石油化工生产的应急排液防火防爆安全措施

【专家解说】：针对石油化工生产中，事故情况下紧急排放可燃液体可能带来的火灾爆炸危险，阐述了在工艺上和设计上应急安全排液应采取的防火防暴技术措施。在石油化工生产中，可燃液体的应急安全排放，是防止火灾、爆炸蔓延扩展的重要措施。甲、乙、丙类的设备均应有事故应急排放设施。为了确保排放安全，防止火灾爆炸事故发生，必须从排放设施的设计上、排放工艺上和操作上采取相应的安全措施。1可燃液体排放设施的功能可燃液体的应急排放设施主要是用于事故情况下的排放，当生产装置发生故障，反应物料发生剧烈反应，采取加强冷却，减少投料等措施难以奏效，不能防止反应设备超压、超温、暴聚、分解爆炸事故，应将设备内物料及时排放。尤其是在火灾状态下，为了减少物料损失或防止火灾蔓延扩大，并协助灭火，需将装置内的液态物料泄压排放。2可燃液体的排放设施可燃液体物料的排放系统可以利用专门的设施，或利用通常的工艺管线和容器进行排放。可燃液体的排放设施有抽送系统和压力自流系统两种类型。抽送系统由紧急冷却器、紧急排液管线、事故储槽或排放罐等组成。压力自流系统由紧急排液管线、紧急放空塔、紧急排放池及隔油、转油和排污系统组成。紧急放空塔、池设施也可以用于抽送系统。紧急冷却器是用于冷却排放的所有料液，使之降温而消除火灾与爆炸危险的安全设备。一般为蛇管式，可以专用，也可以设计成两用的，即在正常操作时作为冷却器组的一部分。事故储槽是专门用于接受冷却后紧急排泄物料的安全设备，一般为立式钢罐。容积较大的直接火加热器、危险性较大的反应器，如氧化、硝化、氯化反应器等，均需装设事故储槽。大型石油化工装置油品的排放，需通过紧急放空塔、池进行。紧急放空塔下段有5～6层挡板，下部进油，上部喷淋冷却水，紧急放空塔下段的上部还应接入消防蒸汽。紧急放空塔可放在池内，塔池相通，但紧急放空池内应经常保持1/3以上的水，塔底应浸在水面以下。3可燃液体应急排放的安全技术措施3.1事故排放设备设置在安全位置设在厂房里的生产设备或容器，在紧急情况下，其内液体应放流到设在厂房外的地下或半地下专用事故贮槽或排放罐中。厂房到事故储槽或排放罐的距离应与到设在厂房外的工艺设备相同。从露天装置或工艺台架到事故储槽或排放罐的距离应布置在装置或台架范围以外，不应当将其设在厂房和与这些厂房有联系的露天装置或台架之间。紧急排液时，紧急放空塔、池都有着火的危险。因此，紧急放空塔、池应设置在安全地带，通常应与其他装置或设施的安全距离为30m。用动力输送紧急排放物料的转油泵，距紧急排液池的距离应为15m以上。紧急放空塔或紧急排放池应设置在污水处理厂附近，尽量缩短排污管线的距离。3.2及时启动排放设施发生时故事，应能及时启动安全排放设施。事故阀门通常设在厂房外或第一层靠近出口的位置。如果阀门有远距离传动装置，则事故阀门应安在需放空的设备或装置附近，起动按钮要设在厂房外出口旁。事故放空最好是自动打开阀门，并与设备或装置停止运转的设施相联动。起动阀门的自动系统传感器，要安装在可能发生火灾的区域。紧急排放的管道要向事故储槽或排放罐一侧倾斜，并且尽可能取直线减少弯曲。除设备闸阀外，所有事故放空管道上不准安装闸阀。紧急排放管线要经常检查，如有可能，应经常用300℃、0.3MPa（表压）的过热蒸汽吹扫，以确保其畅通。3.3事故排放设备应有足够容积主要紧急排液安全处理设备的规格，需依据最大紧急排液量来确定。最大紧急排液量一般按在同一时间内只有一个装置发生事故来考虑。如果几个装置或全厂共用一个紧急放空设施，则按一次紧急排液量最大的装置考虑紧急排液安全处理设施。