乙烯生产的火灾危险性及防火对策

　　摘要：对乙烯生产的工艺流程的火灾危险性进行了分析，并结合现行规范的相关要求和生产工艺实际提出了相应的防火措施。

　　关键词：乙烯生产；工艺流程；火灾危险性；防火措施

　　1前言

　　乙烯是石油化工生产的重要基础原料之一，广泛应用于合成纤维、合成橡胶、塑料的生产。乙烯的产量代表着一个国家石油化工发展的水平。我国乙烯生产起步较晚，但发展很快，从50年代的年产几万吨，发展到今天的上千万吨。现我国已建成了一批大型乙烯生产企业，还有大量生产乙烯的中小型企业星罗棋布在全国各地。乙烯的发展，不仅推动了石油化学工业的发展，在整个国民经济中也起着日益重要的作用。

　　生产乙烯的原料有石脑油、天然气，以及对炼油产品，如常压柴油、减压柴油进行深加工。乙烯生产比炼油有更大的火灾、爆炸危险性，生产压力更高（最高操作压力达11.28MPa）、温度更高（最高温度可达1010℃），装置更加复杂，连续性更强，而且还有深冷操作（最低温度达―170℃），生产过程中物料多呈气态，因此，做好防火防爆工作极为重要。笔者通过对乙烯生产的工艺流程的火灾危险性进行分析，提出了防火对策，以供商榷。

　　2乙烯生产的工艺流程

　　乙烯生产（同时生产丙烯）的工艺流程如下图所示。

 

　　3乙烯生产的火灾危险性

　　乙烯生产的火灾危险性除有普通炼油的火灾危险性外，有些工艺的火灾危险性还有以下一些特点：

　　3.1裂解

　　乙烯生产都是在高温、有压力的状态下进行。如裂解时温度就大于800℃，裂解产物大都呈气态。裂解的操作温度远远高于物料的自燃点，一旦泄漏，会立即发生自燃；如与空气混合达到爆炸浓度，遇明火会发生爆炸，而生产过程就有加热炉产生明火。

　　3.2压缩

　　压缩是将原料经压缩机压缩到3.0～4.0MPa。若设备材质不好，设备维护保养不良或年久失修，以及不当操作造成负压或超压、或者因压缩机冷却不良，润滑不良，管线或设备因腐蚀、裂缝而发生物料泄漏，都会发生设备爆炸和冲料，从而引发火灾事故。

　　3.3深冷

　　深冷分离是在-30～-165℃超低温状态下进行。如原料气不干，设备系统残留水分，就会发生“冻堵”。另外，在设备停车泄放物料时，由于不严格工艺操作规程，致使设备冷脆破裂，造成可燃物料在设备焊缝及接头连接等处大量泄漏，都会引起火灾、爆炸事故。

　　3.4加氢

　　加氢过程是对乙炔、碳三、汽油进行加氢气。氢气是一种易燃易爆、且渗透力极强的气体，因此加氢工序工艺条件十分严格。如加氢反应器的进料氢、炔比例控制不当，会引起加氢反应器“飞温”（急剧升温）。如反应器的反应温度过高会引起催化剂结焦，导致反应器“飞温”。若“飞温”严重、反应器温度骤升，会使器壁发生热蠕变，导致破裂着火，甚至发生爆炸。

　　此外，乙烯工厂常储存有大量液化石油气，液化石油气罐区也有很大的火灾、爆炸危险。

　　4防火措施

　　根据上述乙烯生产工艺流程的火灾危险性，笔者认为乙烯生产的防火措施应注意以下个方面：

　　4.1严格控制操作温度

　　裂解分离过程是在自动化程度高、连续性强的生产装置中进行的，为严格控制温度，应安装自动测温、自动调温等联锁系统。重要部位应设有下限温度、上限温度报警装置。当超过温度时，能自动降温、泄压、切断进料阀门、紧急放空。尤其在装置开、停车时要严格执行工艺操作规程，确定烘炉升温曲线、恒温和降温等工艺指标。加氢过程中要密切监视氢、炔比的控制是否符合工艺规定指标，防止加氢反应器“飞温”。如“飞温”时联锁装置失灵，应立刻采取将氢气和物料切断、停止加热、关闭进出口阀门，并紧急放空的工艺措施。

