各行業(yè)生產(chǎn)管理知識匯集337

1、高溫下油品生產(chǎn)中的風(fēng)險(xiǎn)分析及防范措施摘 要：高溫條件下油品生產(chǎn)存在很多不安全因素。如果安全防護(hù)措 施考慮不充分或者操作不當(dāng)，會(huì)發(fā)生突沸串油和自燃著火事故。通過 對高溫下油品危險(xiǎn)性分析，論述了高溫條件下油品在液態(tài)儲(chǔ)存、運(yùn)輸 及混合等操作時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。并結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和事故案例，提 出了高溫下油品生產(chǎn)及加工的安全防護(hù)措施。關(guān)鍵詞：高溫；油品；生產(chǎn)加工；防范措施前言隨著鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展和國際市場對焦炭需求的增加近幾年 我國煉焦工業(yè)高速發(fā)展。煤焦油是煉焦中的副產(chǎn)品，煤焦油的產(chǎn)量隨 焦炭產(chǎn)量的增加而增加 。煤焦油化工很多單元操作須把油品加熱后來 實(shí)現(xiàn)。特別是重質(zhì)油品具有沸點(diǎn)高、凝固點(diǎn)高的特性，這些

2、重質(zhì)油晶 在生產(chǎn)和加工過程中，為使其具有良好的流動(dòng)性，工藝過程都是在高 溫條件下完成的。高溫下油品生產(chǎn)存在很多不安全因素，受工藝條件 限制，油品溫度有時(shí)要高于閃點(diǎn)和自燃點(diǎn)，如果安全防護(hù)措施考慮不 充分或者操作不當(dāng)，會(huì)發(fā)生突沸串油事故和自燃著火爆炸事故。在特 殊操作 （開、停工，檢修 ）和生產(chǎn)不正常時(shí)，還會(huì)發(fā)生油晶溫度低于凝 固點(diǎn)堵塞設(shè)備和管道事故，影響生產(chǎn)。2 高溫下油品突沸串油及防范措施高溫條件下油品的操作，由于油品質(zhì)量上的差別以及生產(chǎn)過程中 不可避免地有水進(jìn)入系統(tǒng)，因此在油品升溫或高低溫油晶混合時(shí)，會(huì) 出現(xiàn)能量聚集和突然釋放，發(fā)生油晶突沸串油現(xiàn)象，影響正常生產(chǎn)， 甚至引發(fā)火災(zāi)爆炸事故。2.

3、1 突沸產(chǎn)生的原因 突沸產(chǎn)生的主要原因是高低溫油晶混合或升溫時(shí) ，油晶積聚的大 量能量傳遞給低沸點(diǎn)物質(zhì) （主要指輕質(zhì)油品和水分 ），使之處于非穩(wěn)定 狀態(tài)或過熱狀態(tài)，達(dá)到一定程度后，低沸點(diǎn)物質(zhì)在有限空間內(nèi)突然汽 化造成的，一般包括能量聚集和能量傳遞釋放兩個(gè)階段。2.1.1 能量聚集當(dāng)油品必須在高溫狀態(tài)下進(jìn)行生產(chǎn)操作時(shí) ，如煤瀝青輸送溫度超過 180；在 200 左右時(shí)，以煤瀝青回兌粘度較小的焦油餾分生 產(chǎn)燃料油，油品本身聚集了大量的能量。這種帶有大量能量的油品處 于一種非穩(wěn)定狀態(tài)，尤其是含有水分的油品，當(dāng)溫度超過 100 時(shí)， 水分處于過熱狀態(tài)，很容易突然急劇汽化。2.1.2 能量傳遞釋放 油晶

