化工企業(yè)常壓容器使用安全與管理淺析

王志泉，宋強

（山東省化工研究院,，山東 濟南 250014）

摘要：相較于壓力容器,，常壓容器事故危害性較低,，但疏于管理，事故發(fā)生率較高,。本文從事故舉例開始,，分析常壓容器使用中潛在的危險性和可能發(fā)生的后果，并建議化工企業(yè)對常壓容器進行科學(xué)管理,，保障企業(yè)的安全生產(chǎn)條件,。

關(guān)鍵詞：常壓容器；爆炸,；安全,；管理；化工

化工企業(yè)生產(chǎn)中涉及易燃易爆,、有毒,、腐蝕性介質(zhì)較多，工作條件有高溫,、高壓等危險工況,，因而壓力容器事故成為企業(yè)的監(jiān)控重點，而對于常壓容器的安全管理成為相對薄弱的環(huán)節(jié),，部分企業(yè)幾乎忽略了常壓設(shè)備的安全管理工作,，沒有很好的分析常壓設(shè)備工作的特點，制定相應(yīng)的安全管理措施,，因而潛存了常壓設(shè)備的安全隱患,。

1 事故案例與分析

1.1 案例一常壓容器超壓引發(fā)容器爆炸

2006年 2 月 25日，山東省淄博市某化工企業(yè)的 2,，6-二硝基對甲基苯酚裝置在開車時,，操作人員在反應(yīng)釜內(nèi)加好硝酸后，開始向反應(yīng)釜內(nèi)滴加鄰硝基對甲基苯酚,，滴加過程中,，反應(yīng)釜突然發(fā)生爆炸，導(dǎo)致廠房屋頂和生產(chǎn)設(shè)施損毀,。造成事故的直接原因為該企業(yè)的操作工在反應(yīng)過程中,，沒有將放空管線閥門徹底打開，導(dǎo)致常壓反應(yīng)釜內(nèi)憋壓,，造成爆炸事故,。硝化反應(yīng)釜上安裝防止誤操作的自動防爆泄壓設(shè)施；二是該企業(yè)沒有編制詳盡的安全操作規(guī)程,，沒有對放空管閥門的操作作出明確的要求,。

1.2 案例二易燃易爆介質(zhì)常壓容器混入空氣引發(fā)爆炸

2015 年 11 月 17 日，遼寧某石油化工企業(yè)碳五分離裝置區(qū)域內(nèi)的阻聚劑配制罐發(fā)生爆炸致火災(zāi)事故,，致使裝置區(qū)部分設(shè)備受損,，裝置內(nèi)物料部分泄漏,，所幸無人員傷亡。造成事故的直接原因為阻聚劑罐液面上形成較大空間,，實際操作過程中沒有使用充氮設(shè)施對負壓吸入和使用臨時管線帶入的空氣進行置換和保護,，使罐內(nèi)空間部分形成乙腈蒸氣與空氣混合的爆炸性混合氣體（乙腈的爆炸極限3%～ 16%）。環(huán)繞設(shè)備的電伴熱帶在長期使用過程中,，絕緣體出現(xiàn)破損,，對罐壁放電，局部形成高溫,，引發(fā)事故發(fā)生。

2 常壓容器的工況特點分析與安全措施

常壓容器區(qū)分于壓力容器,通常說的常壓容器為容器內(nèi)無壓力,，有管道或容器開孔與大氣相通,，如水罐，低濃度酸,、堿罐等,。在化工行業(yè)，由于所涉及物料大部分為易燃易爆,、有毒,、腐蝕性介質(zhì)，這些介質(zhì)泄漏或以氣體形式散發(fā),，會導(dǎo)致人員中毒,、環(huán)境污染、引發(fā)火災(zāi)爆炸等事故,，所以很多儲存容器雖為常壓容器,，但處于密封狀態(tài)，反應(yīng)設(shè)備多與其他設(shè)備連通工作,，這些容器內(nèi)部為微正壓（＜0.1MPa）或負壓（真空）狀態(tài),。當(dāng)容器內(nèi)壓力超壓時可能發(fā)生容器爆炸事故，如果負壓設(shè)備內(nèi)介質(zhì)易燃易爆,，密封不嚴,，容器混入空氣，可能形成爆炸性混合氣體,，引發(fā)火災(zāi)爆炸事故,。發(fā)生容器爆炸可能發(fā)生次生事故，如火災(zāi)爆炸,、人員中毒,、人員灼傷、環(huán)境污染等,。

現(xiàn)針對幾種常壓容器舉例進行典型的安全隱患分析如下（以下分析主要基于工作壓力情況的分析,，未針對其他工藝操作,、反應(yīng)溫度變化、物料性質(zhì)變化等因素進行分析）,。

