2019消防工程師必背知識(shí)點(diǎn)二十二：石油化工防火之生產(chǎn)防火

第四篇 其他建筑、場所防火

第二章 石油化工防火

第二節(jié)生產(chǎn)防火

石油化工生產(chǎn)工藝復(fù)雜，易燃易爆，必須高度重視生產(chǎn)工藝防火。石油化工生產(chǎn)工藝包括兩大分支：一是石油煉制體系，將石油加工成各種燃料油、潤滑油、石蠟、瀝青等產(chǎn)品;二是石油化工體系，將石油通過分餾、裂解、分離、合成等一系列過程生產(chǎn)各種石油化工產(chǎn)品。

生產(chǎn)過程大致分為三個(gè)階段：其一為基本有機(jī)化工生產(chǎn)過程。以石油和天然氣為起始原料，經(jīng)過煉制、熱裂解、分離等步驟制得三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)、三苯(苯、甲苯、二甲苯)、乙炔和萘等基本有機(jī)原料的生產(chǎn)過程。其二為有機(jī)化工生產(chǎn)過程。在“三烯、三苯、乙炔、萘”的基礎(chǔ)上，通過各種合成步驟制得醇、醛、酮、酸、酯、醚、酚、腈、鹵代烴等有機(jī)原料的生產(chǎn)過程。其三為子化工生產(chǎn)過程。在以上基本有機(jī)原料和有機(jī)原料的基礎(chǔ)上，通過各種聚合、縮合步驟制得合成纖維、合成塑料、合成橡膠等最終產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。

一、裝置布置

石油化工生產(chǎn)主要有常減壓、催化裂化、延遲焦化、催化重整、加氫、電精制、硫磺回收、氣體分離、脫硫醇、烷基化、溶劑油、潤滑劑等裝置。

在廠區(qū)內(nèi)合理布置工藝裝置，是保證工藝流程合理，以取得較好經(jīng)濟(jì)利益的重要條件，同時(shí)也是保證安全生產(chǎn)的重要條件。在安排它們的位置時(shí)，要考慮它們的火災(zāi)危險(xiǎn)類別，合理進(jìn)行布置。

1.工藝生產(chǎn)裝置區(qū)域內(nèi)的露天設(shè)備、儲(chǔ)罐、建筑物、構(gòu)筑物等，宜按生產(chǎn)流程集中合理布置。

2.工藝生產(chǎn)裝置區(qū)域內(nèi)的設(shè)備宜布置在露天敞開式或半敞開式的建(構(gòu))筑物內(nèi)，按生產(chǎn)流程、地勢、風(fēng)向等要求，分別集中布置。明火設(shè)備應(yīng)集中布置在區(qū)域內(nèi)的邊緣部位，放在散發(fā)可燃?xì)怏w設(shè)備、建(構(gòu))筑物的側(cè)風(fēng)向或上風(fēng)向。但是有飛火的明火設(shè)備，應(yīng)該布置在上述設(shè)備的建(構(gòu))筑物的側(cè)風(fēng)向，并應(yīng)該遠(yuǎn)離可能泄漏液化石油氣、可燃?xì)怏w、可燃蒸氣的工藝設(shè)備及儲(chǔ)罐。

3.有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)的甲、乙類生產(chǎn)設(shè)備、建(構(gòu))筑物宜布置在裝置區(qū)的邊緣，其中有爆炸危險(xiǎn)和高壓的設(shè)備，一般布置在一側(cè)，必要時(shí)設(shè)置在防爆構(gòu)筑物內(nèi)。

4.容器組、大型容器等危險(xiǎn)性較大的壓力設(shè)備和機(jī)器應(yīng)遠(yuǎn)離儀表室、變電所、配電所、分析化驗(yàn)室及人員集中的辦公室與生活室。儀表室、變電所、分析化驗(yàn)室、壓縮機(jī)房、泵房等建筑物的屋頂上，不應(yīng)設(shè)置液化氣體、易燃及可燃液體的容器。

