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文档简介

1、2020/12/22,1,企业危险化学品事故预防及应急处置,2020/12/22,2,目 录,第三章 危险化学品生产过程的火灾预防 第一节 危险品生产的火灾危险性 1.1 产中可燃物料用量多、储量大 1.2 工艺条件苛刻,状态危险 1.3 工艺过程复杂,控制难度大 1.4 生产过程中的着火源多,2020/12/22,3,目 录,第二节 生产工艺的火灾危险性分类 2.1 影响生产工艺火灾危险性分类的因素 2.2 生产工艺火灾危险性的分类方法 2.3 确定生产工艺火灾危险性类别时应注意的问题 第三节 危险品生产的基本防火措施 3.1 控制和消除可燃物,防止形成遇火既燃的危险状态 3.2 严格清洗或

2、置换,2020/12/22,4,目 录,3.3 惰性介质保护 3.4 严格控制投料 3.5 控制超量有害杂质积累和副反应的形成 3.6 控制可燃物料的排放 3.7 正确选择操作条件 3.8 改革生产工艺,用不燃或难燃物料取代易燃物料 3.9 管理控制好生产部位的易燃危险物料和产品 3.10 控制电火花 3.11 控制磨擦热及其他因素 3.12 早发现,早排除,早控制,防止蔓延扩大,2020/12/22,5,第三章 危险化学品生产过程的火灾预防,由于危险品本身的火灾危险性很大, 在生产过程中又都是散状存在于设备、管 道或容器内的;加之有些生产又是高温、 高压或低温、负压条件下进行,火灾危险 性更

3、大。因此,研究危险品防火必须从危 险品的生产开始。,2020/12/22,6,第一节 危险品生产的火灾危险性,根据物质燃烧的要素、条件和火灾 的成灾机理分析,危险品生产的火灾危 险性主要表现在以下几个方面。,2020/12/22,7,1.1 生产中可燃物料用量多、储量大,现代工业生产,特别是化学工业生产,一般 都是连续的。为了保证生产正常、连续、稳定地 进行,需要根据生产规模的要求,储存一定量的 原料、中间产品和产品。装置的规模越大,物料 的储存量也就越大。以年产3.5104t 顺丁橡胶 的生产为例,日产橡胶100t,用丁烯作原料,日 耗丁烯约200t,在装置中循环的汽油达1000t;,202

4、0/12/22,8,一个供应2.510万户的中型液化石油气储配 站,液化石油气的年储量达(0.52)104t以 上;在一个日产30万桶成品油的炼油厂,原油的 需要量是200104m3,加之成品油在内,油 品的存储量可以达400104m3。由基本防火原 理可知,生产、储存的可燃物越多,其火灾危险 性就越大。这些处理量巨大的易燃物料的加工、 储存等生产,必然会带来更大的火灾危险性。,2020/12/22,9,1.2 工艺条件苛刻,状态危险,在工业生产中,为了提高效率,降低消耗, 对生产工艺提出了更高的要求,有的是相当苛刻 的条件,因而火灾危险性也大大增加。例如,我 国以轻油为原料的大型合成氨装置的

5、一段、二段 转化炉的管壁温度达900以上,压力达3MPa; 石油裂解炉内的温度达8001000;生产合成 氨、合成甲醇的反应压力都在10MPa以上、液氧,2020/12/22,10,等采用200的低温输送,金属钠的液态输送 需要使用595的耐高温泵,空气分离制氧需要 流程温度低至170等。然而,高压会使物质 的爆炸极限范围变宽,更易着火或爆炸,易使设 备材料损坏,使可燃物料泄漏机会增 多;高温系 统,如果温度超过物料的自燃点,一旦泄漏到空 气中即会自燃起火;低温会使设备材质变脆易,2020/12/22,11,破,混入或生成的高凝固点的物质会凝结堵塞管 道,加之生产中所使用的机械设备,因技术条件

6、 的限制,在耐腐蚀、耐高温,耐高压及密封性 上,尚存在的因化学腐蚀或材质不合乎要求所造 成的机械性能强度的变化等问题,都可能对设备 的强度和密闭性产生影响而成为火灾隐患。,2020/12/22,12,化工生产中,对投料速度、配比等也都相当 严格,在操作中如投料速度过快,配比控制不好 或搅拌中断、冷却水不足等,都有可能使反应温 度升高或使压力猛增而造成着火或爆炸事故。所 以,对某些生产来讲,工艺条件要求越高,火灾 危险性也就越大。例如,乙烯的爆炸极限为2.7 36,而在乙烯与空气氧化制取环氧乙烷的 生产中,需要在浓度为3的爆炸极限范围之内,2020/12/22,13,温度为260280和在银触媒

7、存在下进行,这 时若操作稍有失误,致使反应器内的温度升高, 超过了乙烯的自燃点(490),即会发生设备 大爆炸;再如,氨的自燃点为651,在100 下的爆炸极限为14.529.5,而在氨与空气 氧化制取硝酸的生产中,氨气与空气需要预热至 100,在1012的浓度、800的高温和 铂,铑金属网为触媒存在的条件下生产,该操作,2020/12/22,14,温度超过氨的自燃点149,配比浓度已接近于 氨的爆炸下限,在操作中倘若液氨末雾化好,有 雾滴进入反应器内,或由于其他因素使氨的浓度 升高至爆炸浓度,都有可能发生大爆炸;另外, 在合成氨的生产中,原料气中的含氧量达2以 上时即有爆炸危险。 以上这些刻

8、苛的工艺条件,都公给危险品生 产带来相当大的火灾危险性。,2020/12/22,15,1.3 工艺过程复杂,控制难度大,随着科学技术的进步,各种产品的生产都竟 相采用最新的工艺、最新的技术和最简化的流 程。生产路线的增加,使得同一产品可以用不同 的原料以不同的生产方法获得。如丁二烯的生产 可以用乙醇、乙烯、丙烯、丁烷、丁烯和石油裂 解气等6种原料以9种不同的生产方法获得。由 于原料、设备及操作条件不同,即给生产工艺增 加选择性,也给防火技术带来复杂性,且原料、,2020/12/22,16,中间体及其产品的储存、使用和输送都增添了新 的火灾危险因素;同时,也给设备带来了更加复 杂的火灾危险条件。

