化工火災(zāi)危險性分析.doc

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化工火災(zāi)危險性分析 1.引言 隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，化工企業(yè)迅速崛起，化工生產(chǎn)日益發(fā)達。重慶作為我國西部唯一的直轄市、全國統(tǒng)籌城鄉(xiāng)綜合配套改革試驗區(qū)，其四大支柱產(chǎn)業(yè)之一就是化工業(yè)。而長壽區(qū)又是重慶的化工基地，工業(yè)基礎(chǔ)雄厚。截止目前，長壽化工園區(qū)累計引進企業(yè)116家，其中世界500強企業(yè)4家，跨國公司17家，引資近500億元?；ぎa(chǎn)業(yè)的高度發(fā)達和集中，也使得當?shù)氐幕せ馂?zāi)形勢比較嚴峻。因此，如何有效預(yù)防化工火災(zāi)的發(fā)生，對挽救人民生命、減少經(jīng)濟損失、維護社會穩(wěn)定、服務(wù)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、構(gòu)建和諧社會都具有十分重要的意義。筆者有幸分配到了長壽消防支隊下屬的特勤中隊進行見習，轄區(qū)內(nèi)就包括長壽化工園區(qū)，也開始真正接觸到了化工火災(zāi)，并對化工火災(zāi)的預(yù)防產(chǎn)生了一些粗淺的想法，本文將針對化工生產(chǎn)過程中的火災(zāi)危險性分析進行初步的研究。 2.化工生產(chǎn)的特點 2.1化工物質(zhì)的特點 在化工企業(yè)中，所涉及的絕大多數(shù)化工原料、中間體、成品、半成品、副產(chǎn)品等都具有易燃、易爆、腐蝕性或者有毒有害等特點。以長壽化工園區(qū)內(nèi)的四川維尼綸廠為例，就有乙炔、甲醇、甲醛、醋酸乙烯、乙酸丁酯、醋酸、天然氣、乙醇、液氯、氧氣、雙氧水等多種危險化學(xué)品物質(zhì)，而且儲量都比較大。 2.2化工生產(chǎn)裝置的特點 (1)化工生產(chǎn)裝置種類繁多，各種塔、釜、槽、罐、閥門比比皆是； (2)高度密集，設(shè)備緊湊； (3)各種管道(線)縱橫交錯，上下串通，左右貫穿。 2.3化工生產(chǎn)工藝的特點 (1)自動化生產(chǎn)程度高，連續(xù)性強； (2)生產(chǎn)中的處理量比較大； (3)生產(chǎn)工藝過程復(fù)雜多樣，工藝控制參數(shù)多； (4)要求高，操作嚴格，通常都是在高溫、高壓、低溫、真空等條件下進行，并且伴有復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。 3.化工火災(zāi)的特點 上訴化工生產(chǎn)的不同特點，也決定著化工企業(yè)的各個環(huán)節(jié)中都容易發(fā)生火災(zāi)甚至爆炸的事故。一旦發(fā)生火災(zāi)，通常會出現(xiàn)以下的特點： (1)火勢猛烈，燃燒強度大，火場溫度高，熱輻射強； (2)火災(zāi)蔓延速度快，極易形成立體火災(zāi)、大面積火災(zāi)和流淌火； (3)容易復(fù)燃和多次爆炸； (4)往往需要投入較多的參戰(zhàn)力量和較長時間； (5)組織指揮、撲救和處置的難度都相當大； (6)易造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失，社會影響大； (7)容易造成環(huán)境污染，有毒有害物質(zhì)一旦泄漏到大氣或排放到江河中易造成大量人員傷亡和大氣、水資源污染，影響持久、治理難度大。 4.化工火災(zāi)危險性分析 按照消防工作“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的方針，預(yù)防化工火災(zāi)事故的發(fā)生，減少火災(zāi)事故的損失，是當前消防安全工作中一項十分重要的內(nèi)容。而進行火災(zāi)預(yù)防的前提就是應(yīng)該清楚化工生產(chǎn)過程中存在的主要火災(zāi)危險種類、分布及可能產(chǎn)生的危險方式和途徑等?