4、在聚集大量能量的同時(shí)，會(huì)以各種形式向外界釋放能量，如 同外界環(huán)境進(jìn)行熱傳遞或熱交換、油晶和水分的蒸發(fā)等。一般情況 下，若生產(chǎn)操作，儲(chǔ)存條件穩(wěn)定，能量釋放處于緩慢平和狀態(tài)，是不 會(huì)發(fā)生突沸現(xiàn)象的。然而，若這種能量釋放具有突發(fā)性，像高低溫油 品混合，能量傳遞推動(dòng)力突然加強(qiáng)或處于過熱狀態(tài)的物質(zhì)由于外界條 件的變化，能量突然散發(fā)，往往會(huì)引起突沸現(xiàn)象。2.2 高溫下油品突沸的防范防止高溫下油品突沸的措施和對策主要是根據(jù)物料的沸點(diǎn)情況， 避免形成能量突然釋放的條件。2.2.1 防止冷熱油品混合 高溫油晶進(jìn)人存有低沸點(diǎn)油品或水的設(shè)備時(shí)，隨著高溫油品進(jìn)入 量的增多，熱交換速度的增快，易產(chǎn)生突沸。如某廠在生產(chǎn)煤

5、瀝青筑 路油時(shí)，貯槽內(nèi)油品在未預(yù)熱又沒有開泵循環(huán)攪拌的情況下，加進(jìn) 260 的熱油 5h 后發(fā)生突沸，油品從貯槽頂部人孔串出 10 余米高。大量低沸點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)人儲(chǔ)存有較高溫度的高沸點(diǎn)油晶的設(shè)備時(shí)，并 充分接觸，易產(chǎn)生突沸。如某廠在配制煤瀝青燃料油時(shí)，誤將含水的 焦油餾分油加入溫度為 300 的煤瀝青貯槽。發(fā)生強(qiáng)烈突沸，突沸時(shí) 貯槽發(fā)生振動(dòng)。因此，應(yīng)盡量避免冷物料，特別是低沸點(diǎn)冷物料 （或水 ），進(jìn)入儲(chǔ)存 有大量熱物料的設(shè)備，或大量高溫油晶進(jìn)入存有低沸點(diǎn)冷物料的設(shè) 備。22 2 正確的加熱方式對于輕油 （比重小于 1），一般很少含有溶解水，而分離水沉積在設(shè) 備底部，這種情況下，油品在設(shè)備內(nèi)溫度不宜

6、超過水在該壓力下的飽 和溫度。如果達(dá)到水的飽和溫度 ，水會(huì)發(fā)生沸騰 ，使熱交換迅速進(jìn)行， 水急劇汽化產(chǎn)生突沸。如某廠工藝要求將輕質(zhì)油品加熱到 140 ，且 在平底貯槽內(nèi)進(jìn)行 ，由于生產(chǎn)過程不可避免地有少量水帶入系統(tǒng)積在 貯槽底部結(jié)果當(dāng)溫度達(dá)到 120 時(shí)，多次發(fā)生突沸。當(dāng)對含有溶解水的重質(zhì)油進(jìn)行脫水操作時(shí)，升溫速度過快、操作 條件不穩(wěn)定，易產(chǎn)生突沸。如某廠在焦油間歇蒸餾操作時(shí)，焦油含水在 10 左右，溫度達(dá)到 102 以后進(jìn)人脫水階段，升溫速度過快， 產(chǎn)生突沸串塔。熔化高凝固點(diǎn)油品時(shí)，如果熔化速度過快，水分短時(shí)間蒸發(fā)，易 發(fā)生突沸溢油 。如用煤氣加熱熔化瀝青操作 ，經(jīng)常發(fā)生溢油著火事故 。為避