9、尤其是化工生产,从原料、 中间产品到成品,大都具有着火、爆炸、毒害、 腐蚀、辐射等危险性,工艺过程复杂多变,加之 高温、高压、高速、深冷等极限条件的存在,更 增加了因设备破裂、泄漏、喷出和腐蚀等发生着 火或爆炸的几率。对于连续化生产来说,系统发,2020/12/22,17,生大爆炸的可能性也会增大。如在生产中开错一 个阀门,看错一个数据,就有可能带来一场灾难 性后果,甚至会造成一个地区、一个或几个工业 部门不可弥补的损失。与此同时,自动控制设备 的应用、计算机的控制与管理进入生产操作领域 等,都与原来的操作和管理技术有着明显的不同, 人们的认识也不可能完全跟上,对自动化的防火 技术措施也不可能

10、很快完善,一些预想不到的原 因所引起的火灾事故或从前发生过的火灾事故都 有可能发生。,2020/12/22,18,1.4 生产过程中着火源多,在工业生产过程中,能够引起物料失火的着 火源很多,常见的有:高热物体及高温表面、绝 热压缩热、化学反应热、静电火花、电气火花、 冲击与磨擦热、自然发热、熬炼焊割、各种明火 及阳光射线等。可以这样认为,在可燃物存在的 生产中,着火源越多,火灾危险性越大。化工生 产过程中的着火源不仅多,而且具有隐藏性、潜 伏性,不易被人们察觉,很容易由不知不觉的着,2020/12/22,19,火源引起爆炸。如某厂因职工穿着腈纶服装,在 有汽油蒸气的场所活动引起了爆炸,当场炸

11、死6 人,重伤15人,经济损失38万余元;某化工厂一 职工在用锤子敲击一报废的过氧化二苯甲酰缓冲 罐时发生了爆炸,在场的3名工人当即炸死,远 外的数名工人被击伤。另外,随着电气化的发 展,用电设备的增多,因电器设备安装使用不 当、连接点接触不良、年久失修、绝缘老化、线 路短路等所致的电器火花引起的火灾显著增多。,2020/12/22,20,第二节 生产工艺的火灾危险性分类,2.1 影响生产工艺火灾危险性分类的因素 生产工艺火灾危险性的大小,除了受物 料(物品)本身火灾危险性的因素影响外,还受以 下几个因素的影响。,2020/12/22,21,1生产工艺条件 生产工艺的条件的影响因素主要包括压力

12、、 氧含量和所用的催化剂、容器设备及装置的导热 性和几何尺寸等因素。如:汽油在0.1MPa下的 自然点为480,而在25MPa下的自燃点为50; 又如酒精自然点,在铁管中为742,在石英管 中为641,在玻璃瓶中为421,在钢杯中为 391,在铂坩埚中为518。同时,有的产品,2020/12/22,22,的生产工艺条件需要在接近原料爆炸浓度下限或 在爆炸浓度范围之内生产,有的则需要在接近或 高于物料自燃点或闪点的温度下生产,这样就更 增加了物料本身的火灾危险性,故物料在这种工 艺条件下的火灾危险性就大于本身的火灾危险 性。所以,物料的易燃性、氧化性及生产条件, 是决定生产工艺火险类别的重要的因

13、素。,2020/12/22,23,2生产场所可燃物料的存在量 在生产场所如果存在的可燃物料多,那么,其火灾 危险性就大;反之,如果可燃性物料的量特别少,少至 当气体全部放出或液体全部气化也不能在整个厂房内达 到爆炸极限范围,可燃物全部燃烧也不能使建筑物起火 造成灾害,那么其火灾危险性就小。如机械修理厂或修 理车间,虽然经常要使用少量的汽油等易燃溶剂清洗零 件,但不致因此而引起整个厂房的爆炸。可见,其火灾 危险性就比大量使用汽油等甲类溶剂的场所小。,2020/12/22,24,在通常条件下,生产中的原料、成品并不是 都十分危险,但当生产条件和状态改变了,就可 能变成十分危险的生产。如何燃的纤维粉

14、尘在静 置时并不危险,但在生产时,若粉尘悬浮在空中 与空气形成了爆炸性混合物,遇火源便会着火或 爆炸。其原因就是由于这些细小的纤维、粉尘表 面吸咐包围了大量的氧气,当遇激发能源时,便 会发生爆炸。如某港口粮食筒仓,由于风焊作业,2020/12/22,25,使管道内的粉尘发生爆炸,引起了21个小麦筒仓 爆炸,损失达30多万元;另外,有些金属如铝、 锌、镁等,在块状时并不易燃,但在粉尘状态时 则能爆炸起火,如某厂磨光车间因通风吸尘设备 和风机制造不良,叶轮不平衡,使叶轮上的螺母 与进风管磨擦发生火花,引燃吸尘管道内的铝粉 发生了猛烈爆炸,炸坏了车间及邻近的厂房,并 造成了人员伤亡。,2020/12

15、/22,26,对可燃液体的雾滴也是不可忽视的。1966 年日本群马县利根河上游的水利发电厂发生了一 起猛烈的爆炸事故。据调查分析,该建筑物内有 一个为调整输出80KW的水利发电机进水阀用的 压油缸,该缸在事故之前大约是在1.8MPa的压 力。据计算,空气从常压绝热压缩至7.0MPa的 压力。据计算,空气从常压绝热压缩7.0MPa, 其瞬间的温度可上升到700以上,而该缸内油,2020/12/22,27,的自燃温度是235,且缸内的高压空气中氧的 密度是相当高的,故使缸内的油着火。由于着火 使缸内压力异常上升,人孔法兰盖的垫片被开, 雾状油从这个间隙喷出,当达到爆炸浓度后,浮 游状态的油雾滴在空