；馂?zāi)危險性分析是化工火災(zāi)預(yù)防的重要環(huán)節(jié)和基礎(chǔ)，分析是否全面、準確、科學(xué)合理，將直接影響到預(yù)防措施的正確性。 4.1化工生產(chǎn)中典型化學(xué)反應(yīng)的火災(zāi)危險性分析 化工生產(chǎn)的核心是化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)過程中均存在著不同程度的火災(zāi)危險性，不同的化學(xué)反應(yīng)過程的火災(zāi)危險性往往不同。結(jié)合長壽化工園區(qū)內(nèi)化工企業(yè)的生產(chǎn)狀況，這里將著重針對幾種典型的化學(xué)反應(yīng)過程的火災(zāi)危險性展開分析。 (1)氧化反應(yīng) 在化工生產(chǎn)中，常把加氧去氫的反應(yīng)叫作氧化反應(yīng)。氧化反應(yīng)需要加熱，絕大多數(shù)又都是放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱若不及時移去，會使溫度迅速升高引發(fā)爆炸。在反應(yīng)中，被氧化的物質(zhì)大部分是易燃易爆物質(zhì)。而反應(yīng)所用的氧化劑本身也具有很大的火災(zāi)危險性，如過氧化氫、氯酸鉀、高錳酸鉀等，遇高溫或受撞擊、摩擦或與有機物、酸類接觸，就會著火爆炸。因此，要嚴格控制反應(yīng)溫度，進行有效的冷卻和良好的攪拌，以及控制氧化劑的加料速度和投料量。(2)還原反應(yīng) 在化工生產(chǎn)中，通常把加氫去氧的反應(yīng)叫作還原反應(yīng)。還原反應(yīng)種類很多，無論是利用初生態(tài)氫還原，還是用催化劑把氫氣活化后還原，都有氫氣存在，特別是催化加氫還原，大都在加熱、加壓下進行，若氫氣泄漏，極易與空氣形成爆炸性混合物，遇火就會爆炸。其他如固體還原劑保險粉、硼氫類、四氫化鋰鋁、氫化鈉等都是遇濕易燃危險品，本身就具有很大的火災(zāi)危險性。因此，需嚴格控制反應(yīng)的溫度以及反應(yīng)設(shè)備的密閉性等。 (3)硝化反應(yīng) 硝化反應(yīng)是指在有機化合物分子中引入硝基(-NO2)，取代氫原子而生成硝基化合物的反應(yīng)。硝化是放熱反應(yīng)，溫度越高，反應(yīng)速率越快，放出熱量越多，需在降溫條件下進行，否則易引起火災(zāi)和爆炸事故。因此控制反應(yīng)的溫度是關(guān)鍵，可以通過有效冷卻、良好的攪拌、控制反應(yīng)速度等方法實現(xiàn)。此外，硝化劑具有較強的氧化性，常用的硝化劑如濃硝酸、硝酸、濃硫酸、硫酸、混合酸等，它們與油脂、有機物接觸即能引起燃燒。而被硝化的物質(zhì)(如苯、甲苯、甘油、脫脂棉等)也大多易燃，若使用或貯存管理不當，易造成火災(zāi)。硝化產(chǎn)品大都有著火爆炸的危險，受熱、摩擦、撞擊或接觸明火，極易發(fā)生爆炸或火災(zāi)。 (4)聚合反應(yīng) 聚合反應(yīng)是指將若干個分子結(jié)合為一個較大的組成相同而分子量較高的化合物的反應(yīng)過程。聚合反應(yīng)一般在高壓下進行，而聚合反應(yīng)本身又是放熱反應(yīng)，往往由于聚合熱不易散出而導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故。因此，在聚合反應(yīng)中要嚴格控制反應(yīng)的溫度以及反應(yīng)過程中良好的攪拌。如在聚合反應(yīng)過程中不能充分攪拌，就會引起暴聚發(fā)生爆炸事故。 (5)裂化反應(yīng) 裂化反應(yīng)是指有機化合物在高溫下分子發(fā)生分解的反應(yīng)過程，主要有熱裂化、催化裂化和加氫裂化三種類型。熱裂化是在高溫高壓下進行，裝置內(nèi)的油品溫度一般超過其自燃點，若漏出油品會立即起火，反應(yīng)還會產(chǎn)生大量的可燃裂化氣，有發(fā)生爆炸的危險。