5.自控儀表室、變配電室不應(yīng)與有可能泄漏液化石油氣及散發(fā)相對(duì)密度大于0.7的可燃?xì)怏w甲類生產(chǎn)設(shè)備、建筑物相鄰布置。如必需相鄰布置時(shí)，應(yīng)用密封的不燃性實(shí)體墻或走廊相隔，必要時(shí)宜采取室內(nèi)正壓通風(fēng)設(shè)施，其地面標(biāo)高要高出裝置地面0.6m以上。

6.在一座廠房內(nèi)有不同生產(chǎn)類別，因?yàn)榘踩枰糸_生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)用不開孔洞的防火墻隔開。在同一建筑物內(nèi)布置有多種毒害物質(zhì)時(shí)，應(yīng)按產(chǎn)品毒性大小予以隔開，儲(chǔ)存有害物質(zhì)的儲(chǔ)罐，盡可能布置在室外或敞開式建筑物內(nèi)。

7.有害物質(zhì)的工藝設(shè)備，應(yīng)布置在操作地點(diǎn)的下風(fēng)側(cè)。在多層建筑物內(nèi)，設(shè)置有散發(fā)有害氣體及粉塵的工藝設(shè)備時(shí)，應(yīng)盡可能布置在建筑物上層，如需布置在下層時(shí)，則應(yīng)有防止污染上層空氣的有效措施。

8.可燃?xì)怏w及易燃液體的在線自動(dòng)分析儀器室，應(yīng)設(shè)置在生產(chǎn)現(xiàn)場或與分析化驗(yàn)室等輔助建筑物相隔開的單獨(dú)房間內(nèi)。

9.工藝生產(chǎn)裝置內(nèi)設(shè)備、建筑物平面布置的防火間距，不應(yīng)小于表4-2-1的規(guī)定。

2 裝置儲(chǔ)罐(組)的總?cè)莘e應(yīng)符合《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50160第5.2.22條的規(guī)定。當(dāng)裝置儲(chǔ)罐的總?cè)莘e：液化烴儲(chǔ)罐小于50m3、可燃液體儲(chǔ)罐小于100m3、可燃?xì)怏w儲(chǔ)罐小于200m3時(shí)，可按操作溫度低于自燃點(diǎn)的“其他工藝設(shè)備”確定其防火間距;

3 查不到自燃點(diǎn)時(shí)，可取250℃;

4 裝置儲(chǔ)罐組的防火設(shè)計(jì)應(yīng)符合《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50160第6章的有關(guān)規(guī)定;

5 丙B類液體設(shè)備的防火間距不限;

6 散發(fā)火花地點(diǎn)與其他設(shè)備防火間距同明火設(shè)備;

7 表中“—”表示無防火間距要求或執(zhí)行相關(guān)規(guī)范，“*”表示裝置儲(chǔ)罐集中成組布置。

二、工藝操作防火

在石油化工生產(chǎn)中，“對(duì)加工物質(zhì)的危險(xiǎn)性認(rèn)識(shí)不足”、“誤操作問題”、“化學(xué)工藝問題”三類因素是主要的致災(zāi)因素。實(shí)踐證明，只有通過有效的管理才能對(duì)危險(xiǎn)性進(jìn)行有效的控制，做到人、物和管理的有機(jī)結(jié)合。

(一)要保證原材料和成品的質(zhì)量

有的原材料或成品含有某種雜質(zhì)時(shí)，就會(huì)給以后生產(chǎn)或儲(chǔ)運(yùn)過程留下事故隱患，因此要有專人負(fù)責(zé)領(lǐng)發(fā)料，建立專門制度，配料時(shí)應(yīng)取樣化驗(yàn)分析，核對(duì)品種、成分、數(shù)量，除去有害雜質(zhì)，以保證原料的純凈。

