液化可燃气体08

1、案例分析案例分析（液化可燃气体）（液化可燃气体）李泓李泓 2016/082016/081重大的泄漏重大的泄漏2较轻的泄漏较轻的泄漏3. 其他的泄漏其他的泄漏讨论议题讨论议题第八第八章章 液化液化可燃气体可燃气体p 本章讲述一些涉及液化可燃气体(LFG liquefied flammable gas )的事故，事故本身与这类物质(或其它的闪蒸可燃液体)有关。p LFG有很大的危险性，在温度高于其常压下沸点时加压进行储存和处理。有泄漏就会快速蒸发(闪蒸)，有一部分变成蒸气喷洒出去。p 在到达引火源以前，可以喷出数百米。p 蒸气和喷出的量远远高于根据热平衡估算的蒸气产生量。p 当喷出时，蒸气夹带着液

2、体，与空气接触后汽化，在任何情况下都可能燃烧或爆炸。第八第八章章 液化液化可燃气体可燃气体p 任何高于其正常沸点加压的可燃液体的性质与LFG类似，液化可燃气体只是闪蒸液体最常见的例子，大多数不受限制的蒸气团的爆炸，包括Flixboroueh（英国弗里克斯镇）发生的爆炸，都是由于这些闪蒸液体泄漏造成的。p 术语“液化石油气”(LPG)是指从石油里提炼出的那些液化可燃气体。术语LFG是指讨论所涉及到的所有的液化可燃气体，包括环氧乙烷、氯乙烯和甲胺。就其闪蒸和可燃性来讲，它们的性质很相似。p 在常压低温下储存的LFG与在常温加压下储存的LFG表现形式完全不同。有关这些物质发生的事故见（2;5;8.1

3、.5)章节。讨论讨论5分钟，分钟，LPG与与LFG在火灾的引发方面的表现有何区别？在火灾的引发方面的表现有何区别？第八第八章章 液化液化可燃气体可燃气体1. 重大的泄漏1.1 法国Feyzin（费赞炼油厂储罐爆炸）p 1966年在法国Feyzin一个大型储罐发生爆炸，这次爆炸在当时是有关液化可燃气体最严重的事故之一，但是比不上墨西哥市所发生的事故(见1. 4)。p 事故迫使许多公司修改了他们储存和处理这类物质时的标准。由于一直没有发表事故的细节，资料来源是根据参考资料，以及与事故发生后不久去现场人员所进行的讨论。p 一名操作员必须把一台1200m3几乎装满丙烷的球罐中的水排出去(图8-1)，他

4、打开阀门A和B。当有油迹流出时，排水的工作就近乎完成。第八第八章章 液化液化可燃气体可燃气体1.4米第八第八章章 液化液化可燃气体可燃气体1.1 法国Feyzin（费赞炼油厂储罐爆炸）p 事故发生时，排水接近完成。他开始准备关阀门A，准备停止排水，突然看到没有东西流出，就把阀门完全打开了，然后又敲了敲，还是没有液体流出。p 堵塞物假设是氢氧化物，一种水和烃的化合物，其熔点在0以上突然流出，操作员和其他两人被溅了一身液体。p 阀柄从阀门上脱落，他们无法装回去。阀门B又被冻住了，根本拧不动。p 阀门在储罐的下面，很难靠近，罐底离地面只有1.4m。p 厚达1m的蒸汽扩散出150m。泄漏发生25min

5、后被一台在附近行驶的汽车引燃。第八第八章章 液化液化可燃气体可燃气体1.1 法国Feyzin（费赞炼油厂储罐爆炸）p 道路已经被警察封锁，但这台车的驾驶员从旁边路上绕了过来。p 火焰窜了回去，球罐马上就被火焰包围了，但没有发生爆炸。p 球罐上装有喷淋水系统，但设计的供水量只有正常推荐量的一半(8L/m2min)，水的供应量不足。p 当消防队接上软管时，水已经用完了。为了阻止火势蔓延，消防队员使用大多数可用的水来冷却附近的球罐，他们只能寄希望于安全阀能保护火中的容器。p 球罐下面的地面很平坦，所以没有汽化或马上燃烧的丙烷集中在罐下，不久后就会着火。第八第八章章 液化液化可燃气体可燃气体1.1 法

6、国Feyzin（费赞炼油厂储罐爆炸）p 起火后90min，球罐爆炸了。50m以内的12名消防员有10人被炸死。p 丙烷冲击波跃过护墙，远在140m外的人都受到严重烧伤。死亡人数为1518名(报告不同)，约80人受伤，整个区域被废弃。p 飞出去的残片撞断了附近球罐的支撑腿，球罐翻倒了，安全阀放出的液体助长了火势。45min后，这个球罐也发生爆炸。p 在这次火灾中，共有5台球罐，2台其它的压力容器爆炸，三台受损。火势蔓延到了汽油和燃料油罐。第八第八章章 液化液化可燃气体可燃气体1.1 法国Feyzin（费赞炼油厂储罐爆炸）p 最初，人们认为是球罐上的安全阀太小才发生爆炸。p 后来才认识到是因为球罐