16、气中发生了猛烈爆炸,当场 炸死3人,其余人员被冲击波推出发生了骨析或 被烧成重伤。由此可见,油雾滴在悬浮状态时, 其火灾危险性也很大的。,2020/12/22,28,2.2 生产工艺火灾危险性的分类方法,为了便于对各种生产工艺的消防安全管理, 有效地控制火灾的发生,我国建筑设计防火规 范(GBJ161987)在充分考虑了以上各种 影响因素的基础上,按照生产过程火灾危险性的 大小,将生产工艺的火灾危险性按顺序分为以下 5个类别。,2020/12/22,29,1甲类: 甲类生产的火灾危险性特征是指使用或产生 下列物质的生产。 (1)闪点28的液体。如:闪点28的 油品和有机溶剂的提炼回收或洗涤工段

17、及其泵房, 橡胶制品的涂胶和胶桨部位,二硫化碳的粗馏、 精馏工段及其应用部位,青霉素提炼部位,原料 药厂非常纳西汀车间的烃化、回收及电感精馏部 位,皂素车间的抽提、结晶及过滤部位,冰片精,2020/12/22,30,制部位,农药厂的乐果厂房,敌敌畏的合成厂 房,磺化洗糖精厂房,氯乙醇厂房,环氧乙烷、 环氧丙烷工段,苯酚厂房的磺化、蒸馏部位、焦 化厂吡啶工段,胶片厂片基厂房,汽油加铅室, 甲醇、乙醇、丙酮、丁酮、异丙醇、醋酸乙酯、 苯等合成或精制厂房,集成电路工厂的化学清洗 间(使用闪点28的液体),植物油加工厂的 浸出厂房等。,2020/12/22,31,(2)爆炸下限10的气体。如:乙炔站,

18、氢气 站,石油气体分馏(或分离)厂房,氯乙烯厂房,乙烯 聚合厂房,天燃气、石油伴生气、矿井气、水煤气或焦 炉煤气的净化(如脱硫)厂房,压缩机室及鼓风机室, 液化石油气灌瓶间,丁二烯及其聚合厂房,醋酸乙烯厂 房,电解水或电解食盐水厂房,环乙酮厂房,乙基苯和 苯乙烯厂房,化肥厂的氢氮气压缩厂房,半导体材料厂 使用氢气的拉晶间,硅烷热分解室、液氯灌瓶间等。,2020/12/22,32,(3)常温下能自行分解或在空气中氧化即能 导致迅速自燃或爆炸的物质。如硝化棉厂房及其 应用部位,赛璐珞厂房,黄磷制备厂房及其应用 部位,三乙基铝厂房,染化厂某些能自行分解的 重氮化合物生产,甲胺厂房,丙烯腈厂房等。,2

19、020/12/22,33,(4)常温下受到水或空气中水蒸气的作 用,能产生可燃气体并引起着火或爆炸的物质。 如:金属钠、钾的加工厂房及其应用部位,聚乙 烯厂房的一氯二乙基铝部位,三氯化磷厂房,多 晶硅车间的三氯氢硅部位,五氯化磷厂房等。,2020/12/22,34,(5)遇酸、受热、撞击、磨擦、催化,以 及遇有机物或硫磺等易燃的无机物,极易引起燃 烧或爆炸的强氧化剂。如:氯酸钠、氯酸钾厂房 及其应用部位,过氧化氢厂房,过氧化纳、过氧 化钾厂房,次氯酸钙厂房等。,2020/12/22,35,(6)受撞击、磨擦或与氧化剂、有机物接触 时能引起着火或爆炸的物质。如:赤磷制备厂房 及其应用部位、五硫化

20、二磷厂房及其应用部位。 (7)在密闭设备内操作温度等于或超过物质 本身自燃点生产。如:洗涤剂厂房的石蜡裂解部 位、冰醋酸裂解厂房等。,2020/12/22,36,2乙类: 乙类生产的火灾危险性特征是指使用或产生 下列物质的生产。 (1)闪点28至60的液体。 如闪点 28至60的油品和有机溶剂的提炼、回收, 洗涤部位及其泵房,松节油或松香蒸馏厂房及其 应用部位,醋酸酐精馏厂房,已内酰胺厂房,甲 酚厂房,氯丙醇厂房,樟脑油提取部位,环氧氯 丙烷厂房,松节油精制部位,煤油灌桶间等。,2020/12/22,37,(2)爆炸上限10的气体。如:一氧化 碳压缩机室及其净化部位,发生炉煤气的净化部 位,氨

21、压缩机房等。 (3)不属于甲类的氧化剂。如:发烟硫酸或 发烟硝酸浓缩部位,高锰酸钾厂房,重铬酸钠( 红钒纳)厂房等。 (4)不属于甲类的化学易燃固体。如:樟脑 或松香提炼厂房,硫磺回收厂房,焦化厂精苯厂 房等。,2020/12/22,38,(5)氧化性气体。如:氧气站、空分厂房 等。 (6)能与空气形成爆炸性混合物的浮游状态 的粉尘、纤维,闪点60的液体雾滴。如:铝 粉或镁粉厂房,金属制品抛光部位,煤粉厂房, 面粉厂的研磨部位,活性炭制造及再生厂房,谷 物筒仓工作塔,亚麻厂除尘器和过滤室等。,2020/12/22,39,3丙类: 丙类生产的火险特征是指使用或产生下列物质的生 产。 (1)闪点6

22、0的液体。如:闪点60的油品和 有机液体的提炼、回收工段及其抽送泵房,香料厂的松 油醇、乙酸松油酯部位,苯甲醇厂房,苯乙酮厂房,焦 化厂焦油厂房,甘油、桐油的制备厂房,油浸变压器 室,机器油或变压器油灌桶间,柴油灌桶间,润滑油再 生部位,配电室(第台装油量60kg的设备)沥青加工 厂房,植物油加工厂的精炼部位等。,2020/12/22,40,(2)可燃固体。如:煤、焦炭、油母岩的筛分、运 转工段和栈桥或储仓,木工厂房,竹、藤加工厂房,橡 胶制品的压延、成型和硫化厂房,针织品厂房,纺织、 印染,化纤生产的干燥部位,服装加工厂房,棉花加工和 打包厂房,造纸厂备料、干燥厂房,印染厂成品厂房、 麻纺厂

