化工企业火灾爆炸重大事故案例调查与剖析

化工企业火灾爆炸重大事故案例调查与剖析

摘要 介绍了燃烧与爆炸的基本知识，同时通过某地一起苯乙烯储罐自聚超压爆炸事故，对储罐爆炸事故前苯乙烯温度变化情况、储罐呼吸阀堵塞情况进行检查，分析了造成这些问题的原因，提出了针对性建议。

Abstract Introduces the basic knowledge of combustion and explosion, also by somewhere together styrene tank self polymerization overpressure explosion, inspection of tank explosion accident of styrene temperature change, tank breathing valve jam, analyzes the causes of these problems and presents needle of recommendations. 关键词 苯乙烯 自聚 储罐 爆炸

Keyword Styrene Since poly Storage tank Blast

Ⅰ燃烧与爆炸基础知识概述

（1）燃烧的条件和形式

燃烧是一种放热发光的化学反应，其反应过程极其复杂，游离基的链锁反应是燃烧反应的实质，光和热是燃烧过程中发生的物理现象。 物质燃烧必须具备以下三个基本条件：

①可燃物：不论固体,液体和气体,凡能与空气中氧或其它氧化剂起剧烈反应的物质,一般都是可燃物质,如木材,纸张,汽油,酒精,煤气等.

②助燃物：凡能帮助和支持燃烧的物质叫助燃物.一般指氧和氧化剂,主要是指空气中的氧.这种氧称为空气氧,在空气中约占21%.可燃物质没有氧参加化合是不会燃烧的.如燃烧1公斤石油就需要10-12立方米空气.燃烧1公斤木材就需要4-5立方米空气.当空气供应不足时,燃烧会逐渐减弱,直至熄灭.当空气的含氧量低于14-18%时,就不会发生燃烧. ③火源：凡能引起可燃物质燃烧的能源都叫火源,如明火,摩擦,冲击,电火花等等. 燃烧形式：

根据可燃物状态的不同，燃烧分为气体燃烧、液体燃烧和固体燃烧三种形式。根据燃烧方式的不同，燃烧分为扩散燃烧、预混燃烧、蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧。根据燃烧发生瞬间的特点，燃烧分为闪燃、着火和自燃三种形式。

（2）爆炸极限及影响因素

爆炸极限：可燃物质(可燃气体、蒸气和粉尘)与空气(或氧气)必须在一定的浓度范围内均匀

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混合，形成预混气，遇着火源才会发生爆炸，这个浓度范围称为爆炸极限，或爆炸浓度极限。例如一氧化碳与空气混合的爆炸极限为12.5%～74%。可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度，分别称为爆炸下限和爆炸上限，这两者有时亦称为着火下限和着火上限。在低于爆炸下限时不爆炸也不着火；在高于爆炸上限时不会爆炸，但能燃烧。这是由于前者的可燃物浓度不够，过量空气的冷却作用，阻止了火焰的蔓延；而后者则是空气不足，导致火焰不能蔓延的缘故。当可燃物的浓度大致相当于反应当量浓度时，具有最大的爆炸威力。 影响因素：混合系的组分不同，爆炸极限也不同。同一混合系，由于初始温度、系统压力、惰性介质含量、混合系存在空间及器壁材质以及点火能量的大小等的都能使爆炸极限发生变化。一般规律是：混合系原始温度升高，则爆炸极限范围增大，即下限降低、上限升高。因为系统温度升高，分子内能增加，使原来不燃的混合物成为可燃、可爆系统。系统压力增大，爆炸极限范围也扩大，这是由于系统压力增高，使分子间距离更为接近，碰撞几率增高，使燃烧反应更易进行。压力降低，则爆炸极限范围缩小；当压力降至一定值时，其上限与下限重合，此时对应的压力称为混合系的临界压力。压力降至临界压力以下，系统便不成为爆炸系统(个别气体有反常现象)。混合系中所含惰性气体量增加，爆炸极限范围缩小，惰性气体浓度提高到某一数值，混合系就不能爆炸。容器、管子直径越小，则爆炸范围就越小。当管径(火焰通道)小到一定程度时，单位体积火焰所对应的固体冷却表面散出的热量就会大于产生的热量，火焰便会中断熄灭。火焰不能传播的最大管径称为该混合系的临界直径。点火能的强度高、热表面的面积大、点火源与混合物的接触时间不等都会使爆炸极限扩大。除上述因素外，混合系接触的封闭外壳的材质、机械杂质、光照、表面活性物质等都可能影响到爆炸极限范围。