(二)要嚴(yán)格掌握原料的配比

催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)的速度影響很大，如果配比失誤，多加了催化劑，就可能發(fā)生危險(xiǎn)?？扇?、易燃物與氧化劑進(jìn)行反應(yīng)的生產(chǎn)，應(yīng)嚴(yán)格控制氧化劑的投量。在某一配比條件下能夠形成爆炸性混合物的生產(chǎn)，應(yīng)控制在爆炸極限范圍以外，或添加水蒸氣、氮?dú)獾榷栊詺怏w進(jìn)行稀釋，以減少生產(chǎn)過程中的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)。

(三)防止加料過快過多

在化學(xué)反應(yīng)中，投料要有一定的速度和數(shù)量，不然，可能會(huì)引起劇烈的化學(xué)反應(yīng)，造成跑冒物料，甚至發(fā)生火災(zāi)爆炸。對(duì)于放熱反應(yīng)過程，則會(huì)造成發(fā)熱量過大，當(dāng)冷卻能力不足時(shí)，可能發(fā)生危險(xiǎn)。一次投料的生產(chǎn)，如果投料過量，物料升溫后體積膨脹，可能造成設(shè)備或容器爆裂。因此，液化氣體和易燃液體應(yīng)按設(shè)備容積的80%裝料，過量則有發(fā)生設(shè)備或容器爆裂的危險(xiǎn)。

(四)注意物料的投料順序

石油、化工生產(chǎn)，必須嚴(yán)格按照一定的投料順序進(jìn)行操作。例如，氯化氫合成應(yīng)先投氫后投氯，三氯化磷生產(chǎn)應(yīng)先投磷后投氯，硫磷酯與一甲胺反應(yīng)時(shí)，應(yīng)先投硫磷酯，再滴加一甲胺，否則有發(fā)生燃燒爆炸的危險(xiǎn)。

(五)防止跑、冒、滴、漏

生產(chǎn)設(shè)備、儲(chǔ)存容器和輸送管線等都要密閉，否則，漏出的易燃液體、可燃?xì)怏w，隨時(shí)都有發(fā)生火災(zāi)爆炸的危險(xiǎn)。

(六)嚴(yán)格控制溫度

反應(yīng)物料都是在適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行反應(yīng)，如果超溫，反應(yīng)物就有可能分解著火或發(fā)生爆炸?；瘜W(xué)反應(yīng)在升溫過快、過高或冷卻降溫設(shè)施發(fā)生故障時(shí)，可能引起劇烈反應(yīng)而發(fā)生沖料或爆炸。有時(shí)化學(xué)反應(yīng)由于溫度下降而造成反應(yīng)速度減慢或停滯，當(dāng)反應(yīng)溫度恢復(fù)正常時(shí)，由于未反應(yīng)的物料過多發(fā)生劇烈反應(yīng)而爆炸。有時(shí)由于溫度下降使物料凍結(jié)，堵塞管道甚至造成設(shè)備、管道破裂，跑、漏易燃易爆物料而發(fā)生火災(zāi)爆炸。因此，必須按照操作規(guī)程進(jìn)行，嚴(yán)格控制溫度。

(七)嚴(yán)格控制壓力

生產(chǎn)用的反應(yīng)器和設(shè)備只能承受一定的壓力，如果壓力過高，可能造成設(shè)備、管道爆裂或化學(xué)反應(yīng)劇烈而發(fā)生爆炸。正壓生產(chǎn)的設(shè)備、管道等如果形成負(fù)壓，把空氣吸入設(shè)備、管道內(nèi)，與易燃易爆物質(zhì)形成爆炸性混合物，有發(fā)生火災(zāi)爆炸的危險(xiǎn)。負(fù)壓生產(chǎn)的設(shè)備、管道，如果出現(xiàn)正壓情況，易跑、漏易燃易爆物料而發(fā)生危險(xiǎn)。在各種不同壓力下生產(chǎn)的設(shè)備和管道，要防止高壓系統(tǒng)的壓力竄入低壓系統(tǒng)造成設(shè)備、管道爆裂。高壓設(shè)備、管道和容器應(yīng)有足夠的耐壓強(qiáng)度，并安裝安全閥、壓力計(jì)等安全裝置，定期進(jìn)行檢查。