23、粗加工厂房,谷物加工厂房,卷烟厂的切丝、卷 制、包装厂房,印刷厂的印刷厂房,毛涤厂选毛厂房, 电视机、收音机装配厂房,显像管厂装配工段烧枪间, 磁带装配厂房,集成电路工厂氧化扩散间、光剂间,泡 沫塑料厂的发泡、成塑、印片、压花部位,饲料加工厂 房等。,2020/12/22,41,4丁类: 丁类生产的火灾危险性特征是指具有下列情况的生 产。 (1)对不燃物料进行加工,并在高热或溶化状态下 经常产生强辐射热、火花或火焰的生产。如金属冶炼、 锻造、铆焊、热轧、铸造、热处理厂房等。 (2)利用气体、液体、固体作为燃料,或将气体、 液体燃烧做其他使用的各生产。如:锅炉房,玻璃原料 熔化厂房,灯丝烧拉部位

24、,保温瓶胆厂房,陶瓷制品的,2020/12/22,42,烘干、烧成厂房,蒸汽机车库,石灰焙烧厂房, 电石炉部位,耐火材料烧成部位,转炉厂房,硫 酸车间焙烧部位,电极煅烧工段,配电室(每台 装油量60kg的设备)等。 (3)常温下使用或加工难燃物质的生产。如: 铝塑材料的加工厂房,酚醛泡沫塑料的加工厂房, 印染厂的漂炼部位,化纤厂后加工润湿部位等。,2020/12/22,43,5戊类: 戊类生产的火险特征是指常温下使用或加工 不燃物质的生产。如:制砖车间,石棉加工车 间,卷扬机室,水等不燃液体的泵房、阀门室及 净化处理工段,金属(镁合金除外)冷加工车 间,电动车库,钙、镁、磷车间(培烧炉除外),

25、 造纸厂或化学纤维厂的桨粕蒸煮工段,仪表、器 械或车辆装配车间,氟里昂厂房,水泥厂的转窑 厂房,加气混凝土厂的材料准备、构件制作厂房 等。,2020/12/22,44,2.3 确定生产工艺火灾危险性类别时应注意的问题,在确定生产工艺的火灾危险性类别时,要认 真分析和全面了解生产过程中所使用的原料、半 成品及产品的理化特性和火灾危险性及生产中使 用火灾危险物质的品种、数量、装置及工艺过程 和生产工艺条件情况等,并把这些情况综合起来 进行评定。,2020/12/22,45,1.当一座厂房或一露天生产区域,或一防 火分区内存在着两种或两种以上不同性质的生产 工艺时,其火灾危险性类别,应按火灾危险性较

26、 大的部分确定。但是,如果火灾危险性较大部分 占本层或本防火区面积的比例小于5(丁、戊 类生产厂房的油漆工段或露天生产装置、设备区 小于10)且发生事故时不足以蔓延到其他或采 取防火措施能防止蔓延时,其火险类别可以按火 灾危险性较小的部分确定。,2020/12/22,46,2.当丁、戊类生产厂房的油漆工段采用封 闭喷漆工艺时,若封闭喷漆空间内保持负压,且 油漆工段设置可燃气体浓度报警系统或自动抑爆 系统时,油漆工段占其所在防火分区面积的比例 可适当增大,但不应超过20。例如,在一栋防 火分区最大允许占地面积不限的戊类汽车总装厂,2020/12/22,47,房中,喷漆工段占装厂房的面积比例不足1

27、0 时,其生产的火险类别仍属戊类。但若喷漆工艺 有了很大的改进和提高,并采取了行之有效的防 护措施,满足了以上所述的3个前提条件,使生 产过程中的火灾危害减少,那么其所占防火分区 面积的比例可适当提高,但不应超过20。,2020/12/22,48,3.当厂房或实验室内存放的甲、乙类危 险品量与建筑物的单位容积比值过小时,其火灾 危险性类别可按较小的确定,但必须满足表51 所限定的条件。可不按物料的火灾危险特性确定 生产工艺。,2020/12/22,49,实践证明,对于容积较大的厂房或实验室, 单凭着房间内“单位容积和最大允许量”一个指标 来控制是不够的。因为有些厂房或实验室内尽管 单位容积的最

28、大允许量指标不超过表5-1的规 定,但也会有相对集中放置较大量的甲、乙类危 险品的可能,而这些危险品一旦发生火灾是难以 控制的,所以表51中专门规定了最大允许存在 甲、乙类危险品总量的指标。这个指标在执行中 是不能突破的。,2020/12/22,50,石油化工工艺装置或装置内单元的火 灾危险性分类举例和液化烃、可燃气体、 气体、固体的火灾危险性举例见表52和 表53所示。,2020/12/22,51,表5-1火灾危险性类别的最大允许量,2020/12/22,52,表5-1火灾危险性类别的最大允许量(续),2020/12/22,53,表5-1火灾危险性类别的最大允许量(续),2020/12/22

29、,54,注: (1)单位容积的最大允许量是指非甲、乙类生 产厂房或实验室内使用甲乙类物品的两个控制指 标之一。厂房或实验室内使用甲乙类物品的总量 同其室内容积之比,应小于此值。即:甲、乙 类物品的总量(L、)/厂房或实验室的容积 m3)单位容积的最大允许量甲、乙类危险 品按气、液、固三态分别说明其确定的数值。,2020/12/22,55,(2)气态甲、乙类危险品。当生产厂房及实验 室内使用可燃气体与空气所形成的混合气体低于 爆炸下限的5%,则可不按甲、乙类火灾危险性予 以确定。这是考虑一般可燃气体质量浓度报警器 的控制指标是爆炸下限的25%。当达到这个值时 就发出报警也就认为是不安全的。这里采