催化裂化一般在(460～520)℃和(0.1～0.2)MPa下進行，也會產(chǎn)生大量的易燃裂化氣。而加氫裂化，需要使用大量氫氣，容易使裝置發(fā)生氫脆，且反應(yīng)溫度和壓力都較高，再加上是強烈的放熱反應(yīng)，火災(zāi)危險性相當大。因此，需嚴格控制反應(yīng)的溫度和反應(yīng)設(shè)備的密閉性等。 (6)氯化反應(yīng) 氯化反應(yīng)是指有機化合物中氫原子被氯原子取代的反應(yīng)過程。常用的氯化劑有氣態(tài)或液態(tài)氯、三氯化磷、次氯酸鈣等。氯化反應(yīng)的原料大多是有機易燃物和強氧化劑（如甲烷、乙烷、酒精、天然氣、苯、甲苯、液氯等），本身容易發(fā)生火災(zāi)爆炸。而最常用的液態(tài)或氣態(tài)氯，不僅屬劇毒品，且氧化性極強，貯存壓力較高，一旦泄漏，危險性很大。氯化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越高，反應(yīng)越劇烈，放出的氯化氫氣體和氫氣越多，設(shè)備易受腐蝕而發(fā)生泄漏，容易造成火災(zāi)或爆炸。因此，氯化反應(yīng)的關(guān)鍵是控制投料配比、溫度、壓力和投入氯化劑的速度。 (7)磺化反應(yīng) 磺化反應(yīng)是指在有機化合物分子中引入磺（酸）基(-S03H)或其衍生物的化學(xué)反應(yīng)。常用的磺化劑有濃硫酸、發(fā)煙硫酸、硫酸酐等，它們都能強烈的吸水放熱，引起溫度升高?；腔磻?yīng)中所用原料如苯、硝基苯、氯苯等均為可燃物，所用的磺化劑濃硫酸、發(fā)煙硫酸等又都是氧化性較強的物質(zhì)，整個反應(yīng)是典型的放熱反應(yīng)，若不進行有效控制，很可能使反應(yīng)溫度超高，以致發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故。因此，要嚴格控制反應(yīng)溫度，進行有效的冷卻和良好的攪拌，并控制投料的速度。 (8)電解反應(yīng) 電解反應(yīng)是指電流通過電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)時，在兩個電極上所引起的化學(xué)變化過程。鈉、鉀、鎂等有色金屬和鋯、鉿等稀有金屬的冶煉，銅、鋅、鋁等的精煉，氫氣、氧氣、氯氣、過氧化氫等許多化工產(chǎn)品的制備，以及電鍍、電拋光、陽極氧化等，都要通過電解來實現(xiàn)。電解反應(yīng)的火災(zāi)危險性主要是在電作用下能產(chǎn)生一些易燃易爆氣體，泄漏遇明火就會發(fā)生爆炸。因此，要防止易燃氣體的泄漏、滲透及設(shè)備整體系統(tǒng)的良好接地。 4.2化工生產(chǎn)中典型操作單元的火災(zāi)危險性分析 雖然化工生產(chǎn)中的化學(xué)反應(yīng)種類繁多，但是化工生產(chǎn)中的操作單元卻相對比較固定，下面將著重分析幾種典型操作單元的火災(zāi)危險性。 (1)物料輸送 由于化工生產(chǎn)中所輸送的物料大部分為有機易燃物，因此要防止在輸送過程中會產(chǎn)生靜電，或在搬運過程中由于撞擊摩擦產(chǎn)生火花而引發(fā)火災(zāi)。 (2)加熱 加熱是最常見的控制條件。若溫度過高，反應(yīng)速率加快，容易引發(fā)火災(zāi)爆炸。若升溫速度過快，容易使反應(yīng)溫度超過規(guī)定的溫度上限。因此，在加熱過程中要嚴格控制溫度的上限和升溫速度。 (3)冷卻 冷卻一般比加熱安全，但應(yīng)該控制冷卻溫度的下限，以免過度冷卻，造成物料太稠。冷卻速度也不可太快，以免溫差太大，引起設(shè)備滲漏，引發(fā)事故。忌水物料的冷卻介質(zhì)應(yīng)該選用凝固點低的礦物油，以免遇水發(fā)生爆炸。 (4)蒸餾 蒸餾是化工企業(yè)常見單元操作，主要有減壓蒸餾、常壓蒸餾和高壓蒸餾，通常以蒸氣、載體加熱、電加熱等方式進行加熱，而加熱物料往往是易燃可燃液體，極易造成火災(zāi)。因此，要嚴格控制加熱溫度、保證冷卻效果以及反應(yīng)設(shè)備管道的密閉性和系統(tǒng)的靜電消除。 (5)攪拌 把物料拌勻，以利進行反應(yīng)，通常都是用機械攪拌。機械攪拌時要嚴格控制溫度、攪拌速度以及防靜電措施上。 (6)調(diào)節(jié)PH值 加酸、堿調(diào)節(jié)PH值時，都會產(chǎn)生熱量，所以加的速度不宜過快，而且要控制溫度。調(diào)節(jié)PH值時，酸、堿也不能加過頭，要嚴格控制PH值。 (7)過濾 當過濾易燃液體時，防火的重點主要是設(shè)備的靜電消除，以及防止物料的泄漏。(8)干燥 干燥的火災(zāi)危險性主要在于加熱方式及被加熱物質(zhì)的化學(xué)特性。因此，干燥工藝的防火關(guān)鍵是合理選用干燥設(shè)備和控制干燥溫度。在加熱方式上盡可能用蒸氣加熱等代替電加熱、明火加熱。 (9)篩分、粉碎 篩分與粉碎過程中的火災(zāi)危險性在于此時的物料一般為可燃物料，可燃粉塵往往能達到爆炸極限，如遇明火、赤熱表面或火花等就能引起火災(zāi)、爆炸。因此，這一操作單元的防火重點是增加場所的相對濕度以及避免產(chǎn)生火花的措施。 5.化工火災(zāi)危險性評價體系的初步建立 分析了化工生產(chǎn)中的典型化學(xué)反應(yīng)過程和操作單元的火災(zāi)危險性，就可以在此基礎(chǔ)上初步建立化工火災(zāi)危險性評價體系，以有利于化工火災(zāi)的有效預(yù)防?；せ馂?zāi)危險性評價體系的整個流程如圖1所示，主要包括以下7個方面： (1)準備，收集該化工企業(yè)的相關(guān)資料，包括相關(guān)的文件、設(shè)計標準、生產(chǎn)工藝等。 (2)火災(zāi)危險性分析，包括對化工生產(chǎn)中化學(xué)反應(yīng)、操作單元和其他可能的火災(zāi)危險性進行分析，同時還要分析可能發(fā)生的火災(zāi)爆炸事故，以及該事故發(fā)生的可能性、影響因素、事故機制等。 (3)火災(zāi)危險性評價，首先需要劃分出典型的評價單元，然后各評價單元進行定性、定量的評價，最后對各評價單元的危險等級進行評定。 (4)火災(zāi)預(yù)防對策，根據(jù)前面火災(zāi)危險性分析和評價的結(jié)果，提出相應(yīng)的預(yù)防對策、措施和建議，并編制相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，為化工火災(zāi)的成功撲救打下基礎(chǔ)。 (5)復(fù)評，對前面的評價結(jié)果進行復(fù)評，以保證評價結(jié)果的科學(xué)性、準確性和有效性。 (6)評價結(jié)論，對整個評價過程進行總結(jié)。 (7)編制報告，編寫完整的評價報告。 雖然化工火災(zāi)危險性評價體系已經(jīng)初步建立，但是還有很多內(nèi)容需要完善，特別是在火災(zāi)危險性評價這一主要內(nèi)容上，如合適的定量評價方法等，這些都需要進一步分析和研究。 6.結(jié)論 本文首先闡述了化工生產(chǎn)和化工火災(zāi)的特點，其次分析了化工生產(chǎn)中典型化學(xué)反應(yīng)過程和操作單元的火災(zāi)危險性，最后在此基礎(chǔ)上初步建立了化工火災(zāi)危險性評價體系。 化工火災(zāi)的預(yù)防是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，只有對化工火災(zāi)危險性進行科學(xué)、準確、全面地分析和評價，才能提出合理的措施和建議對化工火災(zāi)進行有效預(yù)防。本文針對火災(zāi)危險性分析應(yīng)用于化工火災(zāi)預(yù)防的進行了研究，在初步建立的化工火災(zāi)危險性評價體系中，還有很多內(nèi)容需要進一步的研究和完善，以利于更好地對化工火災(zāi)進行有效預(yù)防，更好地服務(wù)于城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、構(gòu)建和諧社會。 參考文獻： 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