(八)防止攪拌中斷

有的生產(chǎn)過程如果中斷攪拌可能造成散熱不良，或局部反應(yīng)劇烈而發(fā)生危險(xiǎn)。因此，為防止中斷攪拌，應(yīng)考慮安裝二路電源或采取其他安全措施(如人工攪拌等)。

(九)嚴(yán)守操作規(guī)程

操作人員要熟悉生產(chǎn)工藝流程，操作時(shí)嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作，并了解原材料性質(zhì)和設(shè)備特點(diǎn)，一旦出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)能迅速處置。

(十)作好抽樣探傷

由于石油化工設(shè)備及受壓容器，在溫度應(yīng)力、交變應(yīng)力、介質(zhì)強(qiáng)烈腐蝕等惡劣條件的作用下，容易出現(xiàn)泄漏，造成火災(zāi)和中毒事故。所以，每年都要作抽樣探傷，必要時(shí)，還要做100%的檢查。

三、泄壓排放

石油化工生產(chǎn)的工藝裝置和設(shè)備、儲(chǔ)存運(yùn)輸設(shè)備，常常需要排放可燃?xì)怏w或蒸氣,為了確保排放安全，防止火災(zāi)爆炸事故發(fā)生，排放設(shè)施必須從工藝上和設(shè)計(jì)上采取相應(yīng)的安全措施。安全泄壓裝置是化工過程中必不可少的安全附件,當(dāng)被保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)壓力超過規(guī)定值時(shí)，泄壓裝置動(dòng)作并向外排放介質(zhì)，防止壓力繼續(xù)升高而導(dǎo)致承壓設(shè)備破壞。

(一)泄壓排放設(shè)施種類

泄壓排放設(shè)施按其功能分為兩種：一種是正常情況下排放，如生產(chǎn)裝置開車時(shí)，工藝設(shè)備吹掃時(shí)和停車檢修時(shí)，需將設(shè)備內(nèi)的廢氣、廢液排空;化工產(chǎn)品的儲(chǔ)存區(qū)和裝卸區(qū)，為保證系統(tǒng)在工藝上和安全上的需要，把可燃蒸氣和氣體排入大氣。另一種是事故情況下排放，當(dāng)反應(yīng)物料發(fā)生劇烈反應(yīng)，采取加強(qiáng)冷卻，減少投料等措施難以奏效，不能防止反應(yīng)設(shè)備超壓、超溫而發(fā)生爆燃或分解爆炸事故，應(yīng)將設(shè)備內(nèi)物料及時(shí)排放，防止事故擴(kuò)大;或緊急情況下自動(dòng)啟動(dòng)安全閥、爆破片動(dòng)作泄壓;或火災(zāi)時(shí)，為了安全，將危險(xiǎn)區(qū)域的易燃物料放空。甲、乙、丙類的設(shè)備均應(yīng)有這些事故緊急排放設(shè)施。

常用可燃?xì)怏w或蒸氣的排放系統(tǒng)可以利用專門的設(shè)施，或利用通常的工藝管道和容器進(jìn)行排放。大型的石油化工生產(chǎn)裝置都是通過火炬排放易燃易爆氣體?；鹁嫦到y(tǒng)是指將氣體送至火炬的管線、火炬管(火炬筒)、燃料氣管道、惰性氣體管道、火炬點(diǎn)火、控制及信號(hào)裝置等?？扇?xì)怏w、蒸氣或有毒氣體經(jīng)分離罐分離處理，對(duì)捕集下來的液滴或污液進(jìn)行回收或經(jīng)地下排污管排至安全地點(diǎn);其氣態(tài)物經(jīng)防止回火的密封罐導(dǎo)入火炬系統(tǒng)，焚燒后排放到大氣中。中小型企業(yè)設(shè)置專用火炬進(jìn)行排放有困難時(shí)，可將易燃易爆無毒的氣體通過放空管(排氣筒)直接排入大氣，一般放空管安裝在化學(xué)反應(yīng)器、儲(chǔ)運(yùn)容器等設(shè)備上。

