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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:重慶市化工研究院 游激 張一軍

 

      2020613日晚上1830分,重慶市化工研究院中試一車間乙二醇單烯丙基醚生產裝置粗蒸餾工段發生一起閃燃事故。本次事故前后持續四十分鐘,未造成人員,設備,物料損失,屬未遂事故。根據事故“四不放過原則”查明此次閃燃事故可燃物、助燃物,點火源的組成,形成過程,工藝人員操作中的不足,實現本質安全生產。

 

事故經過

 

  2020613日晚上1830分粗蒸餾塔蒸餾結束放完釜液,用自來水清洗釜,反應釜沖洗5分鐘左右,關上底閥準備注水泡洗反應釜,控制室人員發現粗蒸餾塔頂溫快速上升,從156℃快速升到240℃,粗蒸餾塔中溫是27.6℃,反應釜溫度28.6℃,此時粗蒸餾塔出料口處發現有白色煙霧冒出。

  當班人員立即打開反應釜底閥將釜內洗釜水放出,同時塔頂水一直處于全開狀態,水從塔頂流到反應釜。此時,觀察粗蒸餾塔頂溫開始下降,當班人員巡查裝置時發現粗蒸餾塔出料口溫度較高、手不能觸碰,未發現裝置有泄漏現象。粗蒸餾塔頂部進水處,測溫點溫度較高,手均不能觸碰,未發現塔頂及法蘭拉連接處有泄漏現象,粗蒸餾塔頂溫是146℃,粗蒸餾塔中溫27.6℃,反應釜溫度28.6℃。

  粗蒸餾塔頂部溫度穩定兩到三分鐘后又開始迅速上漲,當班人員迅速向粗蒸餾塔通入氮氣,同時往塔頂注入自來水,塔頂溫顯示為167℃,中溫仍然是27.6℃,反應釜溫度仍然是28.6℃。粗蒸餾塔通入氮氣后溫度快速下降,當溫度降至100℃以下時停止通入氮氣,此后溫度未有再升,整個溫度反復上升持續約40分鐘。

 


接地電阻值分布圖

事故原因

 

  1. 閃燃的確定

  根據事故發生時現象:粗蒸餾塔頂溫溫度從156℃快速升到240℃。出料口有白色煙霧冒出。冷凝器及出料口溫度高。粗蒸餾塔頂溫儀表及接線經過專業人員反復確認,不存在儀表漏電及顯示問題。出料口取樣存在有機物燃燒后大量碳化顆粒。

  2. 閃燃物質的組成及物理化學性質

  乙二醇:14.8%,乙二醇單烯丙基醚:6%,水:79.2%,氯丙烯:0%。

  乙二醇物理化學性質:分子式 C2H6O2;HOCH2CH20H;分子量 62.07;熔點 -13.2℃,沸點197.5℃;外觀與性狀無色、無臭、有甜味、粘稠液體;蒸汽壓 6.21kPa/20℃;閃點110℃。

乙二醇單烯丙基醚物理化學性質:沸點:159℃;閃點:66 ?! ?/span>

3. 空氣

  蒸餾結束降溫后反應釜溫度為28.6℃,粗蒸餾塔中溫為27.6℃,反應釜與粗蒸餾塔底中部降溫過程中,設備內體積收縮,形成壓力差,致使出料口的空氣逆流進入到粗蒸餾塔頂溫測溫處附近。

  粗蒸餾塔頂溫156℃,溫度在乙二醇,乙二醇單烯丙基醚閃點之上。

  4. 粗蒸餾工段閃燃處電阻值分布

  防止靜電有關國家標準及行業標準:

  GB 12158-2006《防止靜電事故通用導則》條款6.1.2使靜電荷盡快地消散。

  GB/T20801.4-2006《壓力管道規范-工業管道-4部分》:制作與安裝條款10 .12.1有靜電接地要求的管道,各段間應導電良好。每對法蘭或螺紋接頭間電阻值大于0.03Ω時,應設導線跨接。

  SY5984-2014《石油設備防靜電標準》 條款5.3 輸油管道在進出站處、與其他有爆炸危險場所的邊界處、管道分岔處以及無分支直管道每隔200m300m處,均應設有防靜電和防感應雷接地裝置,接地電阻小于10Ω。

  5. 針對冷凝器封頭對地電阻值=5.55Ω偏高,再進行法蘭連接處電阻測定電阻值=0.08Ω。

  6. 閃燃部位的確定

  粗蒸餾塔頂溫有156℃,運行溫度均在乙二醇,乙二醇單烯丙基醚閃點之上。

  冷凝器有偏向頂溫測溫點處10度的角度,空氣回流到冷凝器后會自然流向冷凝器封頭及頂溫測溫點。

  閃燃發生時反應釜的溫度28.6℃,粗蒸餾塔中溫27.6℃,只有塔頂溫從156℃異常升高到256℃。閃燃位置電阻分布位置幾乎重合,從電阻分布位置來看,冷凝器封頭法蘭連接電阻=0.08Ω明顯高于國家標準值0.03Ω。

根據綜合條件判斷閃燃點火源發生在緊鄰粗蒸餾塔頂溫測溫點冷凝器封頭未消散的靜電。

 

事故總結

 

  1. 設備因素

  粗蒸餾塔頂冷凝器封頭雖未發生氣體泄漏,從接地電阻值測定發現冷凝器封頭靜電消散不佳。

  出料口處無防止空氣倒吸的止回閥。

  2. 操作因素

  操作結束后塔內溫度較高結束通氮,會導致冷縮負壓,空氣混入塔內形成可燃混合物??焖僮⑺畷е職饬骺焖倭鲃优c管壁摩擦形成靜電。

  反應釜快速放水會導致與反應釜連接的塔內氣流快速流動與管壁摩擦形成靜電。打開反應釜放料底閥放水時,塔會形成新的壓差,空氣會再次混入反應塔內形成燃燒混合物發生二次閃燃。

  未確定閃燃完全停止時冒然進行設備巡查。當班人員不可能判斷塔內混入的空氣與可燃物的數量有多少,是否會發生二次閃燃,更大的閃燃后可能會引起塔內壓力瞬間增大消散不了引起爆炸,造成不必要的人員損失。

  閃燃屬蒸發氣體的燃燒,用水降溫澆滅閃燃氣體無效??焖傧麥玳W燃的最佳方法是迅速向閃燃位置通入惰性氣體,實施惰性保護。

  冷凝器封頭與殼體緊密連接屬整體設備,經過多年運行后封頭與殼體還是會連接不暢,出現接地電阻值相差較多的現象。

  從電阻值測量來看,判斷設備、管路靜電跨接的安全性,需要參考多個國家、行業標準。

【責任編輯:cheng】
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