7、上部的金属受热变软，其强度下降造成的。液面以下，沸腾的液体保持金属“凉”。p 像因金属变热导致容器爆炸这样的事故，我们称其为沸腾液体膨胀蒸气爆炸，或BLEVE。讨论讨论10分钟，如果你是分钟，如果你是Feyzin 的安全经理，你会建议哪些改进措施防止事故的安全经理，你会建议哪些改进措施防止事故再发生？再发生？第八第八章章 液化液化可燃气体可燃气体1.1 法国Feyzin（费赞炼油厂储罐爆炸）为了防止类似事故的发生，许多公司继Feyzin之后采纳了类似下面的一些建议：避免因泄漏起火的措施：p 将第二只排水阀的尺寸限制到2cm（以前5cm），阀门距离第一只排水阀最少1m。排水管线应非常坚固，并且支

8、撑好。其排放口应在贮罐阴影的外面。p 在排水线上安装遥控紧急切断阀。p 新建的储罐在液位以下只留一个接口，应完全焊起来（不留法兰），一直焊到罐区空地的主遥控防火隔离阀。p 安装可燃气体检测仪，提供早期泄漏报警。第八第八章章 液化液化可燃气体可燃气体1.1 法国Feyzin（费赞炼油厂储罐爆炸）为了防止类似事故的发生，许多公司继Feyzin之后采纳了类似下面的一些建议：避免起火后蔓延省级的措施：p 使用像蛭石这样的耐火保温材料隔离容器，它可直接阻止热量的传入。不像喷水，它的使用不受限制。p 有些国家使用堆积法，而不是方便的隔离法。储罐用干净的砂子或干净的材料完全盖起来。但为了检查罐体的外部，必须

9、一次以一次地将部分覆盖物除去。p 提供喷水或浇水系统(除非容器被堆埋)。如果有保温，那么浇水的速率为2.4L/m2min就够了。如果没有保温，那么喷水的速率为8L/m2min(浇水是指将水浇在罐的顶部，喷水是指将水喷向罐的整个表面)。第八第八章章 液化液化可燃气体可燃气体1.1 法国Feyzin（费赞炼油厂储罐爆炸）为了防止类似事故的发生，许多公司继Feyzin之后采纳了类似下面的一些建议：避免起火后蔓延省级的措施：p 将地面做成斜面，以使溢出的液体流到集液坑里。p 安装紧急卸压阀，以使容器内的压力在10min内减少到设计值的1/5，降低金属的应力。如果容器有保温，时间可延长到30min，如果

10、地面有一定坡度，时间可延长到1h。第八章第八章 液化可燃气体液化可燃气体1.2 巴西DUGIUE DE CAXIAS事故p 1972年巴西有家炼油厂发生了与Feyzin类似的事故。据报道，当石油液化气球罐的压力升高时，安全阀打不开。为试图降低压力，操作员打开了排水阀，p 放出了少量的水。流出的LPG将阀门冻住，因为只有一只排水阀，无法阻止LPG的流出。当LPG被引燃后，容器发生BLEVE，有37人死亡。p 事实上，如果操作员确实是用排水的方法减少压力，那么他们没有认识到无论罐中的液体量有多少，液体上面的压力都是相同的。第八章第八章 液化可燃气体液化可燃气体1.3 英国多年以前发生的这些事故是因

11、为有关人员没有区分开液态碳氢化合物，像石脑油或汽油，与LFG所表现出的不同性质。汽油溢出的蒸气只能扩散很短的距离大约泄漏液体那么大的范围。但是，LFG溢出物产生的蒸气可扩散出去数百米。p 一些设备原来在设计和使用时是用来处理汽油和类似的液态物质的，经过改造后用来处理丙烯。一台高压离心泵在25MPa(表)的压力下运行，由于固定填料盖的双头螺栓断了，发生泄漏。p 这台泵安装在没有通风的房子里，漏出的蒸气从泵对面的大门口放了出去，被75m外的加热炉引燃。四个人受到严重烧伤。p 在同样位置汽油溢出物产生的蒸气就不会扩散到加热炉。第八章第八章 液化可燃气体液化可燃气体1.3 英国p 火灾事故发生之后，这