7、免油品在加熱操作過程中發(fā)生突沸現(xiàn)象，應(yīng)掌握正確的加熱 方法，比重小于水的油品不宜在儲(chǔ)存設(shè)備中加熱，工藝要求在儲(chǔ)存設(shè) 備中加熱時(shí)，溫度應(yīng)控制在儲(chǔ)存壓力下低沸點(diǎn)物料的飽和溫度以下。 當(dāng)含有溶解水的重油進(jìn)行脫水操作或熔化高凝固點(diǎn)油晶時(shí) ，在脫水階 段應(yīng)當(dāng)恒溫蒸發(fā)脫水，不可急于升溫，以免升溫過快，水分來不及蒸 發(fā)，處于過熱狀態(tài)，達(dá)到一定程度后發(fā)生突沸。3 高溫下油品的自然和防護(hù)措施般，液燃點(diǎn)越高；液體油品相對密可燃物不與明火接觸而 體油晶相對密度越小，其閃點(diǎn)越低，而自度越大 ，閃點(diǎn)越高，而自燃點(diǎn)越低 。表 13 1 自燃的形式自燃有受熱自燃和自熱自燃 2 種。受熱自燃：可燃物被加熱到一定溫度，即使不與

8、明火接觸也能自 行著火的現(xiàn)象，稱為受熱自燃?？扇嘉餆o明火作用而自行著火的最低 溫度，稱為自燃點(diǎn)。自熱自燃：某些物質(zhì)在沒有外來熱源作用下，由于物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生 化學(xué)、物理和生物化學(xué)作用而產(chǎn)生熱量，逐步積聚使物質(zhì)溫度達(dá)到自 燃點(diǎn)發(fā)生燃燒的現(xiàn)象稱為自熱自燃。3 2 高溫下油品的自然著火與防范防止高溫油晶自燃著火的措施和對策主要是根據(jù)油品自燃點(diǎn)的高 低，破壞燃燒所具備的條件。32 1 硫化物自燃著火石油化工和煤焦化工很多物料都含有硫化物，在工藝條件下，硫 化物和有機(jī)硫化物對設(shè)備的直接腐蝕作用，形成硫化鐵和硫化亞鐵。 干燥的硫化鐵和硫化亞鐵在較低溫度下 ，甚至能在常溫的空氣中自行 發(fā)熱燃燒。在生產(chǎn)時(shí)如果操作

9、不當(dāng)或安全防護(hù)措施不到位，很容易發(fā) 生硫化物自燃著火事故，這種事故比較常見，危害較大，下面僅舉一 例。鞍鋼化工廠煉焦化產(chǎn)品回收車間高 37m 、直徑 4 5m 的脫酚塔 于 1990 年 8 月 22 日 19 時(shí) 50 分突然倒塌。其經(jīng)過是對塔進(jìn)行檢 修時(shí)，按操作規(guī)程的停塔步驟停塔，并直接用蒸汽對塔進(jìn)行置換吹掃 18h ，停止蒸汽吹掃 6h 后，將塔體人孔蓋等打開通風(fēng)涼塔。打開人 孔蓋 40min 后，發(fā)現(xiàn)塔體下半部人孔往外冒黃煙，立即將除塔頂?shù)?裝孔外的其余已打開的人孔全部封閉，并直接通人蒸汽置換，黃煙立 即消失。為盡早進(jìn)行檢修，通人蒸汽 40min 后便將蒸汽停下，同時(shí) 用一臨時(shí)膠管向塔

10、內(nèi)填料段加水。 5h 后再次發(fā)現(xiàn)從塔頂冒黃煙，即 又向塔內(nèi)通入蒸汽， 3-5min 后塔體開始傾斜，傾斜到一定角度突然 倒塌，將距塔下 30m 處的脫酚泵房砸毀。此時(shí)，切斷電源，繼續(xù)往 塔內(nèi)填料段噴水，但由于塔體被摔得支離破碎，無法阻止空氣進(jìn)入， 塔內(nèi)填料段仍繼續(xù)自燃，倒塌 16h 后自燃達(dá)到最猛烈階段，過后逐 漸減弱直至熄滅。分析發(fā)生自燃的原因：脫酚塔是用蒸汽蒸吹法從剩余氨水蒸氨后 的廢水中脫酚的主要設(shè)備。由于廢水中仍含有少量的氨、氰化氫和硫 化氫，而廢水在脫酚塔內(nèi)操作溫度的條件下，其中氰化氫、硫化氫首 先分別被解析出來，轉(zhuǎn)移到蒸汽中并在吸收段被燒堿溶液吸收，與鐵 （金屬填料 ）充分接觸，生