2.1 常壓反應(yīng)釜

一般工作條件：常壓工作,，常溫或低、中溫工況,，排空管道與后續(xù)冷凝器或尾氣吸收裝置連接,，或有導(dǎo)熱油加熱，或循環(huán)水（冷凍水）冷卻系統(tǒng),。

可能發(fā)生的問題及安全措施：（1）反應(yīng)釜排空管道閥門未開或管道堵塞,；操作失誤，導(dǎo)致反應(yīng)失控,。其結(jié)果是容器內(nèi)壓力升高,，設(shè)備密封破壞，發(fā)生泄漏,；壓力超過設(shè)備承受極限,，導(dǎo)致容器爆炸。安全措施：反應(yīng)釜排空管道上的閥門懸掛常開標(biāo)示牌,；反應(yīng)釜安裝安全閥或爆破片,；對設(shè)備進行定期檢查、維護,，保持管道暢通,；反應(yīng)釜的選型、設(shè)計應(yīng)考慮反應(yīng)釜能承受反應(yīng)過程可能出現(xiàn)的最高壓力,。（2）涉及易燃易爆介質(zhì)的反應(yīng)釜工作狀態(tài)為負壓,，誤操作或密封不良，導(dǎo)致空氣吸入反應(yīng)系統(tǒng),。其結(jié)果是空氣與反應(yīng)釜內(nèi)可燃介質(zhì)可能形成爆炸性混合物,，遇火花或高能可能發(fā)生火災(zāi)爆炸。安全措施：對設(shè)備進行定期檢查,、維護,，保持設(shè)備及管道法蘭密封良好；使用易燃易爆物料的容器排空口,、備用口應(yīng)根據(jù)工藝需要懸掛“禁止開啟”,、“常閉”等警示標(biāo)志。（3）有密閉保溫階段的反應(yīng),，反應(yīng)不徹底即進行關(guān)閉排空閥門保溫,。其結(jié)果是容器內(nèi)壓力升高；設(shè)備密封破壞,，發(fā)生泄漏,；壓力超超過設(shè)備承受極限,，導(dǎo)致容器爆炸。安全措施：嚴格執(zhí)行工藝規(guī)程操作,；反應(yīng)釜安裝安全閥或爆破片,；安裝壓力報警器，連鎖壓力釋放閥,。

2.2 易燃易爆物料常壓儲罐

一般工作條件：常壓,、常溫儲存，排空管道安裝阻火器與大氣相通,，或氮封儲存,。

可能發(fā)生的問題及安全措施：（1）與大氣相通儲罐未安阻火器或阻火器損壞。其結(jié)果是空氣與儲罐內(nèi)可燃介質(zhì)可能形成爆炸性混合物,，有明火或火花可能引入儲罐內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)爆炸,。安全措施：儲罐通氣管安裝阻火器，并定期檢查維護,；備用口應(yīng)加盲板并密封完好。（2）氮封儲罐氮氣泄漏,，氮封失效,。其結(jié)果是空氣與反應(yīng)釜內(nèi)可燃介質(zhì)可能形成爆炸性混合物，發(fā)生火災(zāi)爆炸,。安全措施：儲罐頂部安裝壓力監(jiān)測報警裝置,；氮氣補充系統(tǒng)應(yīng)為自動補充系統(tǒng)；對設(shè)備進行定期檢查,、維護,，保持設(shè)備及管道法蘭密封良好。（3）氮封儲罐氮氣減壓閥損壞,、氮氣壓力失控,；容器內(nèi)壓力升高（此情況一般出現(xiàn)在小型氮封儲罐，大型氮封儲罐安裝有呼吸閥）,。結(jié)果是設(shè)備密封破壞,，發(fā)生泄漏；壓力超超過設(shè)備承受極限,，導(dǎo)致容器爆炸,。安全措施：嚴格執(zhí)行工藝規(guī)程，控制氮氣系統(tǒng)壓力,；氮封儲罐安裝安全閥,；氮氣緩沖罐安裝安全閥；對設(shè)備,、安全閥等進行定期檢查,、維護,，保持設(shè)備及管道法蘭密封良好。