30、用 5% 这个数值是考虑在一个较大的厂房及实验室内, 可燃气体的扩散是不均匀的,可能形成局部爆炸 危险。拟定这个局部占整个空间的20%,则有: 25%x20%=5%。,2020/12/22,56,由于生产中使用或产生的甲、乙类可燃气体 的种类较多,在本表中不可能一一列出,故对于 爆炸下限10%的乙类可燃气体取5L/m3单位 容积最大允许量。,2020/12/22,57,(2)液态甲、乙类危险品。在厂房或实验室内少 量使用液态的甲、乙类危险品,要考虑其全部挥发后弥 漫在整个厂房或实验室内,与空气的混合比是否低于爆 炸下限的5%。低者则可不按甲、乙类火灾危险性进行确 定。对于任何一种甲、乙类液体,

31、其单位体积(L)全部 挥发后的气体体积可按下式进行计算: V=829.52B/M(L) 式中:V气体体积,L; B液体密度,g/mL; M挥发性气体的密度,无量纲。,2020/12/22,58,(3)固态(包括粉状)甲、乙类危险 品。表3-1中,金属钾、金属钠、黄磷、赤 磷、赛璐珞板等固态甲、乙类危险品和镁 粉、铝粉等粉状乙类危险品的单位容积的 最大允许量是参照国外有关消防法规确定 的。,2020/12/22,59,表5-2 石油化工生产装置或装置内单元的火灾危险性分类举例,2020/12/22,60,表5-2 石油化工生产装置或装置内单元的火灾危险性分类举例(续),2020/12/22,61

32、,表5-2 石油化工生产装置或装置内单元的火灾危险性分类举例(续),2020/12/22,62,表5-2 石油化工生产装置或装置内单元的火灾危险性分类举例(续),2020/12/22,63,表5-2 石油化工生产装置或装置内单元的火灾危险性分类举例(续),2020/12/22,64,表5-2 石油化工生产装置或装置内单元的火灾危险性分类举例(续),2020/12/22,65,表5-2 石油化工生产装置或装置内单元的火灾危险性分类举例(续),2020/12/22,66,表5-2 石油化工生产装置或装置内单元的火灾危险性分类举例(续),2020/12/22,67,表5-2 石油化工生产装置或装置内

33、单元的火灾危险性分类举例(续),2020/12/22,68,表5-3 液化烃、可燃液体、气体、固体的火灾危险性分类举例,2020/12/22,69,表5-3 液化烃、可燃液体、气体、固体的火灾危险性分类举例(续),2020/12/22,70,表5-3 液化烃、可燃液体、气体、固体的火灾危险性分类举例(续),2020/12/22,71,表5-3 液化烃、可燃液体、气体、固体的火灾危险性分类举例(续),2020/12/22,72,第三节 危险品生产的基本防火措施,为了保证危险品生产的防火安全,根 据物质燃烧的成灾机理,以及防止燃烧条 件的形成和破坏已经形成的燃烧条件的原 理,危险品生产应当采取以下

34、安全防火措 施。,2020/12/22,73,3.1 控制和消除可燃物,防止形成遇火既燃的危险状态,为防止可燃物与空气或其他氧化剂作用形成 遇火即燃的危险状态。危险品在生产过程中,首 先,应加强对可燃物的管理和控制,利用不燃或 难燃物料取代可燃物料,不使可燃物料泄露和聚 集形成爆炸混合物;其次是防止空气和其他氧化 性物质进入设备内,或防止泄漏的可燃物料与空 气混合。其措施可分述如下。,2020/12/22,74,1爆炸危险场所加强通风 爆炸危险场所是指能够散发可燃气体、蒸 气、粉尘,并易与空气混合形成爆炸性混合物的 场所。为了不使泄露和扩散的可燃物料积累达到 爆炸浓度范围,这种爆炸危险场所必须

35、采取有效 的通风措施。通风可分为自然通风和机械通风 (也称强制通风)两类,其中机械通风又可分为 排风和送风两种。其防火要求是:,2020/12/22,75,(1)正确设置通风口的位置。比空气轻的可燃气体 和蒸气的排风口应设在室内建筑的上部,比空气重的可 燃气体的排风口应设在下部。 (2)合理选择通风方式。通风方式一般宜采取自然 通风,但自然通风不能满足要求时应采取机械通风。如 木工车间和机械车间的喷漆工房(或部位),油漆厂的 过滤、调漆工段,机加工车间的汽油洗涤工房等,都应 有强有力的机械排风设施;乙烯压缩机房,酸性蓄电池 的开口式充电房等,都应有一定的送风设施。,2020/12/22,76,

36、(3)散发可燃气体或蒸气的场所内的空气不 可再循环使用。其排风和送风设施应设独立的 通风室;散发有可燃粉尘或可燃纤维的生产厂 房内的空气,需要循环使用时应经过净化处 理。,2020/12/22,77,2.可燃物料设备防止泄露和空气渗入 可燃液体具有流动性,可燃气体和蒸气具有 扩散性,可燃粉尘在空气中也容易扩散、漂浮、 和沉浮(如面粉)。这些可燃物如果使用、生产 输送和储存的设备、容器和管道密封不好,就会 外溢形成跑、冒、滴、漏现象,以致在空气中形 成爆炸性混合物;当使用负压条件操作时,如果 密封不好,空气还会渗入设备内,与可燃气体或,2020/12/22,78,蒸气形成爆炸性混合物,遇到火源发

37、生爆炸。渗 漏的发生,一般多在设备、管道、管件的连接 处,设备的封盖头、入孔盖、观察孔、液位计、 取样口以及其他主体的连接处,设备转轴与壳体 的密封处等。为了保证设备、管线的密闭性,通 常应采取如下措施:,2020/12/22,79,(1)正确选择连接方法。由于焊接连接在强 度和密封性能上效果都比较好,所以,要求可燃 气体、液化烃、可燃液体的金属管道的连接,除 与设备管嘴法兰、法兰阀门,高粘度、易黏结的 聚合淤浆液和悬浮液等易堵塞的管道,凝固点高 的液体石蜡、沥青、硫磺等管道,以及停工检修 需拆卸的管道可采用法兰连接外,其余均应采用,2020/12/22,80,焊接连接。由于直径25mm的上述