12、台泵和其它的泵被重新安放在一个四面敞开的遮蓬下面，少量的泄漏可被自然通风驱散。p 为了驱散大量的泄漏可用蒸汽帘围住泵。p 如果泵距可能的火源150m以上，就不用采取这项措施。安装可燃气体检测仪，对任何泄漏做出早期报警。p 安装紧急切断阀，在远处的安全距离将泵隔离开。第七章讲述了发生其它泄漏时所出现的情况。需要注意的是：在需要注意的是：在1.11. 3事故中有一个共同的因素是有关人员没有事故中有一个共同的因素是有关人员没有理解理解物料物料和和设备的特性设备的特性。（。（LPG/LFG);（BLEVE）第八章第八章 液化可燃气体液化可燃气体1.4 墨西哥p 1984年11月，在墨西哥市郊区的San

13、 Juanico，一家液化石油气(实际上是80%的丁烷和20%的丙烷)的加工厂和配送中心发生火灾和爆炸。这次事故是石油化工行业所发生的最严重的事故之一，仅次于Bhopal。根据官方数字，542人死亡，4248人受伤，10000人无家可归，非官方估计的数字更高。p 当一根8in(200mm)的管线破裂时，灾难开始发生了。管子破裂的原因不清楚，根据一份报告，有一台罐冒顶（加满），其入口线过压。现在还不清楚为什么安全阀没有起跳。着火前，气团覆盖了200150m的区域。p 在泄漏发生510min后，可能被地面火炬引燃。气团燃烧后消失了，但是破损管线附近的火焰仍着着。第八章第八章 液化可燃气体液化可燃气

14、体1.4 墨西哥p 火加热LPG球罐，球罐发生BLEVE爆炸，又造成进一步的损坏，接着又发生BLEVE爆炸。在接下来的一个半小时里，总共有四台球罐和15台柱型贮罐发生BLEVE爆炸，其中有些罐距离厂区达1200m。p 大多数伤亡人员是住在厂区附近破烂不堪小镇上的居民。p 建厂时，距最近的民房只有360m远。p 但是仍随后居民继续蚕食中间的空地，一直到最近的房屋距厂只有130m。第八章第八章 液化可燃气体液化可燃气体1.4 墨西哥p 虽然许多工厂只有几年，但在设计时似乎没有遵守11和1970年发表的报告中的大部分推荐意见。p 例如，没有气体检测仪，浇水系统不合理或根本不能使用，几乎或根本没有隔离

15、(甚至球罐的支撑腿都没有采取防火措施)。p 容器周围的围堰可使LPG聚积的危险性很大，液位以下有许多接头。p 此外，装置显得很拥挤，太靠近人员密集区。大型LPG加工区的推荐距离是600m，而不是360m(原来的距离)，或在当时的130m。在Bhopal也一样(见21)，许多灾难都是因为棚屋型小镇不受限制地扩张引起的。第八章第八章 液化可燃气体液化可燃气体1.5 卡塔尔p 到目前为止所说的事故都是有关LFG在加压常温下贮存。p LFG也能在低温常压下贮存，这种方法更适用于大量贮存，因为在低压下，同样尺寸的小孔泄漏量小，由于温度低，蒸发量也小。p 但是，在决定使用什么贮存方法时，应从安装的整体，包

16、括冷冻和气化装置上考虑泄漏的可能性。如果减少了贮存罐的泄漏量，但引进了可能增加泄漏量的设备，则不会有效益。p 1977年，报道了卡塔尔一座20000m3丙烷罐发生泄漏，被引燃后发生火灾和爆炸，炸死7人，对工厂的其它装置造成严重破坏。一年前也发生过一次泄漏，但是没有着火，人们对贮罐进行了修理。第八章第八章 液化可燃气体液化可燃气体1.5 卡塔尔p 丙烷在-42，常压下储存。由于法律的原因，没有关于事故的详细报道，但是有关公司发表了几遍文章，对建造冷冻LFG贮罐提出了一些新的建议，因而，我们有可能从字里行间猜出可能发生的事情。p 新的建议要求冷却的LFG罐应该用9%的镍钢来制造，这种钢在裂纹产生后

17、，不会使裂纹扩大。p 以前许多公司的策略是防止裂缝，而不是依靠选用具有阻止裂缝的罐体材料。p 由此可以看出卡塔尔的罐产生裂缝(尽管采取了防止裂缝的措施)，然后裂缝迅速加大，产生裂缝的原因不明。人们把它与前一年修理裂缝的工作联系起来。第八章第八章 液化可燃气体液化可燃气体1.5 卡塔尔p 根据一篇报告，裂缝是由于水压试验用海水。而其中的细菌对焊缝侵害造成的。但是，产生裂缝的起因与裂缝产生后迅速扩大相比就不那么重要了。p 人们普遍认识到靠消除引火源，并不能防止火灾和爆炸。我们做了所能做的一切，但事故仍可能突然发生。所以我们防止爆炸混合物的形成。p 同样，我们不能消除所有裂缝起因，所以不能保证产生的