11、成了硫化亞鐵，硫化鐵。隨著時(shí)間的延長， 硫化亞鐵便逐漸積累起來 ，達(dá)到了在適宜溫度下遇空氣引起自燃的條 件。在塔用蒸汽置換清掃后，溫度尚未降下來時(shí)打開了塔的所有人子 L，在塔內(nèi)形成了空氣的較強(qiáng)對流。此時(shí)，脫酚塔內(nèi)的硫化亞鐵、硫 化鐵、溫度和流通的空氣具備了自燃條件，發(fā)生了自燃。防范措施：在對有可能生成硫化鐵和硫化亞鐵的設(shè)備進(jìn)行檢修 時(shí)，對設(shè)備置換結(jié)束后，應(yīng)加水降溫，待溫度降至常溫后，再打開設(shè) 備進(jìn)行檢修。如果檢修時(shí)間較長，應(yīng)每間隔一段時(shí)間向塔內(nèi)通足量的 水進(jìn)行降溫。32 2 高溫聚合物的自燃著火油品在高溫作用下，會(huì)發(fā)生熱裂解和熱聚合反應(yīng)，生成固體物質(zhì) 聚結(jié)在設(shè)備表面。這些固體物質(zhì)長時(shí)間在高溫作

12、用下不斷析出油分 和氣體，這種固體容易自燃。其自燃點(diǎn)的變化規(guī)律與下列因素有關(guān)： 熱分解和熱聚合程度越深，析出的油分和氣體越多，自燃點(diǎn)越低；受 熱時(shí)間越長，自燃點(diǎn)越低。長時(shí)間高溫狀態(tài)下運(yùn)行的油晶加工設(shè)備， 在運(yùn)行和檢修時(shí)，容易發(fā)生自燃著火事故。某煤焦油化工廠改質(zhì)瀝青生產(chǎn)裝置的改質(zhì)瀝青中間槽曾發(fā)生多起 自燃著火事故。改質(zhì)瀝青生產(chǎn)工藝過程為：原料中溫瀝青在反應(yīng)釜 內(nèi)，經(jīng) 380-400C 熱處理 6h 左右，進(jìn)入改質(zhì)瀝青中間槽，再由液 下泵輸送至產(chǎn)品高位槽。改質(zhì)瀝青中間槽為常壓豎式平頂貯槽。第一次自燃著火是在正常生產(chǎn)情況下，操作人員巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)改質(zhì) 瀝青中間槽頂部鋼板由于槽內(nèi)部受熱發(fā)紅。當(dāng)時(shí)不知是什么

13、原因，另 一人來改質(zhì)瀝青中間槽取試樣進(jìn)行化驗(yàn)，當(dāng)打開取樣孔蓋板時(shí)，由于 大量空氣進(jìn)入，與瀝青蒸氣 （通常稱瀝青煙 ）形成爆炸混合氣體，并發(fā) 生著火，由取樣孔噴出，將取樣人員燒傷。另一次自燃著火是改質(zhì)瀝青因故障臨時(shí)停車后，恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)發(fā)生 的。停車時(shí)間大約 6h ，故障處理完畢，改質(zhì)瀝青中間槽溫度約在 190 左右，改質(zhì)瀝青開始投料生產(chǎn)，當(dāng)改質(zhì)瀝青合格后由改質(zhì)釜進(jìn) 人中間槽時(shí)，突然發(fā)生著火，著火氣流將未上螺栓的人孔蓋頂開，火 焰串出數(shù)米高。分析事故原因： 2 次著火原因均是因?yàn)樽匀家?。改質(zhì)瀝青中間 槽長期在 360- 400 高溫狀態(tài)下工作，由于高溫作用，改質(zhì)瀝青發(fā) 生聚合、裂解反應(yīng)，生成主要成