38、管道焊接 度不佳,且易将焊渣掉落管内引起管道堵塞,故 应采取承插焊管件连接,或采用锥管螺纹连接。 但当采用锥管螺纹连接时,对有强腐蚀性介质, 尤其是含氟化氢等易产生缝隙腐蚀性介质的管 道,不得在螺纹处施以密封焊,否则一旦泄露, 后果不堪设想。,2020/12/22,81,(2)正确选择密封垫圈。密封垫圈的选择应 根据工艺温度、压力和介质的性质选用。一般工 艺可采用石棉橡胶垫圈;在高温、高压和强腐蚀 性介质中,宜采用聚四氟乙烯等耐腐蚀塑料或金 属垫圈,最近许多有机泵改成端面机械密封,防 漏效果较好,应优先选用;如果采用填料密封仍 达不到要求时,可加水封和油封。,2020/12/22,82,(3)

39、注意检漏、试漏和维修。设备系统投产 使用前或大修后开车前,应结合水压实验用压缩 空气或氮气做气密性试验,发现渗漏及时修补。 在使用当中的检漏方法可用肥皂水喷涂在焊缝、 法兰连接处,如发现起泡即为渗漏。亦可根据设 备内物质的特性采取相应的试漏办法,如设备内,2020/12/22,83,有氯气和盐酸气,可用氨水在设备各部试熏,产 生白烟处即为漏点;如设备内有酸性或碱性气 体,可利用pH试纸试漏。设备在平时要注意检 查、维修、保养,如发现配件、填料破损要及时 维修或更换,及时紧固松弛的螺丝,以切实减少 和消除泄露现象。,2020/12/22,84,3.2 严格清洗或置换,对于加工、输送、储存可燃气体

40、的设备、容 器和管路、机泵等,在使用前必须用惰性气体置 换设备内的空气。否则,原来留在设备内的空气 便会与可燃气体形成爆炸性混合物。在停车前, 也应用同样的方法置换设备内的可燃气体,以防 止空气进入形成爆炸性混合物。特别是在检修中 可能使用和出现明火或其他着火源时,设备内的,2020/12/22,85,可燃气体或易燃蒸气,必须经置换并分析合格后 才能进行检修。对于盛放过易燃液体的桶,罐或 其他容器,动火焊补前,还必须用水蒸气或水将 其中残余的液体及沉淀物彻底清洗干净并分析合 格。置换、清洗和动火分析均应符合动火管理的 有关要求,并严格执行操作规程。,2020/12/22,86,3.3 惰性介质

41、保护,用惰性介质保护是防止形成爆炸混合物的重 要措施。工业生产中常用的惰性气体有氮气、二 氧化碳、水蒸汽及烟道气等。在防火技术上常在 以下几种场合使用。 1.易燃固体的粉碎、筛选处理及粉末输送 时,一般用惰性气体进行覆盖保护。 2.在处理(包括开工、停工、动火等)易燃 易爆物料的系统时作为置换使用。,2020/12/22,87,3.易燃液体利用惰性气体进行冲压输送时, 如油漆厂的热恋车间,油料由反应釜反应完毕后 用二氧化碳气体压送到兑稀罐等。 4.在有爆炸危险的场所,对有可能引起火花 的电气设备、仪表等(除有防爆性能的外)采用 充氮气正压保护。 5.当发生易燃易爆物料泄漏或跑料时,用惰 性气体

42、冲淡、稀释,或着火时用其灭火等。,2020/12/22,88,3.4 严格控制投料,在反应应器内,如若投料控制不好,也极易 形成爆炸性混合物。如在氨氧化制取硝酸的生产 中,氨与空气混合进行氧化反应,其配比临近爆 炸极限下限,配比若有失误易达到爆炸极限。因 此,反应物料的浓度、流量都应准确分析和计 量。对于连续化程度高、危险性大的生产,在开 始投料时要特别注意其配比,并尽量减少开、停 车次数。,2020/12/22,89,催化剂对反应速度的影响很大,若有配比失 误,多加了催化剂也有可能发生危险。尤其是对 可燃物与氧化性物料进行反应的生产工艺,特别 要求控制氧化性物料的投料量。对在一定配比浓 度下

43、可形成爆炸混合物的生产,其配比浓度应控 制在爆炸浓度之外,如因工艺条件限制必须在爆 炸浓度范围内生产时,应加以惰性气体保护,且 其操作温度绝对不许接近和达到物料的自燃点。,2020/12/22,90,在化工生产中,投料顺序的错误也可形成爆 炸危险状态,故投料的顺序应有严格的要求。在 一般情况下,当可燃物料与氧化性物料在同一设 备内进行混合反应时,应先投可燃性物料,后投 氧化性物料,其顺序不可颠倒。例如,氯化氢的 合成应先投氢后投氯;三氯化磷的氯化应先投磷 后投氯,因为氯的氧化性很强,后投了还原性很,2020/12/22,91,强的氢和磷时,极易形成爆炸介质而发生爆炸。 又如,由2,4二氯酸和对

44、硝基氯苯加碱生产除 草醚时,三种原料必须同时加入,加入少加了对 硝基氯苯,2,4二氯酸和碱就生成二氯酸钠 盐,二氯酸钠盐 在240的条件下即能分解爆炸 等。为了防止误操作颠倒投料顺序,可将进料阀 门进行联锁控制。,2020/12/22,92,3.5 控制超量有害杂质积累和副反应的形成,在许多化学反应中,由于物料中有害危险杂 质的存在(积累、增加)会导致副反应、过反应 的发生而形成爆炸性混合物。因此,在化工生产 中,原料、成品的质量是保证防火安全的重要条 件。 (1)限制原料中有害在质的量。如用乙炔和氯 化氢生产氯乙烯的生产中,原料氯化氢中常常存 在一些有害的游离氯,当游离氯过量时易与乙炔 生成

45、四氯乙烷并着火或爆炸,因此氯化氢和游离,2020/12/22,93,氯一般不允许超过0.005;电石中的磷(以磷 化钙的形式存在)含量过多时,与水后会发生与 空气可自然的磷化氢,可导致乙炔空气混合 物的爆炸,所以要求电石中含磷不准超过0.08 ;又如,在食盐水电解时,如果水中含NH4 离子过多,在电解时会在氯气一方生成易自燃的 三氯化氮,这些易自燃物质若混入氯气总管中, 在氯气加压液化时,会越积越多,当达到一定浓 度时就有爆炸危险。,2020/12/22,94,因此,生产中所用的原料、半成品等都应确 保其纯度。生产增白剂原料DSD酸时,原料对硝 基苯的含水太多会与硫酸反应,并由于放热太多 会与

