典型石油化工工艺过程中的防爆安全技术

典型石油化工工艺过程中的防爆安全技术

摘要

介绍了典型石油化工工艺过程中产生爆炸的原因，提出了石油化工安全生产过程中应注意的事项和杜绝爆炸的具体措施。

关键词

石油化工

工艺过程

安全生产

防爆

措施

前言

石油化工行业和其他行业相比，在防爆方面有着特殊的重要性。这主要由其生产特点决定的。

a.石油化工行业爆炸源多，如原料、中间体、成品大多数都是易燃、易爆物质；同时，生产过程中的点火源很多，如明火、电火花、静电火花都可能成为爆炸的点火源。易燃、易爆物质或其蒸汽和氧气等助燃性气体混合达到一定的比例形成的混合气体遇点火源发生爆炸时，其破坏程度不亚于烈性.的威力，这一特点，决定了石油化工行业的防火防爆工作的艰巨性。

b.石油化工生产具有高温、高压、深冷冻的特点，并且多数介质具有较强的腐蚀性，加上温度应力，交变应力等的作用，受压容器、设备常常因此而遭到破坏，从而引起泄漏，造成大面积火灾和爆炸事故。

c.石油化工生产具有高度自动化、密闭化、连续化的特点。生产工艺条件日趋苛刻，操作要求严格，加之新老设备并存，多数设备已运行多年，可靠性下降，容易发生恶性爆炸事故。

d.石油化工工业发展迅速，生产规模不断扩大，加上对新工艺、新技术的爆炸危险性认识不足，防爆设计不完善等，运行中发生爆炸事故损失将十分严重。

氧化还原

2.1

氧化反应

氧化反应需要加热，反应过程又会放热，特别是催化气相氧化反应一般都是在250～600℃的高温下进行。有的物质的氧化，如氨在空气中的氧化和甲醇蒸气在空气中的氧化，其物料配比接近于爆炸下限，倘若配比失调，温度控制不当，极易爆炸起火。

某些氧化过程中还可能生成危险性较大的过氧化物，如乙醛氧化生产醋酸的过程中有过醋酸生成，性质极不稳定，受高温、摩擦或撞击便会分解或燃烧。

对某些强氧化剂，如高锰酸钾、氯酸钾、铬酸酐等，由于其有很强的助燃性，遇高温或受撞击、摩擦以及与有机物、酸类接触，皆能引起燃烧或爆炸。

氧化过程中，在以空气为氧化剂时，反应物料的配比(反应可燃气体和空气的混合比例)应控制在爆炸极限范围之外，空气进入反应器之前，应经过气体净化装置，清除空气中的灰尘、水汽、油污以及可使催化剂活性降低或中毒的杂质以保持催化剂的活性，减少着火和爆炸的危险。

在催化氧化过程中，对于放热反应，应控制适宜的温度、流量，防止超温超压和混合气处于爆炸极限范围。

为了防止接触器在万一发生爆炸或燃烧时危及人身和设备安全，在反应器前后管道上应安装阻火器，阻止火焰蔓延，防止回火，使燃烧不致影响其他系统。为了防止接触器发生爆炸，应有泄压装置。应尽可能采用自动控制或调节，以及警报联锁装置。使用硝酸、高锰酸钾等氧化剂时，要严格控制加料速度，防止多加、错加。固体氧化剂应该粉碎后使用，最好呈溶液状态使用。反应中要不间断地搅拌。

使用氧化剂氧化无机物，如使用氯酸钾生产铁蓝颜料时，应控制产品烘干温度不超过燃点，在烘干之前用清水洗涤产品，将氧化剂彻底除净，防止未起反应的氯酸钾引起已烘干的物料起火。有些有机化合物的氧化，特别是在高温下的氧化反应，在设备及管道内可能产生焦状物，应及时清除以防自燃。

氧化反应系统宜设置氮气或水蒸气灭火装置。

2.2

还原反应

还原反应有的比较安全，但是有几种还原反应危险性较大，如初生态氢还原和催化加氢还原等均较危险。无论是利用初生态氢还原，还是用触媒把氢气活化后还原，都有氢气存在，氢气的爆炸极限为4%～75%。特别是催化加氢，大都在加热加压条件下进行，如果操作失误或因设备缺陷有氢气泄漏，与空气形成爆炸气体混合物，遇上火源即能爆炸。操作过程中要严格控制温度、压力和流量；车间内的电气设备必须符合该爆炸危险区域内的防爆要求，且不宜在车间顶部敷设电线及安装电线接线箱；厂房通风要好，采用轻质屋顶，设置天窗或风帽，使氢气及时逸出；反应中产生的氢气可用排气管导出车间屋顶，经过阻火器向外排放；加压反应的设备要配备安全阀，反应中产生压力的设备要装设.板；还可以安装氢气检测和报警装置。

雷内镍吸潮后在空气中有自燃危险，即使没有火源存在，也能使氢气和空气的混合物发生爆炸、燃烧。因此，用它们来催化氢气进行还原反应时，必须先用氮气置换反应器内的全部空气，经过测定证实含氧量降低到符合要求后，方可通入氢气。反应结束后，应先用氮气把反应器内的氢气置换干净，方能打开孔盖出料，以免外界空气与反应器内的氢气相混，在雷内镍触媒作用下发生燃烧、爆炸。雷内镍活化后应当储存于酒精中。钯炭回收时要用酒精及清水充分洗涤，过滤抽真空时不得抽得太干，以免氧化着火。

用保险粉(Na2S2O4)做还原剂时，要注意保险粉遇水发热，在潮湿空气中能分解析出硫，硫蒸气受热有自燃的危险。保险粉本身受热到190℃也有分解爆炸的危险，应妥善储藏，防止受潮；用水溶解时，要控制温度，可以在开动搅拌的情况下将保险粉分批加入冷水中，待溶解后，再与有机物接触进行反应。

还原剂硼氢化钾(钠)是一种遇火燃烧物质，在潮湿空气中能自燃，遇水和酸即分解放出大量氢气，同时产生高热，可使氢气燃烧而引起爆炸事故，应储于密闭容器中，置于干燥处，防水防潮并远离火源。在工艺过程中，调节酸、碱度时要特别注意，防止加酸过快、过多。使用氢化锂铝作还原剂时，要特别注意安全问题，因为这种催化剂危险性很大，遇空气和水都能燃烧，必须在氮气保护下使用，平时浸没于煤油中储存。

上述还原剂遇氧化剂会猛烈发生反应，产生大量热量，也有发生燃烧爆炸的危险。

还原反应的中间体，特别是硝基化合物还原反应的中间体具有一定的火灾危险。例如，邻硝基苯甲醚还原为邻氨基苯甲醚的过程中，产生氧化偶氮苯甲醚，该中间体受热到150℃能自燃。苯胺在生产中如果反应条件控制不好，可以生成爆炸危险性很大的环已胺。

采用危险性小，还原效率高的新型还原剂，对安全生产有很大的意义。例如采用硫化钠代替铁粉还原，可以避免氢气产生，同时还解决了铁泥堆积的问题。