(二)火炬系統(tǒng)的安全設(shè)置

1.防火間距

全廠性火炬，應(yīng)布置在工藝生產(chǎn)裝置、易燃和可燃液體與液化石油氣等可燃?xì)怏w的貯罐區(qū)、裝卸區(qū)，以及全廠性重要輔助生產(chǎn)設(shè)施及人員集中場所全年最小頻率風(fēng)向上風(fēng)側(cè)。火炬與甲、乙、丙類工藝裝置，隔油池，天然氣等石油氣壓縮機(jī)房，液化石油氣等可燃?xì)怏w罐區(qū)和灌裝站、油品罐區(qū)、倉庫以及其他全廠性重要設(shè)施等的防火間距，應(yīng)符合《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50160的要求。距火炬筒30m范圍內(nèi)嚴(yán)禁可燃?xì)怏w放空。

2.火炬高度

火炬高度設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮事故火炬出現(xiàn)最大排放量時(shí)熱輻射強(qiáng)度對(duì)人員和設(shè)備的影響?；鹁娴母叨纫罁?jù)頂端火焰的輻射熱對(duì)地面上人員的熱影響，或大風(fēng)時(shí)火焰長度及傾斜度對(duì)鄰近構(gòu)筑物及生產(chǎn)裝置的熱影響確定，應(yīng)使火焰的輻射熱不致影響人身及設(shè)備的安全。

3.排放能力

火炬的排放能力應(yīng)根據(jù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)、停車大檢修時(shí)、全停電或部分停電時(shí)、儀器設(shè)備故障或發(fā)生火災(zāi)時(shí)等可能出現(xiàn)的排放量中最大可能的排出氣量為準(zhǔn)。必須保證火炬燃燒嘴具有能處理其中最大的氣體排放量的能力。

4.保證排出氣體處理質(zhì)量

火炬具有凈化、排放并使可燃性氣態(tài)物質(zhì)燃燒而消除可燃性的作用。當(dāng)火焰脫離火炬和熄滅時(shí)，會(huì)有大量的有毒和可燃?xì)怏w進(jìn)入大氣，因此火炬的頂部應(yīng)設(shè)常明燈或其他可靠的點(diǎn)火設(shè)施?；鹁嫒紵焓顷P(guān)系到排出氣體處理質(zhì)量的重要部件，要求其噴出的氣流速度要適中，一般控制在音速的1/5左右，即不能吹滅火焰，也不可將火焰吹飛。

5.設(shè)置自動(dòng)控制系統(tǒng)

在中央控制室內(nèi)應(yīng)安裝具有氣體排放，輸送和燃燒等的參數(shù)控制儀表和信號(hào)顯示裝置。主要參數(shù)應(yīng)以極限值信號(hào)裝置的調(diào)節(jié)儀表來控制，如送往火炬噴頭的可燃?xì)怏w和輔助燃?xì)獾牧髁康陀谟?jì)算流量的信號(hào)，火炬噴頭火焰熄滅的信號(hào)，高限排放量的信號(hào)等。