46、硫酸反应,并由于放热太多而引起爆炸,故 对硝基苯的含量规定不超过0.1。四氟乙烯即 使在低温和含氧较低的情况下,也可能生成四氟 乙烯的过氧化物在振动、撞击或摩擦、受热等因,2020/12/22,95,素触发下会发生爆炸;同时,四氟乙烯过氧化物 的爆炸又可引起四氟乙烯单体发生歧化反应,造 成更剧烈的爆炸,且四氟乙烯的自聚物和过氧化 物固体又可能造成管道堵塞。因此,反应体系中 不得有四氟乙烯过氧化物存在,在拆装和开启气 动阀时亦应特别小心。,2020/12/22,96,(2)防止反应系统中有害杂质滞留积累。在 反应系统中,一些有害杂质如若未清除干净,也 许初时无影响,但在物料循环中,可能越积越 多

47、,以致形成爆炸危险,最终导致设备的爆炸。 如在高压合成甲醇生产中,若氧气存在太多会导 致整个系统的爆炸,所以甲醇中氧气含量应控制 在13 15,循环系统的惰性气体量应控制,2020/12/22,97,在一定范围之内。为防止其他爆炸介质的积累, 在甲醇分离器后设置放空管,控制一定的排气 量;如空气分馏制氧生产中,乙炔、甲烷、一氧 化碳、臭氧、油滴、油雾等一旦进入空分装置, 就会在装置内积累,当达到危险浓度时即会导致 容器装置的爆炸。,2020/12/22,98,(3)添加稳定剂保护。由于有些物质与空气 即可自燃或爆炸,有的在长时间储存时可发生化 学变化设置形成更危险的物质,所以,对这些特 别易自

48、燃、易爆炸的物质可采用加稳定剂的办法 进行保护。如氰化氢在常温下呈液态,如若氰化 氢中有水存在时,在长时间储存中可生成氨,氨 作为催化剂可引起聚合反应,聚合热会使蒸气压,2020/12/22,99,上升,从而导致爆炸事故的发生,所以储存时必 须使其所含水量低于1,然后装入密闭容器中 搁置在低温处,防止火源的存在;在实践中,为 了提高氰化氢的稳定性,常加入浓度为0.001% 0.5的硫酸,磷酸或甲酸等酸性物质作为稳定 剂或吸附在活性炭上加以保存。又如,丙烯腈具 有氰基和双键,有很强的反应能力,容易发生聚,2020/12/22,100,合、共聚或其他反应,在有氧化剂存在下或受光 照能迅速聚合,同时

49、放热,使压力升高而导致爆 炸。因此,在储存中一般添加对苯二酚作稳定剂 保护。再如将黄磷置于水中,金属钾、钠等碱金 属置于煤中等,都是为了防止其与空气接触发生 自燃起火。,2020/12/22,101,(4)控制反应过程,防止不完全反应的生 成。反应过程应当严格控制,务使反应物反应完 全。因为,如果产品中含有大量未完全反应的半 成品时,可能导致事故。如氯化生产中,若反应 不完全,成品原料中会含有大量未反应的半成品 一氯化物,一氯化物是热不稳定物质,在100 左右就会发生异构化反应,异构物进一步分解, 可产生大量气体及热量,最终会引起设备的爆 炸。,2020/12/22,102,(5)防止过反应物

50、的生成。由于许多过反应 的生成物是不稳定的,往往引起着火或爆炸事 故,所以反应过程一定要防止过反应的发生。如 三氯化磷的生产时将氯气通入到黄磷中生成的, 三氯化磷沸点低(75),很容易从反应锅中除 去,倘若发生过反应,则生成固体的五氯化磷, 而五氯化磷是一种强氧化剂,且遇水反应强烈, 虽在100时才升华,但化学活性较三氯化磷高,2020/12/22,103,得多。例如,天津农药厂三氯化磷的氯化岗位, 在投磷过程中,由于反应釜内的底磷少(少于 250千克),未加底磷就通入氯气而发生过反 应,生成了大量的五氯化磷,当在再投磷时,黄 磷与釜内的五氯化磷迅速反应,生成了大量的三 氯化磷蒸汽,使反应釜膨

51、胀超压而发生爆炸。爆 炸的反冲又把磷计量槽内的液体黄磷全部喷出而,2020/12/22,104,着火,造成了重大伤亡和损失。再如,苯、甲苯 硝化生产硝基苯、硝基甲苯,若发生过反应则生 成二硝基苯和二硝基甲苯,这两种物质的化学活 性均比硝基苯和硝基甲苯强,很容易在精馏时发 生爆炸。因此,这类反应需要保留一部分未反应 物,使其不产生过反应物;对于有较大危险的副 反应产物,要采取不让其在设备内长久滞留聚积 的措施。,2020/12/22,105,3.6 控制可燃物料的排放,在化工生产中排放的各种废物料内往往含有 可燃物,如果不采取任何措施,随便排入下水 道,很容易造成着火或爆炸事故。如将苯、汽油 等

52、可燃有机溶剂排入下水道,由于这类有机溶剂 在水中的溶解度小,且都比水轻,与空气接触 后,其蒸气就会在水中气化出来,在所经过的水 面上就会形成一层易燃蒸气,在阳光照射和气压 较低时,这种混合蒸气便可能发生着火或爆炸。 若随波逐流,或时会很快蔓延扩大。因此,含,2020/12/22,106,有可燃物的物料不得随便排放,若必须排放时应 采取切实有效的措施。如限制排放量、综合利用 回收、在下水道上设置安全水封井等。生产的污 水管道,应采用暗管线敷设或为敷土厚度不小于 200mm的暗沟。设施的内部若必须采用明沟排 水时,应每20m设一水封将其隔开。对全厂性生 产污水管道,应在工艺装置的塔、炉、泵、冷换

