周向軍

（大慶市消防救援支隊(duì)，黑龍江大慶 163000）

0.引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，石化產(chǎn)業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)在近年來得到了長足的發(fā)展，隨之而來的是，大批化工園區(qū)的設(shè)立，大量石油化工企業(yè)、精細(xì)化工企業(yè)、相關(guān)上下游的企業(yè)如雨后春筍般不斷建成投產(chǎn)。這一切都給企業(yè)的消防安全管理和消防部門的消防安全監(jiān)管造成了巨大壓力。如何降低壬基酚生產(chǎn)的火災(zāi)危險(xiǎn)性，確保不發(fā)生火災(zāi)事故，是保障企業(yè)平穩(wěn)健康發(fā)展重要環(huán)節(jié)。

1.壬基酚裝置生產(chǎn)工藝流程

1.1 齊聚反應(yīng)工段

丙烯、循環(huán)丙烯、循環(huán)二聚物、磷酸催化劑活性用水，分別由各自中間罐經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量、加壓經(jīng)換熱器加熱后送入裝有磷酸催化劑的齊聚反應(yīng)器。反應(yīng)產(chǎn)物與反應(yīng)進(jìn)料在換熱器中換熱后再經(jīng)冷卻器冷卻，經(jīng)過濾器除水，經(jīng)減壓后進(jìn)入脫丙烷塔。反應(yīng)熱由反應(yīng)器殼程軟化水取出，生成的蒸汽回收進(jìn)入蒸汽管網(wǎng)。脫水反應(yīng)后混合物在脫丙烷塔脫除未反應(yīng)的餾分，在塔頂餾出進(jìn)入循環(huán)丙烯罐，一部分循環(huán)進(jìn)反應(yīng)器，一部分經(jīng)泵送至裝置外液化氣貯罐。脫丙烷塔塔底得到的粗齊聚物減壓至0.1MPa進(jìn)入預(yù)二聚物蒸餾塔。

1.2 齊聚物精餾工段

（1）預(yù)二聚物蒸餾塔。由脫丙烷塔塔底來的粗齊聚物在預(yù)二聚物蒸餾塔內(nèi)經(jīng)蒸餾在塔頂餾出預(yù)二聚物經(jīng)泵送入二聚物蒸餾塔，塔底產(chǎn)物粗三聚物經(jīng)泵送入三聚物蒸餾塔。（2）二聚物蒸餾塔。預(yù)二聚物在二聚物蒸餾塔塔頂?shù)枚畚?，?jīng)泵送回反應(yīng)系統(tǒng)的循環(huán)二聚物罐。塔底得到汽油餾分在預(yù)熱器中與塔進(jìn)料換熱后，經(jīng)二聚物塔底冷卻器冷卻至45℃進(jìn)入汽油餾分罐，然后經(jīng)泵送至裝置外的汽油貯罐。（3）三聚物蒸餾塔。由預(yù)二聚物蒸餾塔塔底來的粗三聚物進(jìn)入三聚物蒸餾塔進(jìn)行蒸餾，在塔頂?shù)玫降闹虚g產(chǎn)品壬烯經(jīng)冷卻用泵送至壬烯中間罐，分析合格進(jìn)入三聚物罐，再用泵送至烷基化單元的烷基化反應(yīng)循環(huán)罐。