6.設(shè)置安全裝置

為了防止排出的氣體帶液，可燃?xì)怏w放空管道在接入火炬前，應(yīng)設(shè)置分液器。為了防止火焰和空氣倒入火炬筒，在火炬筒上部應(yīng)安裝防回火裝置。為及時(shí)發(fā)現(xiàn)空氣倒入火炬系統(tǒng)的情況，須設(shè)置火炬管內(nèi)出現(xiàn)真空的信號(hào)裝置，并能隨即進(jìn)行聯(lián)鎖，以改變吹洗可燃?xì)怏w和惰性氣體的供給量。為了防止氣體通過液封時(shí)產(chǎn)生水力沖擊或發(fā)生泄漏，應(yīng)該在分離器、液封和冷凝液受槽上，安裝較高和最低液位的信號(hào)裝置。為更好地提高火炬裝置的耐爆性，還可在排放氣體的管道上安裝氣體的最低余壓和流速的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。為保證氣體的無煙燃燒，應(yīng)設(shè)有自動(dòng)調(diào)節(jié)送至火炬噴頭的可燃?xì)怏w和蒸汽比例的調(diào)節(jié)器。當(dāng)排放氣體中含有乙炔或存在爆炸分解危險(xiǎn)時(shí)，在火炬筒的入口前，應(yīng)設(shè)置拉西環(huán)填料的塔式阻火器。

(三)放空管的安全設(shè)置

1.安裝要求

放空管一般應(yīng)設(shè)在設(shè)備或容器的頂部，室內(nèi)設(shè)備安設(shè)的放空管應(yīng)引出室外，其管口要高于附近有人操作的較高設(shè)備2m以上。此外，連續(xù)排放的放空管口，還應(yīng)高出半徑20m范圍內(nèi)的平臺(tái)或建筑物頂3.5m以上;間歇排放的放空管口，應(yīng)高出10m范圍內(nèi)的平臺(tái)或建筑物頂3.5m以上;平臺(tái)或建筑物應(yīng)與放空管垂直面呈45°。

2.設(shè)置安全裝置

排放后可能立即燃燒的可燃?xì)怏w，應(yīng)經(jīng)冷卻裝置冷卻后接至放空設(shè)施。放空管上應(yīng)安裝阻火器或其他限制火焰的設(shè)備，以防止氣體在管道出口處著火，并使火焰擴(kuò)散到工藝裝置中去。

由于緊急放空管和安全閥放空管口均裝于高出建筑物頂部，且排放易燃易爆介質(zhì)，其沖出氣柱較高，容易遭受雷擊，因此放空管口應(yīng)處在防雷保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)放空氣體流速較快時(shí)，為防止因靜電放電引起事故，放空管應(yīng)有良好的接地。有條件時(shí)，可在放空管的下部連接氮?dú)饣蛩魵夤芫€，以便稀釋排放的可燃?xì)怏w或蒸氣，或防止雷擊著火和靜電著火。

3.防止大氣污染

為了防止火災(zāi)危險(xiǎn)和有害人身健康的大氣污染，事故放空大量可燃有毒氣體及蒸氣時(shí)，均須排放至火炬燃燒。排放可能攜帶腐蝕性液滴的可燃?xì)怏w，應(yīng)經(jīng)過氣液分離器分離后，接入通往火炬的管線，不得在裝置附近未經(jīng)燃燒直接放空。

(四)安全閥的設(shè)置

根據(jù)現(xiàn)行相關(guān)法規(guī)規(guī)定，在非正常條件下，可能超壓的下列設(shè)備應(yīng)設(shè)安全閥：

1.頂部較高操作壓力大于等于0.1MPa的壓力容器;

2.頂部較高操作壓力大于0.03MPa的蒸餾塔、蒸發(fā)塔和汽提塔(汽提塔蒸汽通入另一蒸餾塔者除外);

3.往復(fù)式壓縮機(jī)各段出口或電動(dòng)往復(fù)泵、齒輪泵、螺桿泵等容積式泵的出口(設(shè)備本身已有安全閥者除外);

4.凡與鼓風(fēng)機(jī)、離心式壓縮機(jī)、離心泵或蒸汽往復(fù)泵出口連接的設(shè)備不能承受其較高壓力時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)、離心式壓縮機(jī)、離心泵或蒸汽往復(fù)泵的出口;

5.可燃?xì)怏w或液體受熱膨脹，可能超過設(shè)計(jì)壓力的設(shè)備;

6.頂部較高操作壓力為0.03MPa～0.1MPa的設(shè)備應(yīng)根據(jù)工藝要求設(shè)置。