2.3 短時間壓力操作的常壓罐

一般工作條件：正常工藝操作條件為常壓,，因氣體壓送轉(zhuǎn)料,、連接設(shè)備轉(zhuǎn)換等特定工藝操作而短時間承受一定壓力。

可能發(fā)生的問題及安全措施：（1）設(shè)備選型和設(shè)計未考慮短時間壓力升高情況,。結(jié)果是密封泄漏,；儲罐變形或破裂；發(fā)生容器爆炸,；有易燃易爆物料可引發(fā)火災(zāi)爆炸,。安全措施：根據(jù)工藝操作條件進行儲罐選型和設(shè)計；加強設(shè)備管理,，定期檢測設(shè)備腐蝕情況,，容器壁厚小于設(shè)計壁厚條件下禁止使用。（2）使用增壓氣體壓力超過設(shè)計值,；增壓氣體壓控制失效,。結(jié)果是密封泄漏；儲罐變形或破裂,；發(fā)生容器爆炸,；有易燃易爆物料可引發(fā)火災(zāi)爆炸。安全措施：選用增壓氣體氣源應(yīng)符合設(shè)計工況要求,；增壓氣體進入設(shè)備前設(shè)置緩沖罐,，安裝安全閥，安全閥的設(shè)定壓力不超過用氣的常壓容器的設(shè)計壓力,。（3）對于易燃易爆物料,，使用增壓氣體壓送物料停氣后，容器開口或降溫后設(shè)備處于負壓狀態(tài),，空氣可能進入容器,；使用真空抽料，設(shè)備密封不嚴,，空氣可能進入容器內(nèi),；使用真空抽料完畢，誤操作空氣可能進入容器內(nèi),。結(jié)果是空氣與容器內(nèi)可燃介質(zhì)可能形成爆炸性混合物,，發(fā)生火災(zāi)爆炸。安全措施：根據(jù)工藝條件制訂完善的安全操作規(guī)程,，并嚴格執(zhí)行,；對于易燃易爆物料使用氮氣等惰性氣體作為增壓氣體，并嚴禁混入空氣；對真空抽料的設(shè)備應(yīng)選用惰性氣體破壞真空,；進行定期檢查,、維護，保持設(shè)備及管道法蘭密封良好,；使用易燃易爆物料的容器排空口,、備用口應(yīng)根據(jù)工藝需要懸掛“禁止開啟”、“常閉”等警示標(biāo)志,。以上分析是對某種設(shè)備的典型操作隱患分析,，實際生產(chǎn)過程中一套容器可能同時存在幾種典型操作工況，企業(yè)應(yīng)根據(jù)設(shè)備類型及用途,、工藝條件,、物料性質(zhì)等多方面分析。

3 化工企業(yè)常壓容器的管理措施

常壓容器是化工行業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中不可缺少的組成部分,，普遍分散于裝置中各部分,，放松常壓設(shè)備的安全管理就會直接導(dǎo)致系統(tǒng)安全性的降低。常壓容器在正常工作狀態(tài)下屬于常壓,，但如果出現(xiàn)誤操作或裝置,、控制系統(tǒng)失靈，就可能產(chǎn)生一定的壓力,，加之設(shè)備本身承壓能力較低,，一旦超壓極易引起爆炸事故。人們一般將精力集中在壓力容器的操作和管理上,，因此常壓容器出現(xiàn)誤操作的機率相對較高。要保證企業(yè)安全生產(chǎn),，只有在管理上不斷加強,，消除各種不安全因素，嚴格規(guī)范常壓容器的管理,。

建議企業(yè)在常壓設(shè)備的管理上注意以下幾個方面：（1）裝置系統(tǒng)內(nèi)的常壓容器,，設(shè)計和選型應(yīng)考慮容器可能出現(xiàn)的最高工作壓力，確保容器能夠承受短時間的壓力操作狀態(tài),。（2）對誤操作或相關(guān)裝置失效可能導(dǎo)致常壓容器超壓的,，常壓容器安裝安全閥或爆破片等壓力釋放裝置。（3）有化學(xué)反應(yīng)過程的常壓容器,，應(yīng)根據(jù)工藝情況完善配置反應(yīng)速度控制系統(tǒng),、冷卻降溫系統(tǒng)、壓力釋放系統(tǒng),，并根據(jù)工藝特點配置安全聯(lián)鎖系統(tǒng),。（4）氮封等惰性氣體保護的常壓容器，應(yīng)配置壓力檢測和控制系統(tǒng)，確保氮封有效,，并有氮氣壓力自動控制措施,。

綜上所述，只有加強常壓容器的安全管理工作,，才能夠避免常壓容器違章操作,、消除容器的潛在危險、避免爆炸事故的發(fā)生,，保障化工企業(yè)安全生產(chǎn),。

參考文獻：

[1]楊海，孫科 .危險化學(xué)品企業(yè)預(yù)防常壓反應(yīng)設(shè)備爆炸事故的安全對策 [J].化工安全與環(huán)境,，2007(9):8.

中圖分類號：X928.3

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-0711（2017）03（下）-0024-02