（3）化工材料和生产工艺火灾危险性

化工材料：是建造化工装置所需工程材料的简称。组成化工生产装置的化工机械、化工仪表、管道和构筑物都是在不同温度、压力和机械负荷下运转，所接触的物料又多具有强腐蚀作用。因此，化工材料除应具有一般工程材料的性能外，还应具备优良的耐腐蚀性能。若耐腐蚀性能不良，不但直接影响装置的寿命，有时还可能引起火灾、爆炸等事故，还会影响产品的产量和质量。另外，根据不同的用途和使用条件，有时还要求化工材料具有耐高温或耐低温、导热或隔热等特殊性能。 生产工艺火灾危险性：

生产类别 火灾危险特征性 甲 1闪点小于28℃的液体

2

2爆炸下限小于10%的气体

3常温下能自行分解或在空气中氧化能导致迅速自燃或爆炸的物质

4常温下受到水或空气中水蒸汽的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆 炸的物质

5在密闭设备内操作温度大于等于物质本身自燃点的生产

6受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质 乙 1闪点≥28℃，但＜60℃的液体 2爆炸下限≥10%的气体 3不属于甲类的氧化剂

4不属于甲类的化学易燃危险固体 5助燃气体

6能与空气形成爆炸性混合物的浮游状态的粉尘、纤维、闪点≥60℃的液 体雾滴

丙 1闪点≥60℃的液体 2可燃固体

丁 1对不燃烧物质进行加工，并在高温或熔化状态下经常产生强辐射热、火 花或火焰的生产

2利用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行燃烧作其它用的各 种生产

3常温下使用或加工难燃烧物质的生产

Ⅱ 重大火灾爆炸事故案例分析

事故经过 2014 年8 月5 日20 时01分，某公司A BS 装置原料罐区苯乙烯储罐V -103B 发生物理爆炸事故，造成罐顶被掀翻到地面。事故发生后公司值班调度及值班人员迅速赶到现场查看，发现苯乙烯储罐V -103B 罐顶被掀翻在地，罐体还有蒸汽状气体冒出，罐内温度急剧升高，已达到90℃，调度马上把事故情况向总调度室、公司相关领导报告。总调度室人员立即向集团消防队报警，3 台消防车迅速赶到现场与公司当班人员开始用水及泡沫施 救。接到通知后，集团公司、生产、安环部等多名领导陆续到达现场，指挥现场事故处理工作，事故于23 时得以控制，罐内温度降到58℃，基本处于安全状态，内部的苯乙烯已经聚

①

3

合成黏稠固体状，事故围堰部分含少量苯乙烯废水次日送入公司污水处理系统进行处理。本次事故由于处理得当，没有发生着火、环保等次生事故。

事故原因 从2013 年4 月到2014 年8 月，苯乙烯在储罐内存放约16 个月的时间，事故发生后，取样分析阻聚剂TBC已经耗尽，物料开始发生自聚合放热反应，加之夏季气温高后促使反应加速，热量积累后更加速了反应，罐顶的呼吸阀阻塞，产生的苯乙烯蒸气不能及时排出，使罐压升高，直至造成储罐V -103B 罐顶爆裂事故发生。

