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一起閃燃事故案例分析

2021-02-19
來源:中國安全生產 作者(zhe):重慶市化工研究(jiu)院 游激 張一軍(jun)

 

      2020613日晚(wan)上18點(dian)30分,重慶市(shi)化工研究院中(zhong)(zhong)試一車間乙二醇(chun)單烯(xi)丙基(ji)醚生產(chan)裝(zhuang)置粗(cu)蒸餾工段發生一起閃燃(ran)事(shi)故。本次事(shi)故前(qian)后持續(xu)四十分鐘,未(wei)造(zao)成(cheng)人(ren)員,設備,物料損失,屬(shu)未(wei)遂事(shi)故。根據事(shi)故“四不(bu)放過原則(ze)”查明此(ci)次閃燃(ran)事(shi)故可燃(ran)物、助燃(ran)物,點火源的組成(cheng),形成(cheng)過程,工藝人(ren)員操(cao)作中(zhong)(zhong)的不(bu)足,實(shi)現本質安全生產(chan)。

 

事故(gu)經過

 

  20206月(yue)13日晚上1830分粗蒸(zheng)餾塔蒸(zheng)餾結(jie)束放(fang)完(wan)釜(fu)液,用自來(lai)水清洗(xi)釜(fu),反(fan)應釜(fu)沖(chong)洗(xi)5分鐘左右,關上(shang)底閥準備(bei)注水泡洗反應釜,控制室人員發現粗蒸餾塔(ta)頂溫快速上(shang)升,從156℃快速升到240℃,粗(cu)蒸餾塔中溫是27.6℃,反應釜溫度(du)28.6℃,此時粗蒸(zheng)餾塔出料口處發(fa)現有白色煙霧冒(mao)出。

  當班人員(yuan)立即打開反應(ying)釜(fu)(fu)底閥(fa)將釜(fu)(fu)內(nei)洗釜(fu)(fu)水(shui)放出,同時塔(ta)頂(ding)(ding)水(shui)一直處(chu)于(yu)全開狀態,水(shui)從(cong)塔(ta)頂(ding)(ding)流(liu)到反應(ying)釜(fu)(fu)。此時,觀察粗蒸餾塔(ta)頂(ding)(ding)溫開始下降,當班人員(yuan)巡(xun)查(cha)裝置時發現粗蒸餾塔(ta)出料(liao)口溫度較高、手不能觸碰(peng),未(wei)發現裝置有泄漏現象(xiang)。粗蒸餾塔(ta)頂(ding)(ding)部進水(shui)處(chu),測(ce)溫點溫度較高,手(shou)均(jun)不能觸碰(peng),未發(fa)現塔頂及(ji)法蘭拉(la)連接(jie)處(chu)有泄漏現象,粗(cu)蒸餾塔頂溫(wen)是146℃,粗蒸(zheng)餾塔中溫(wen)27.6℃,反應(ying)釜溫度28.6℃。

  粗蒸餾塔頂部溫度(du)穩定(ding)兩到三分鐘后又開始迅速上(shang)漲(zhang),當班(ban)人(ren)員迅速向粗蒸餾塔通入氮氣,同(tong)時往塔頂注入自來水(shui),塔頂溫顯示為167℃,中溫仍然是(shi)27.6℃,反(fan)應釜(fu)溫度仍然是28.6℃。粗蒸(zheng)餾塔通(tong)入氮氣后(hou)溫度快速(su)下降,當溫度降至100℃以下時停止通入氮氣,此后溫(wen)度未有(you)再升(sheng),整個(ge)溫(wen)度反復上升(sheng)持續約40分鐘。

 


接地(di)電(dian)阻值分布圖

事故原因

 

  1. 閃燃的確定

  根(gen)據事故(gu)發生時現象:粗蒸(zheng)餾塔頂溫溫度(du)從(cong)156℃快速升到240℃。出(chu)料口有白色煙霧冒出(chu)。冷(leng)凝器及(ji)出(chu)料口溫度(du)高。粗(cu)蒸餾塔頂溫儀表及(ji)接(jie)線(xian)經過專(zhuan)業人員反復確認,不存在儀表漏(lou)電及(ji)顯(xian)示問題。出(chu)料口取(qu)樣存在有機(ji)物燃燒后大(da)量碳化顆粒。

  2. 閃燃物質的組成及(ji)物理化(hua)學性質

  乙二醇:14.8%,乙二醇單(dan)烯(xi)丙基醚(mi):6%,水(shui):79.2%,氯丙烯:0%

  乙二醇物理化學(xue)性質(zhi):分子(zi)式 C2H6O2HOCH2CH20H;分子(zi)量 62.07;熔點 -13.2℃,沸點(dian)197.5℃;外觀與性狀無(wu)色、無(wu)臭、有甜味、粘稠(chou)液體;蒸汽壓 6.21kPa/20℃;閃點110℃。

乙(yi)二醇單烯丙基醚物(wu)理化學(xue)性質:沸(fei)點:159℃;閃點:66 。  

3. 空氣

  蒸餾結束降溫(wen)后(hou)反應釜溫(wen)度為28.6℃,粗蒸餾塔中溫為27.6℃,反(fan)應(ying)釜與粗(cu)蒸(zheng)餾塔(ta)底中(zhong)部降(jiang)溫過程(cheng)中(zhong),設備內體(ti)(ti)積收(shou)縮,形成壓力差,致使出料(liao)口的空氣逆(ni)流進(jin)入到(dao)粗(cu)蒸(zheng)餾塔(ta)頂溫測溫處附近。