1.3 苯酚烷基化工段

苯酚由苯酚罐區(qū)送至苯酚中間罐，經(jīng)泵連續(xù)的送入烷基化反應(yīng)循環(huán)罐，丙烯三聚物由齊聚部分經(jīng)泵連續(xù)送入烷基化反應(yīng)循環(huán)罐，蒸餾回收的未反應(yīng)的壬烯、苯酚也進(jìn)入烷基化反應(yīng)循環(huán)罐?；旌衔锪辖?jīng)烷基化反應(yīng)循環(huán)泵由頂部送入裝有陽離子交換樹脂催化劑的反應(yīng)器，反應(yīng)產(chǎn)物由反應(yīng)器底部出來大部分進(jìn)入烷基化反應(yīng)物循環(huán)罐進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)，少部分經(jīng)過濾器進(jìn)入反應(yīng)后混合物罐，用泵經(jīng)冷卻器冷至80℃后進(jìn)入裝有陰離子交換樹脂的吸附器，中和反應(yīng)物酸化后大部分再經(jīng)加熱器進(jìn)入薄膜蒸發(fā)器，在真空條件下進(jìn)行減壓蒸發(fā)回收未反應(yīng)的壬烯及苯酚，經(jīng)中間罐返回至反應(yīng)物循環(huán)罐，少部分送至反應(yīng)物循環(huán)罐用于二壬基酚的脫烷基，薄膜蒸發(fā)器底的粗壬基酚自流入粗壬基酚罐，間斷地用泵送至壬基酚蒸餾器進(jìn)行間歇蒸餾（每12h送一次）。由吸附器分出來的少部分的反應(yīng)物自流入另一反應(yīng)循環(huán)罐，再經(jīng)循環(huán)泵送入另一個反應(yīng)器進(jìn)行脫烷基反應(yīng)，其目的是丙烯三聚物的徹底轉(zhuǎn)化和二壬基酚脫烷基。反應(yīng)產(chǎn)物大量循環(huán)回反應(yīng)物循環(huán)罐，少量的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過濾器進(jìn)入蒸餾塔，蒸餾后塔底得到壬基酚和苯酚混合物返回到反應(yīng)后混合物罐，與烷基化反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物混合后去薄膜蒸發(fā)器蒸發(fā)脫苯酚。

1.4 壬基酚蒸餾部分

壬基酚在減壓的條件下在帶有攪拌裝置的間歇蒸餾釜中進(jìn)行蒸餾，每次蒸餾時間約10h～12h，每次用泵將25.9m3的粗壬基酚送入間歇蒸餾釜并加入脫色劑，進(jìn)行減壓蒸餾。蒸餾初期首先蒸出第一餾分、第二餾分，蒸餾溫度分別為160℃～165℃、165℃～168℃，分別返回到反應(yīng)后混合物罐和粗壬基酚罐。然后蒸出二級壬基酚，蒸餾溫度為168℃～170℃，再蒸出一級壬基酚，蒸餾溫度為170℃～180℃，最后再蒸出二級壬基酚，蒸餾溫度為180℃～185℃。一級、二級壬基酚分別進(jìn)入壬基酚I罐、壬基酚Ⅱ罐，加入穩(wěn)定劑后再分別用泵送至裝置外的一級、二級壬基酚貯罐。

2.壬基酚裝置火災(zāi)危險(xiǎn)性分析

壬基酚生產(chǎn)原料為丙烯、苯酚，產(chǎn)品為壬基酚、液化石油氣、汽油等，生產(chǎn)工藝流程分為齊聚反應(yīng)、齊聚物精餾、苯酚烷基化及壬基酚蒸餾，生產(chǎn)過程中存在致災(zāi)因素分析如下：

2.1 反應(yīng)過程

（1）齊聚反應(yīng)工段。該工段是在齊聚反應(yīng)器中加入丙烯、循環(huán)二聚物及磷酸催化劑進(jìn)行聚合反應(yīng)后，得到齊聚產(chǎn)物。本工段的最低操作溫度為180℃，反應(yīng)溫度超過物料的閃點(diǎn)，并且操作壓力達(dá)到5.0MPa，屬于高溫高壓的操作工藝。聚合反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)過程中由于聚合熱不易傳導(dǎo)散出而導(dǎo)致危險(xiǎn)，倘若這些反應(yīng)放出的大量熱量如未能及時轉(zhuǎn)移出反應(yīng)器外，即可使反應(yīng)器內(nèi)溫度升高，待升高到一定溫度時，就會使反應(yīng)物料分解，強(qiáng)烈的放熱，有發(fā)生暴聚的危險(xiǎn)。一旦發(fā)生暴聚，則設(shè)備堵塞，壓力驟增，極易發(fā)生爆炸。此外，該反應(yīng)過程中有一定量的催化劑存在，生產(chǎn)過程中若因原料短缺、公用設(shè)施故障、設(shè)備的機(jī)械故障、催化劑的嚴(yán)重沖蝕和磨蝕等造成設(shè)備、管線等泄漏，也易引發(fā)火災(zāi)爆炸。