53、设备等区围堰的排水出口、工艺装置、罐组或 其他设施及建筑物、构筑物、管沟等的排水出,2020/12/22,107,口,全厂性的支、干管与干管交汇处的支管上等 部位设水封保护,且每一水封的间隔不应大于 300m,水封高度不得小于250mm。性质相互抵 触或性质不同的废水排入同一下水道时,很容易 发生化学反应,甚至导致着火或爆炸事故的发 生。如电化厂乙炔发生器的污水中常含有乙炔 气,而废氯消除的废水中常有次氯酸钙存在,二 者在污水管道中相遇后,往往会发生爆炸事故。,2020/12/22,108,又如,有的化工生产中,其废水往往含有纯苯, 当与三氯化磷生产中的含磷废水一起排入下水道 时,由于磷的自燃

54、会引起苯蒸气的爆炸。因此, 对于混合可产生化学反应,能引起着火爆炸的污 水,以及与排水点管道中的污水混合后,温度超 过40的水和可燃气体的凝结液等,都不得直接 排入生产污水管道。,2020/12/22,109,对输送易燃液体的管道沟也应严格管理,及时清 理,防止易燃物的大量积存,与火源引起着火或爆炸事 故。 在石油化工生产中,为使装置正常运转,需要进行 疏水、采样、抽液、排气等操作,在操作时如果排出的 是比空气重的气体(蒸气),会积聚在排水沟、渠、 坑、槽等低洼处所,造成意想不到的事故。所以,应当 把液、气排放到装置外的安全地点,不让可燃性蒸气泄 漏到空气中形成爆炸性气体。,2020/12/2

55、2,110,在生产过程中有些有机物,如硝基苯、硝基 甲苯、甲萘胺、苯胺、苯酐、硬脂酸等蒸馏残液 的排放,不仅污染环境,而且容易扩散形成爆炸 性混合物,甚至引起自爆。因此,对于易燃有机 物排放时应采取氮气保护或水蒸汽保护。,2020/12/22,111,对于裂解装置开车时不合格的裂解气和设备 发生事故的裂解气、设备检修时的物料、安全阀 外泄的气体,以及生产过程中不平衡的物料或设 备不配套时不能利用的某些可燃成品等可燃物料 需要排放时,紧急排放设施,不得随便排放;对 液化烃或可燃液体设备,应又能将设备内的液化 烃或可燃液体抽送至储罐的措施,剩余的液化烃,2020/12/22,112,排入火炬系统烧

56、掉;对于可燃气体设备,应又能 将设备内可燃气体排入火炬系统或安全放空系统 的措施;由于焦化装置加热炉内高温的可燃液体 事故紧急放空冷却处理设施;对于炼油厂常减压 蒸馏装置的初馏塔顶、常压塔顶、减压塔顶的不 凝气,不应直接排入大气,应排入火炬烧掉。,2020/12/22,113,3.7 正确选择操作条件,由于许多化工生产过程对温度、压力和配比 等工艺条件要求十分苛刻,有的甚至在接近物料 的自燃点或爆炸极限的条件下生产,所以,如何 如保证生产过程的安全,对正确选择安全操作温 度和安全操作压力是十分重要的。,2020/12/22,114,由物料燃烧的原理可知,物质的爆炸极限与 温度、压力有关,即爆炸

57、浓度范围随原始压力、 温度的增大而变宽,反之亦然。因此,我们可以 在爆炸极限之外(大于上限或小于下限)的条件 下选择安全操作的温度和压力。,2020/12/22,115,(1)安全操作温度的选择。消除形成爆炸浓 度极限的温度有两个,一是低于闪点或爆炸下限 的温度;二是高于爆炸上限的温度。如何如确定 其安全操作温度,应当根据物料的性质和设备条 件而定。,2020/12/22,116,例 有一苯容器,操作温度为10,问有无爆炸危 险,如有爆炸危险,应选择什么样的操作温度?我们可 根据蒸气在空中的压力分数公式(51)和表54求得。 V(P蒸P混)100 (51) 式中: V混合物中的蒸气浓度,; P

58、蒸在给定温度下的蒸汽压力,Pa或mmHg; P混混合物的压力,Pa或mmHg。 一些液体在不同温度下的蒸气压如表54所示。,2020/12/22,117,表54 一些易燃液体的饱和蒸汽压mmHg,2020/12/22,118,表54 一些易燃液体的饱和蒸汽压mmHg(续),2020/12/22,119,解: 从表53中查到苯在10时的蒸汽压力是44.75 mmHG 代入式(51)得: V(P蒸P混)100(44.75760)100 5.89 因为苯的爆炸浓度极限为1.59.5,所以苯在 10时的操作温度有爆炸危险。还由于苯的安全操作温度 应高于上限的温度。因为已知苯的浓度上限是9.5,所以 苯

59、没有爆炸危险的浓度应为10以上。根据公式(31)可 得这个浓度下的蒸汽压力: P蒸VP混100107.610076(mmHg),2020/12/22,120,从表34中查到苯在76mmHg的蒸汽压力 处于2030范围内,用内插法求出实际温度 为: 20(76-74.8)10(118.4-74.8) 20+0.2820.3() 答:苯的安全操作温度应高于21。,2020/12/22,121,(2)安全操作压力的选择。在温度不变的条 件下,安全操作压力的选择亦有两个:一是高于 爆炸上限的压力;二是低于爆炸下限的压力。由 于负压生产不仅可以降低可燃物载设备中的质量 浓度,而且还可以避免蒸汽从不严密处逸散和防 止蒸汽从为隙中冲出而带静电,故对溶剂一般选 择常压或负压操作。,2020/12/22,122,例: 某工厂在生产中使用丙酮作溶剂,操作 压力为0.5MPa,操作温度为25,试求丙酮在 该压力和温度下有无爆炸危险?若有爆炸危险, 应选择多大的安全操作压力(已知丙酮的爆 炸极限为213)。,2020/12/22,123,解 从表34中查到丙酮在25时的蒸汽 压力为232mmHg,将已知数据代入式3 1,求出丙酮在0.5 MPa下

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