  粗蒸(zheng)餾塔頂溫156℃,溫(wen)度在(zai)乙(yi)(yi)二醇,乙(yi)(yi)二醇單烯丙基醚閃點(dian)之上(shang)。

  4. 粗蒸餾工段閃(shan)燃處電阻值(zhi)分布

  防止靜電有(you)關國家標(biao)準(zhun)及行業標(biao)準(zhun):

  GB 12158-2006《防止靜電(dian)事故通(tong)用導則》條款6.1.2使靜電荷盡快(kuai)地消散(san)。

  GB/T20801.4-2006《壓(ya)力管道規范-工業管道-4部分》:制作(zuo)與安裝條款10 .12.1有(you)靜電(dian)接地要(yao)求(qiu)的管道,各段間應(ying)導電(dian)良好。每對(dui)法(fa)蘭或螺紋接頭間電(dian)阻值大于0.03Ω時,應設導線跨接。

  SY5984-2014《石油設備防(fang)靜(jing)電標準》 條款(kuan)5.3 輸油(you)管(guan)(guan)道(dao)在進出站處、與其(qi)他有爆(bao)炸危險場所的邊界處、管(guan)(guan)道(dao)分岔處以及無分支直管(guan)(guan)道(dao)每隔200m300m處,均應(ying)設有防(fang)靜電和防(fang)感應(ying)雷接(jie)地(di)裝置,接(jie)地(di)電阻(zu)小(xiao)于10Ω。

  5. 針對冷凝器封頭對地電阻(zu)值=5.55Ω偏高(gao),再進行(xing)法(fa)蘭(lan)連(lian)接處電阻測定電阻值=0.08Ω。

  6. 閃燃部位的確定

  粗(cu)蒸(zheng)餾塔頂溫有156℃,運行溫度均在(zai)乙二醇,乙二醇單烯丙基(ji)醚閃(shan)點之上。

  冷凝器有偏向頂溫測溫點(dian)處10度的(de)角(jiao)度,空氣回流到冷凝器后會自然流向冷凝器封頭及頂(ding)溫(wen)測溫(wen)點。

  閃燃發生時反應釜的溫度(du)28.6℃,粗蒸餾(liu)塔中溫(wen)27.6℃,只有塔頂溫從156℃異常升高到256℃。閃燃位(wei)置電阻分(fen)布位(wei)置幾乎重合,從(cong)電阻分(fen)布位(wei)置來看(kan),冷凝(ning)器封頭法蘭連接(jie)電阻=0.08Ω明顯高于國(guo)家標準值(zhi)0.03Ω。

根據綜合條件判斷閃燃點火源發生在(zai)緊鄰粗(cu)蒸餾塔頂(ding)溫(wen)測溫(wen)點冷凝器(qi)封頭未消散(san)的靜電。

 

事故總結

 

  1. 設備因素(su)

  粗蒸(zheng)餾塔頂冷凝(ning)器封(feng)頭(tou)(tou)雖未(wei)發生氣體(ti)泄漏(lou),從接地(di)電(dian)阻(zu)值測定發現冷凝(ning)器封(feng)頭(tou)(tou)靜電(dian)消散(san)不(bu)佳。

  出料口處無(wu)防止空氣倒(dao)吸的止回閥。

  2. 操作因素

  操作(zuo)結束后(hou)塔(ta)內(nei)溫度較高結束通氮,會(hui)導(dao)致(zhi)冷縮負壓,空氣混入塔(ta)內(nei)形(xing)成可燃混合物(wu)。快速(su)注水會(hui)導(dao)致(zhi)氣流快速(su)流動與(yu)管壁(bi)摩擦形(xing)成靜電。

  反(fan)應釜快(kuai)速放水會導致與反(fan)應釜連接的塔(ta)(ta)(ta)內(nei)(nei)氣流快(kuai)速流動與管壁摩(mo)擦形(xing)成靜(jing)電。打開反(fan)應釜放料底閥放水時,塔(ta)(ta)(ta)會形(xing)成新的壓差(cha),空氣會再次混入反(fan)應塔(ta)(ta)(ta)內(nei)(nei)形(xing)成燃(ran)燒混合物發生二次閃燃(ran)。

  未確定閃燃(ran)完(wan)全停(ting)止(zhi)時冒(mao)然(ran)進行設備巡查。當班人(ren)員(yuan)不可(ke)(ke)能(neng)判斷(duan)塔內混入的空氣與(yu)可(ke)(ke)燃(ran)物的數量有多少,是否會發生(sheng)二(er)次閃燃(ran),更大(da)的閃燃(ran)后可(ke)(ke)能(neng)會引(yin)起(qi)塔內壓(ya)力(li)瞬(shun)間增大(da)消散不了引(yin)起(qi)爆(bao)炸,造成(cheng)不必要(yao)的人(ren)員(yuan)損失。

  閃燃屬蒸發氣(qi)體的燃燒(shao),用水降溫澆滅閃燃氣(qi)體無效(xiao)。快速消滅閃燃的最佳方法是迅速向(xiang)閃燃位置(zhi)通入惰性氣(qi)體,實施惰性保護。

  冷凝(ning)器封頭與殼體(ti)緊密連接(jie)屬整(zheng)體(ti)設備,經過多年運行(xing)后封頭與殼體(ti)還(huan)是會連接(jie)不(bu)暢,出現接(jie)地電阻值(zhi)相差較多的現象。

  從電阻(zu)值(zhi)測(ce)量(liang)來看(kan),判斷(duan)設備、管路靜電跨接(jie)的安(an)全(quan)性,需(xu)要參考多個國家(jia)、行業標(biao)準。

【責任編輯:cheng】