（2）齊聚物精餾工段。齊聚物精餾工段涉及的物料主要為丙烯預(yù)二聚物、丙烯二聚物、丙烯三聚物、丙烯四聚物，上述物料均屬于可燃液體，其揮發(fā)的蒸氣的爆炸極限都很低，具有很大的危險(xiǎn)性，本工段所存在的危險(xiǎn)也就是由上述這些可燃物料固有的危險(xiǎn)性決定的。丙烯二聚物、丙烯三聚物和丙烯四聚物均為無色且?guī)в刑厥鈿馕兜囊后w，其中丙烯二聚物是C6-C8不飽合烴的同分異構(gòu)物的混合物，最典型的組分為已烯（C6H12），丙烯三聚物是C3-C10的不飽合烴的同分異構(gòu)物的混合物，主要組分是壬烯，丙烯四聚物為C10-G16的不飽和烴同分異構(gòu)物的混合物。上述丙烯聚合物均為可燃液體，揮發(fā)出的氣體與空氣混合能形成爆炸性氣體混合物。由于裝置操作溫度為65℃～190℃，生產(chǎn)過程中若因設(shè)備故障、操作不當(dāng)?shù)仍斐稍O(shè)備、管線等的泄漏，容器中的物料噴出即可能引起火災(zāi)爆炸。

（3）苯酚烷基化工段。該工段是在烷基化反應(yīng)器中加入苯酚、壬烯、丙烯齊聚物及催化劑進(jìn)行反應(yīng)，即得反應(yīng)產(chǎn)物。本工段的最高操作溫度為130℃，操作壓力達(dá)到0.25MPa，反應(yīng)溫度均超過物料的閃點(diǎn)，且物料反應(yīng)過程中有一定量的催化劑存在，生產(chǎn)過程中若因原料短缺、公用設(shè)施故障、設(shè)備的機(jī)械故障、催化的嚴(yán)重沖蝕和磨蝕等造成設(shè)備、管線等的泄漏，易引發(fā)火災(zāi)爆炸。在反應(yīng)器中的物料，由于釜體、部件、軸密封、管線、閥門、儀表等處容易發(fā)生泄漏和損壞，物料泄漏遇明火極易引起火災(zāi)爆炸事故。該工段的烷基化反應(yīng)是在加熱的條件下進(jìn)行，如果原料、催化劑、烷基化劑等加料次序顛倒、速度過快或者攪拌中斷停止，就會發(fā)生劇烈反應(yīng)，引起跑料，造成著火或爆炸事故。

（4）壬基酚蒸餾工段。該系統(tǒng)溫度高，蒸餾塔內(nèi)溫度在160℃～185℃，含有脫色劑粉末的壬基酚在高速流動下，容易沖蝕管線設(shè)備，嚴(yán)重時導(dǎo)致泄漏，造成火災(zāi)事故。壬基酚蒸餾工段為減壓操作，間歇蒸餾釜為帶有攪拌裝置的動設(shè)備，設(shè)備動靜密封點(diǎn)較多，在生產(chǎn)過程中如果密封部件老化或墊片損壞未及時更換，可能導(dǎo)致空氣進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部，與物料混合形成爆炸性氣體混合物，一旦設(shè)備靜電接地系統(tǒng)發(fā)生故障，導(dǎo)致靜電放電，極有可能引發(fā)火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生。

2.2 冷換設(shè)備

裝置生產(chǎn)過程中的冷換設(shè)備數(shù)量眾多，設(shè)備內(nèi)存在的介質(zhì)大多為易燃、易爆及腐蝕性物料。冷換設(shè)備一旦泄漏，內(nèi)部的物料遇空氣形成爆炸性混合物，遇到點(diǎn)火源就可發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。造成冷換設(shè)備泄漏的原因有：（1）冷換設(shè)備內(nèi)部存在腐蝕介質(zhì)如蒸氣霧滴、氫氣等腐蝕引起列管泄漏。（2）冷換設(shè)備本身制造缺陷，焊接質(zhì)量差，焊接接頭泄漏。（3）由于開停車頻繁，溫度變化過大，設(shè)備急劇膨脹或收縮，使管板處泄漏。（4）因溫度升高(150℃以上)，螺栓伸長，緊固部位松動，引起法蘭密封處泄漏。（5）因管束組裝部位松動、管子振動、開停車和緊急停車等機(jī)械沖擊而引起泄漏。