如何预防 加强生产工艺管理，彻底堵塞工艺管理方面的漏洞，生产调度处组织技术人员，增加长期停车情况下，对于特殊物料的监控和应急处理等方面的内容；重新完善修订所有装置、厂际间管线的记录点、报警、联锁等数据及相关的操作规程，保证生产出现异常能及时发现、处理。认真执行原材料入厂检验制度，对引入的物料必须进行相应的分析，特殊扫线物料要分析评价，并做好记录。

Ⅲ化工防火防爆的意义和实现

必要性与重要性 工生产的各个环节不安全因素较多，具有事故后果严重，危险性和危害性更大的特点，因此对安全生产的要求更加严格，客观上要求从事化工生产的管理人员，技术人员及操作人员必须掌握或了解基本的安全知识，适应现代化生产的客观要求，实现安全生产。通常人们说得最多的是安全，强凋最多的也是安全。然而在生产中有许多都是人为的责任事故，安全问题仍旧存在。 技术和措施，方法和途径

（1）严格审查企业的区域规划和总体布局国家和行业消防技术规范对化工企业的区域规划、总平面布置、工艺布置、储运设施、污水管道的平面布置以及防火间距、建筑的耐火等级都有明确的、严格的规定，作为化工设计和消防审验人员，要熟悉国家和行业的防火规定，尤其要熟悉《建筑设计防火规范》、 石油化工企业防火设计规范》的规定，对新建、改建、扩建项目把好源头关，以免造成先天不足；对老企业，要根据现行的消防技术规范对照检查，对查出的问题要拟定计划进行整改·特别是对一些布局不合理，一旦发生火灾爆炸事故，可能造成巨大人身伤亡的生产或储运装置，该搬迁的要搬迁，该停用的要停用，彻底的消除跟患。

（2）完善工艺装置。提高本质安全水平化工企业的设计应力求最大程度地减少发生火灾的

4

②

可能性和一旦发生火灾后最大限度的减少火灾损失，在此基础上，企业还应尽可能地采取预防措施，提高装置的本质安全水平。即使员工发生误操作，也不会发生事故。

（3）保证设备、电气的可靠性化工企业应定期组织对设备和电气的检查，对压力容器及其附件(如安全阀、压力表、液位计、防爆片等)要保证安全、灵敏可靠t对管线、阀门、法兰、垫片等要定期检修，定期更换。电气要达到整体防爆的要求，对易积累静电的物质，装置上要考虑静电跨接等防静电措施。 （4）加强对生产过程的监控

化工企业要加强对生产工艺复杂，易燃易爆物质品种较多、数量较大的化工生产过程的监控，通过设置温度连锁、控制投料速度等措簏加强对反应速度的控制；通过设置浓度报警仪等仪器设备加强对易燃易爆气体的监控如现有的石油化工行业相关输送易燃易爆物质的泵房采用的可燃气体在线监测并与强制通风系统的联动，能够有效的防止火灾爆炸事故的发生。 （5）)加强对下水道的规范管理对易燃易爆物质生产、储存点的污水排放设施，要加设水封、隔油池，并定期进行检查和取样分析。通过化学分析，了解生产装置是否正常。通过检查，保证在一旦发生火灾时，最大限度的防止火势蔓延。

参考文献

①李兆广 《安全与健康》, 2015(06):44-45 ②孙强 《中国电子商务》, 2011(1):236-236 ③邝志敏 《科技资讯》, 2009(17):166-166

化工系统安全事故树分析练习题

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最小割集

1、(X1*X2),X1:X1，X2:X2。 2、(X1*X3),X1:X1，X3:X3。 3、(X2*X4),X2:X2，X4:X4。 4、(X2*X5),X2:X2，X5:X5。 最小径集

1、(X1*X2),X1:X1，X2:X2。

2、(X1*X4*X5),X1:X1，X4:X4，X5:X5。3、(X2*X3),X2:X2，X3:X3。

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最小割集

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