14、分為碳的固體物質(zhì)沉積在中間槽內(nèi)部 表面。這些固體物質(zhì)在中間槽內(nèi)的工作環(huán)境中，繼續(xù)發(fā)生復(fù)雜的物理 化學(xué)變化，自燃點(diǎn)不斷降低，很容易發(fā)生白燃。第一次事故是因?yàn)橹?間槽密封性不好 （因?yàn)槿拥刃枰?），放散管與瀝青煙凈化系統(tǒng)相連， 使中間槽內(nèi)呈微負(fù)壓。有少量氣體進(jìn)入中間槽內(nèi)，與中間槽內(nèi)表面沉 積的固體物質(zhì)接觸，在工作溫度下發(fā)生自燃，使中間槽頂部鋼板受熱 發(fā)紅。由于進(jìn)入空氣量少，且空氣比重小于瀝青煙比重，只在中間槽 內(nèi)頂部發(fā)生自燃。當(dāng)取樣工打開取樣口時(shí)，大量空氣被吸人中間槽 內(nèi)，與瀝青煙混合形成大量混合爆炸性氣體，與自燃產(chǎn)生的明火相 遇，發(fā)生著火事故。第二次自燃事故是改質(zhì)瀝青裝置臨時(shí)停工時(shí)，將 中間槽

15、瀝青全部打入成品高位槽。在降溫過程中空氣進(jìn)入中間槽內(nèi)， 槽內(nèi)溫度當(dāng)時(shí)還在儲(chǔ)槽內(nèi)壁固體物質(zhì)自燃點(diǎn)以上，遇空氣發(fā)生自燃， 當(dāng)時(shí)由于中間槽處于降溫過程，瀝青煙氣不斷冷凝，未形成混合爆炸 性氣體，當(dāng)裝置重新生產(chǎn)，合格瀝青進(jìn)人中間槽時(shí)，閃蒸大量瀝青煙 與自燃明火接觸發(fā)生著火。防范措施：高溫油品設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)避免空氣進(jìn)入，使用密 閉容器儲(chǔ)存高溫油品時(shí)，應(yīng)增設(shè)防爆板為宜，當(dāng)工藝需要必須在設(shè)備 上開口時(shí)應(yīng)采取特殊防護(hù)措施 。如某廠將改質(zhì)瀝青中間槽取樣口改為 插人管的形式，既可達(dá)到取樣的目的，又可避免空氣進(jìn)入槽內(nèi)。高溫 油晶生產(chǎn)臨時(shí)停工后，重新恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)，由于停工時(shí)間短，設(shè)備溫度 尚未完全降下來，有可能發(fā)生

16、固體反應(yīng)物自燃，在進(jìn)熱油晶之前，應(yīng) 先用蒸汽吹掃一下設(shè)備，可能達(dá)到滅火和置換空氣雙重目的，但應(yīng)保 證吹掃后設(shè)備內(nèi)沒有存水，以免進(jìn)人高溫油品時(shí)發(fā)生危險(xiǎn)。4 高溫下油品特殊操作時(shí)的加熱方法與安全防范 高沸點(diǎn)、高凝固點(diǎn)油品須在較高溫度條件下進(jìn)行儲(chǔ)存和輸送。在 特殊操作 （開停工操作、突然停電、流量不穩(wěn)定等 ）時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)油晶 凝固在設(shè)備和管道內(nèi)的生產(chǎn)事故。為避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，在工藝設(shè) 計(jì)和生產(chǎn)過程中，通常采取對設(shè)備和管道進(jìn)行加熱的方法來解決。如 果加熱方式不對或操作不當(dāng)，會(huì)發(fā)生事故。4 1 蒸汽加熱方式及安全防范 為了防止由于溫度低，高沸點(diǎn)、高凝固點(diǎn)油品在設(shè)備和管道中凝 固，最常用的加熱方法是用蒸