冷凝或冷卻作用的冷換設(shè)備操作失誤或發(fā)生故障，造成冷卻劑供應(yīng)不足，起不到冷凝或冷卻作用，會導(dǎo)致未經(jīng)冷凝冷卻的介質(zhì)進(jìn)入貯罐，會導(dǎo)致罐內(nèi)介質(zhì)或罐內(nèi)沉積水層沸騰，或未經(jīng)冷凝的易燃液體蒸氣在罐區(qū)擴(kuò)散，易引發(fā)火災(zāi)爆炸事故。在連續(xù)操作中，冷卻不足會導(dǎo)致大量蒸氣從貯槽等部位逸出，構(gòu)成火災(zāi)危險(xiǎn)。在危險(xiǎn)介質(zhì)的影響下，部分溫度較高的換熱器內(nèi)管子與管板連接接頭處承受著反復(fù)的熱沖擊、熱變形、熱腐蝕作用，工作環(huán)境較為苛刻，容易發(fā)生破壞。另外，冷卻水不潔凈、或管束腐蝕、或脹口浮頭密封不良都會發(fā)生氣體泄漏。

2.3 泵房

泵房中輸送介質(zhì)均屬易燃、易爆物質(zhì)，且泵房設(shè)備集中，作業(yè)頻繁，是最容易泄漏和散發(fā)可燃物料的地方，為火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性較高的場所。泵房內(nèi)的管線、壓力表、閥門、法蘭墊片、機(jī)泵密封、焊口等，若材質(zhì)不符合要求、施工質(zhì)量不合格，在設(shè)備管線受振動、腐蝕、超溫超壓、違章作業(yè)等情況，泵蓋或管線配件就可能破裂而造成物料泄漏，泵亦會因密封失效或其他故障造成物料泄漏。在泵房通風(fēng)不良、電氣設(shè)備不符合防爆要求、防靜電措施不符合要求或失靈、不能將物料流動過程中產(chǎn)生的靜電及時導(dǎo)出，以及違章動火等危險(xiǎn)因素的情況下，大量泄漏易燃物料遇到點(diǎn)火源，就會引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故。此外若泵的出口壓力超壓，泵蓋或管線配件就可能崩開而噴料，泵亦會因密封失效或其他故障造成物料泄漏，物料泄漏后易揮發(fā)，當(dāng)有點(diǎn)火源存在時，將可能導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸事故的發(fā)生。

2.4 罐區(qū)

壬基酚裝置1號和2號罐區(qū)內(nèi)設(shè)有烷基反應(yīng)循環(huán)槽、苯酚操作罐和壬基酚、苯酚混合罐等儲罐，儲存的物料壬烯、苯酚和壬基酚等都是易燃易爆物質(zhì)，且存儲量較大，具有較高的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)。罐區(qū)主要存在以下一些危險(xiǎn)性。

