(huì)了保養(yǎng)，才能使設(shè)備發(fā)揮其較好的性 能，同時(shí)能延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，反之則會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備的操作性能。 注意要點(diǎn)： 避免反應(yīng)釜、蒸餾釜發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，除了要加強(qiáng)安全教育 培訓(xùn)和現(xiàn)場(chǎng)安全管理、 加強(qiáng)設(shè)備的維修保養(yǎng)、 防止形成爆炸性混合物、 及時(shí)清理設(shè)備管路內(nèi)的結(jié)垢、控制好進(jìn)出料流速、使用防爆電氣設(shè)備 并良好接地外，還要嚴(yán)格按安全操作規(guī)程和崗位操作安全規(guī)程操作。 蒸餾操作中要嚴(yán)格控制溫度、壓力、進(jìn)料量、回流比等工藝參數(shù)，通 蒸汽加熱時(shí)閥門開(kāi)啟度要適宜，防止過(guò)大過(guò)猛使物料急劇蒸發(fā)，系統(tǒng) 內(nèi)壓劇升。 要時(shí)刻注意保持蒸餾系統(tǒng)的設(shè)備管道暢通， 防止進(jìn)出管道， 閥門堵塞引起壓力升高造成危險(xiǎn)。 要避免低沸物和水進(jìn)入高溫蒸餾系 統(tǒng)，高溫蒸餾系統(tǒng)開(kāi)車前