在炼油厂，一般最大紧急排液量按管式炉或分馏塔底油考虑，如60万t/a或120万t/a的催化裂化装置，一次最大紧急排液量为300m3，50～60万t/a的热裂化和延迟焦化装置为200m3。一个事故储槽可以同若干个容器相连，其容量不应小于其中最大一个容器的容积。在车间里，一些容量不大的设备，如计量槽、分配器、压力箱、燃料柜、淬火池等，不必设置专门的事故储槽。它们可利用设在室外或设在毗连的厂房内，但需用实体墙分隔开的生产容器作为紧急放空排放储罐。此时，液体的放空只能采取自流式。3.4控制排放液体流速处理事故要求的时间较短，小于10～15min，最好采用抽送和压放的方式排放，如石油炼制企业的催化裂化装置，就是采用此法排放其中物料的。利用惰性气体压放，既可加快排放速度，又可消除在设备中发生爆炸的可能性。通常在操作中出现异常事故，或在设备运行中发生故障，或在火灾情况下须进行紧急排放的易燃易爆液态物料，都是处于沸点的温度条件下，通过管线进入紧急放空塔等设备中，若流速过快，易引起闪蒸。另外，排液速率过快时，生产装置内可造成瞬间真空，吸入空气或火焰，带来更大的爆炸危险。因此，应适当控制排放速率。对于密度较大而泄放压力较小的液态物料，一般闪蒸量较少，紧急排液时间也可较长，一般按30min考虑，如石油炼制企业的常减压蒸馏、延迟焦化、热裂化等装置，主要应采用自流排液方式，经紧急排液管线、紧急冷却器转送紧急放空塔、紧急事故罐等储存处理系统。紧急排液管直径应根据排液量和紧急排液的限制时间及安全性来确定。石油炼制企业，60万t/a或120万t/a的催化裂化装置要求紧急排液时间较短，排放管径应较大，其余装置的排放管径一般与加热炉入口管径相同。3.5防止排放设备发生火灾爆炸为了预防排放的液体物料发生闪蒸，蒸出的可燃蒸气与空气形成爆炸性混合物，紧急冷却的冷却面积要足够大，保证其冷却效果。紧急放空塔的冷却水量，应根据最大紧急放空量和泄放物料的温度确定。事故储槽要制成密闭式的。但它在使用过程中可能积存凝结水。此时，若放进高温液体，可能使水急剧汽化，槽内压力急剧上升而发生蒸汽物理性爆炸。因此，积存的水要定期放掉。事故储槽的底要做成有坡度的，以便将水排干净。为了防止高温液体流入封闭式事故储槽和空气接触形成爆炸性混合物而发生爆炸，排放高温液体之前，要用水蒸气或惰性气体吹洗事故储槽及其管道。3.6排放设施的安装符合要求紧急排放的物料温度往往较高，因此，紧急排液管线要认真考虑热补偿问题，防止管线受高温作用，破裂失效。事故放空管道应用水封保护，以防火焰沿管发生蔓延。事故储罐上面要安装呼吸管以控制罐内压力，呼吸管应对着安全方向，并且阻火器加以保护。如果排放的油品较重，事故储罐应具有保温或加热设施。蒸汽加热盘管的面积应按48h升温30℃设计。几个装置共用一个放空塔、池设施排液时，冷却器就布置在装置内，由各装置自行管理。几个装置共用一条紧急排液管线时，其连接处必须各加单向阀，防止物料窜流。紧急放空池应设简易的隔油设施和可将污油抽送至污油罐或燃料油罐的蒸汽泵或电力油泵。污油泵的输送能力以8h内送完一次最大排放量选定。池内污水应靠自流流入污水处理厂进行安全和净化处理，并且宜设置用蒸汽吹扫污水管的接管。3.7　加强消防安全管理应急排放可燃液体物料属于火灾危险性操作，必须加强消防安全管理。应制订完善的安全操作规程，并且严格执行，确保操作安全。在紧急排液的状态下应实施消防现场监护，及时处理意外情况。紧急排液后，必须用蒸汽吹扫整个排放管线和冷却器。