（1）儲罐與外部管線相連的閥門、法蘭、人孔以及排污孔等安裝質(zhì)量差；或由于檢維修過程中疏忽漏裝墊片，以及使用過程中的腐蝕穿孔或腐蝕而產(chǎn)生疲勞造成的裂紋；罐底板焊接不良，罐基礎(chǔ)下沉導(dǎo)致罐體發(fā)生變形、裂縫造成物料泄漏；罐體、附件或管線密封系統(tǒng)性能不良、施工焊接質(zhì)量不好等因素導(dǎo)致易燃易爆物料泄漏，遇點(diǎn)火源有發(fā)生火災(zāi)爆炸的危險(xiǎn)。（2）罐區(qū)地坪若發(fā)生裂縫或塌陷，防火堤倒塌，易使泄漏或外溢跑料時既不易回收，又易引發(fā)事故。（3）如果儲罐等設(shè)備選型不合適、本身設(shè)計(jì)存在缺陷，或制造不合格，造成其耐壓能力不夠，發(fā)生破裂，導(dǎo)致儲存物料泄漏，遇火源則發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故。（4）儲罐儲存的物料等是不良導(dǎo)體，易產(chǎn)生靜電積聚。因此儲罐及管道必須進(jìn)行良好的接地，否則可能因靜電火花而引起燃燒、爆炸。防雷裝置如發(fā)生斷裂、松脫，或土壤電阻增大，都會影響雷電電流的流散，從而增大因雷擊而引發(fā)火災(zāi)爆炸事故的可能性。（5）儲罐因罐內(nèi)液位高而冒料，或因誤操作切錯罐導(dǎo)致液位高而冒料，泄漏物料遇點(diǎn)火源則易導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸事故。另外，儲罐在防雷、防靜電設(shè)施失效的情況下遭受雷擊、電火花或在罐區(qū)內(nèi)違禁使用明火，檢修清洗時違規(guī)操作等情況，也易導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸事故發(fā)生。

3.防范措施及對策

3.1 加強(qiáng)重點(diǎn)人員培訓(xùn)

要利用一切資源對企業(yè)消防安全責(zé)任人、消防安全管理人和消防控制室操作人員、消防巡查檢查人員等重點(diǎn)人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，力爭在每個石油化工企業(yè)都有一批消防“明白人”。在此基礎(chǔ)上，要對外來人員、新入職員工開展針對性培訓(xùn)，要讓大家了解原料產(chǎn)品理化性質(zhì)、了解工藝流程、了解重點(diǎn)部位的火災(zāi)危險(xiǎn)性，讓大家在內(nèi)心深處心存敬畏、在工作中高度重視、嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。

3.2 加大設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)力度

對于一些投產(chǎn)時間較早的老牌企業(yè)，很多設(shè)備、裝置都已經(jīng)進(jìn)入超期服役狀態(tài)，出現(xiàn)問題的概率大大增加。這就要求消防部門要協(xié)助企業(yè)充分利用好廠里每次的設(shè)備檢修期，利用好第三方檢測公司每年一次的消防設(shè)施全面檢測的機(jī)會，利用好消防、應(yīng)急、質(zhì)監(jiān)等相關(guān)部門每一次專項(xiàng)檢查的機(jī)會，將企業(yè)自查、第三方服務(wù)、部門監(jiān)管、專家“體檢”相結(jié)合，提前發(fā)現(xiàn)問題、主動解決問題、積極消除隱患。

3.3 加強(qiáng)探測報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)置

石化企業(yè)應(yīng)在廠區(qū)的火災(zāi)危險(xiǎn)性場所均按要求設(shè)置火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)和火災(zāi)電話報(bào)警，在可能積聚可燃?xì)怏w的場所均按要求設(shè)置可燃?xì)怏w檢測報(bào)警系統(tǒng)。確保一旦出現(xiàn)泄露，能夠第一時間探測、第一時間報(bào)警、第一時間聯(lián)動啟動相關(guān)設(shè)備、第一時間處置事故現(xiàn)場。

3.4 加強(qiáng)企業(yè)應(yīng)急處置能力

凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。這就要求企業(yè)要居安思危，要打有準(zhǔn)備之仗。一方面，要組織成立工藝處置隊(duì)，微型消防站等消防組織，制定有針對性、可行性的滅火應(yīng)急預(yù)案并定期開展演練。另一方面，要加強(qiáng)應(yīng)急物資儲備，確保泡沫等滅火劑在保質(zhì)期內(nèi)，確保消防滅火用水水量充足，確保消防水泵、固定設(shè)施完好有效，確保消防車道、消防操作場地、消防車取水點(diǎn)等的設(shè)置符合規(guī)范要求。

4.結(jié)語

壬基酚裝置在生產(chǎn)過程中涉及易燃易爆介質(zhì)，并伴隨著高溫高壓，必須針對壬基酚裝置在生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)防控，落實(shí)企業(yè)消防安全管理的主體責(zé)任，確保石油化工企業(yè)安全平穩(wěn)生產(chǎn)。