18、裂纹不扩大。第八章第八章 液化可燃气体液化可燃气体1.5 卡塔尔p 在卡塔尔，液体喷出的力量很大，溢过的围堰墙。p 传统的围堰也有不利的一方面。如果发生泄漏，大面积的液体暴露在大气中，因为这种原因，现在一般用混凝土墙围住贮罐，墙离罐体1m，与罐齐高。p 如果贮罐不是用抗裂的材料制造的，那么设计的混凝土墙应当能承受液体突然释放的冲击力。第八章第八章 液化可燃气体液化可燃气体1.6 氯乙烷厂p 1994年发生粗品的氯乙烷泄漏，一个半小时后起火，工厂受到严重破坏，不得不重建。幸运的是没有人员死亡，也没有人受伤。p 泄漏在进料泵的法兰处开始，泄漏可能是由于法兰腐蚀，但也可能是由于波纹管出问题。事后总结

19、了下列几点：法兰受到严重腐蚀，厚度减薄，螺栓孔被加大。(法兰的结构形状不好，因为其两倍的表面受到腐蚀的影响)。没有验证这些重大问题的系统，一旦出问题，事情将会很严重，应做好登记，进行定期检查。维护工作属于细目分类，没有正式的记录说明需要进行定期检查和更换的项目。如果在泵的入口线上装有紧急切断阀，一旦测到泄漏，马上就可以阻止泄漏。重建的装置采取的措施有，在泵的入口线上安装了紧急切断阀，加装可燃气体检测仪，扩大保温范围，用金属材料代替塑料泵体，将溢出物收集到集液池里。第八章第八章 液化可燃气体液化可燃气体1.6 氯乙烷厂这套装置建于1972年，当时上述措施使用得还不普遍。自从那时起，不断对装置进行

20、改进，但改进的力度不够大。火灾事故之后所做的大部分工作在以前应该已经完成了。火源可能是接线盒，其安装可能不合理，或是水可以流进去产生电弧短路。比火灾更为严重的是工厂里储存的危险物质大约有70t，是通常情况下的2倍。反应器顶的部分馏出物收集在不合格的罐里循环使用，罐的储量一般很小。在着火当天的上午9点，循环泵出故障，其结果是罐里的液位上升。操作员注意到反应器液位下降，但是没有注意罐里液位的上升。为了保持液位，将产品循环使用。下午8点领班注意到不合格产品罐的报警灯亮了，发现循环泵出故障，就切换到备用泵。25min后发生泄漏。从整体上讲，现场的主要危险是氯气的储存和使用，所以人们对其格外重视，对其它

21、危险的重视程度不够。官方报告总结指出，如果对其工厂的危险性能有更详尽的细节评估，并一直执行，如果建立历史档案记录，检查和更换程序依此进行的话，事故是有可能避免，或严重程度会降低。第八章第八章 液化可燃气体液化可燃气体2. 较轻的泄漏(a) Feyzin发生事故之后，一家公司使用大量资金提高LFG储存设施的标准尤其对排水系统做了重新布置以符合1. 1提出的建议。不到一年的时间，管线上一只开口的排水阀（open end）发生的小泄漏着了火。关闭阀门后，火很快被被扑灭了。事后调查总结道： 应由两只阀门或一只阀门加一块盲板为一组。 阀门是由黄铜制造的，是民用供水系统使用的那一种，用于LFG压力等级不够

22、。 阀门直接拧到管线上，虽然公司明确规定只能使用法兰连接或焊接连接。第八章第八章 液化可燃气体液化可燃气体2. 较轻的泄漏 没有找出是谁安装了未经授权的不合格排放点。p 人们试图公开Feyzin的教训、公司的标准和事故的原因。但是，这并不能防止排放点的安装。p 注意安装程序必须经过下列人员，除了实际安装人员和他的领班外，必须有人发出工作许可单，并接收回执(并他检查工作的完成情况后)。必须经过许多人的同意。p 有几名人员已经用过这个排放点，如果有人认为不符合施工标准，应当汇报给经理，火灾事故就不会发生。p 像我们花园里的植物一样，当我们转过身去时，就会长出许多不想要的枝叉来。第八章第八章 液化可燃气体液化可燃气体2. 较轻的泄漏(b) 在修理丙烷球罐时，向里面加水使其惰化。p 当修理工作完成时，将水从罐里排出，丙烷蒸气从上部进入取代排出的水。p 指示要求当罐里剩下5m3的水时，停止排水。当这一指标被达到时，现场没有人。所有的水都排完后，就放出了丙烷。幸好没有着火。p 操作员没有留在现场是因为他没有认识到液位计是测液体比重的，