17、汽加熱的方法。用蒸汽加熱很多操作過 程都是先用蒸汽間接對設(shè)備和管道進(jìn)行加熱，然后停蒸汽，向設(shè)備和 管道內(nèi)加入高溫的高沸點(diǎn)、高凝固點(diǎn)油晶。這種情況下，不可避免地 在蒸汽通道內(nèi)殘留有蒸汽冷凝水，隨著高溫油晶進(jìn)人管道和設(shè)備，整 個(gè)系統(tǒng)被高溫油品加熱，溫度升高。這時(shí)蒸汽通道的蒸汽冷凝水被重 新加熱汽化，由于進(jìn)氣閥門已關(guān)閉，出氣點(diǎn)安裝疏水器，此時(shí)，致使 蒸汽通道產(chǎn)生的蒸汽被憋在里面，隨著溫度的升高，蒸汽通道內(nèi)飽和 蒸汽壓力也升高，當(dāng)溫度升至 300 時(shí)，飽和蒸汽壓力為 8.7MPa ， 當(dāng)溫度升至 370 時(shí)，飽和蒸汽壓力高達(dá) 21.4MPa ，這樣高的壓力， 很容易損壞設(shè)備和管道管件。某煤焦油化工廠，

18、瀝青輸送管道采用蒸汽伴管進(jìn)行加熱，閥門是 蒸汽夾套閥，生產(chǎn)工藝為間斷性輸送 360- 400 的高溫度瀝青。停 止輸送瀝青時(shí)，閥門夾層內(nèi)有蒸汽冷凝水，通入高溫度瀝青后，閥門 夾層內(nèi)水被加熱汽化壓力升高，多次發(fā)生閥門夾層外殼爆裂事故。又一某煤焦油化工廠，工業(yè)萘蒸餾裝置為了開停工操作方便，在2 個(gè)萘蒸餾塔底部安裝了蒸汽加熱器。開工準(zhǔn)備時(shí)用蒸汽加熱塔底油 晶至 100 后，開始正常用管式加熱爐加熱升溫 ，當(dāng)溫度升至 270 時(shí)，蒸汽加熱管突然破裂 （使用時(shí)間較長，局部腐蝕 ），塔底壓力急劇 升高， lmin 后恢復(fù)正常，檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)塔底部兩層塔盤受力變形。防范措施：管道和設(shè)備用蒸汽加熱完畢后，將蒸汽加

19、熱系統(tǒng)疏水 器旁通閥門打開，然后才允許慢慢進(jìn)入高溫油品，這樣蒸汽通道內(nèi)蒸 汽冷凝水被加熱汽化后由疏水器旁通閥排出，達(dá)到泄壓的目的。間歇 生產(chǎn)過程，高溫油晶切換頻次比較大時(shí)，不宜采用蒸汽加熱方式。 4 2 電加熱方式及安全防范為了克服工藝管道和容器用蒸汽加熱存在的弊端，國內(nèi)外研制由 電能轉(zhuǎn)換為熱能 - 電加熱的方式來補(bǔ)充物料在工藝過程中所散失的 熱量，以維持流體合理的工藝溫度。它具有體積小，可靠性高；無 噪音 "和"跑，冒、滴，漏 "等現(xiàn)象，無污染；易于控制等特點(diǎn)。主要有 電伴熱和管道電加熱兩種形式。42 1 電伴熱方式電伴熱系統(tǒng)由電源開關(guān)柜、電源接線盒，防爆溫度控制器、尾端 盒及安裝附件等組成 ，通過電源電纜和電熱帶的連接形成電源回路系 統(tǒng)。電伴熱系統(tǒng)電熱帶熱量分布均勻，可以通過溫度控制系統(tǒng)嚴(yán)格跟 蹤溫度，自動(dòng)停電、送電來保證管道和設(shè)備溫度穩(wěn)定。設(shè)備，工藝管 道采用電伴熱與蒸汽加熱相比，有明顯的優(yōu)勢。但如果設(shè)計(jì)，安裝不 當(dāng)，容易產(chǎn)生局部過熱使油品結(jié)焦。某廠改質(zhì)瀝青管道采用電伴熱方式進(jìn)行加熱保溫，生產(chǎn)過