　　4.2严格控制压力

　　在乙烯生产过程中，如果压力过高，会造成设备、管道爆裂或反应剧烈而发生爆炸。正压生产的设备和管道如果形成负压，把空气吸入设备，与易燃易爆物质混合，有发生火灾、爆炸的危险。负压生产的设备、管道，如出现正压，易燃易爆物料漏出，也会发生火灾、事故，因此要做到：

　　4.2.1危险性大的压缩及深冷分离过程应设置自动调压、自动报警（包括低压报警、高压报警、危险压力报警）、自动切除等控制压力的保障系统。处于高温的裂解气因停水和水压不足、或因误操作，气体压力大于压力而冷却下来，会烧裂设备引起火灾，故应配备二路电源和水源，操作时要保证水压大于气压，发现停水或气压大于水压时要紧急放空。

　　4.2.2为准确测出工艺系统各部分的压力，选用的压力表应有足够的精度，定期校验，其最大量程应与容器上的工作压力相适应。

　　4.3严格控制物料流量、流速及液位

　　乙烯生产中的烃类气体、液体都会产生静电，为限制静电产生，应严格控制物料在管道中的流速。投料要严格掌握比例、速度、数量，如果投料过量、物料升温后体积膨胀，可造成设备或容器爆裂。塔、罐、容器的液位必须严密监视，液位过低抽瘪设备，液位过高容易发生跑、冒物料。为确保安全生产，应在塔、罐、容器上设置低液位或高液位自动报警及自动切除进料、出料的控制系统。特别对压缩机各段吸入罐的液位要从严控制，防止高液位使仪表联锁失灵，气体带液跑入压缩机，产生振动、导致罐体损坏，大量物料溅出而引发重大事故。

　　4.4安装安全装置

　　受压容器和设备均应安装安全阀、压力表、爆破片等防爆泄压及其他安全保险装置。易燃、易爆、有毒物料容器上的安全阀在排泄时应引到火炬系统烧除。压力表必须选择合适，严禁在氨及乙炔管道或设备上使用铜质压力表及阀件，压力表必须垂直安装在管道和设备上。在高温设备或明火加热炉连接的管线上应安装阻火器或水封，以阻止着火时火势扩大。在不同压力下生产的管道上或设备之间安装逆止阀，以防止气体或液体逆向流动，避免高压系统气体或液体窜入低压系统而引起爆炸。在储罐上安装呼吸阀，以防止储罐被抽瘪和超压破裂。所有的防爆泄压和安全保险装置或附件，必须每月进行一次外观检查，定期进行校验，以确保其精确度和安全可靠性。

　　4.5经常维修设备

　　乙烯生产高温、高压，腐蚀性极大，各种设备、容器、管线因长期经物料冲刷、腐蚀、管壁、罐壁逐渐变薄，易发生泄漏和火灾事故。因此，必须每年对装置进行大检修，对重点设备、容器、关键部位要组织工程技术人员分析、会诊，并应用物理探伤、拍片等现代检测手段和方法，精心检修，消除隐患。

　　4.6灭火设施

　　要根据装置的特点配备相应的灭火设备。如冷却水系统，泡沫灭火系统，自动喷水灭火系统，蒸汽灭火系统。当装置发生大量易燃易爆气体泄漏时，为避免与明火加热炉接触发生爆炸，可在明火区和可能有可燃气体泄漏区之间设置可燃气体自动检测报警装置并联锁固定蒸汽灭火系统。因高温设备不能用水和泡沫扑救，故设置蒸汽灭火系统，对扑救热裂解的高温设备初起火灾有着特殊作用。

　　5结束语

　　乙烯生产企业的防火要求，《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-92，1999年版）等消防技术规范已作了较详细、全面的规定，笔者只对乙烯生产的几个特殊工艺流程的火灾危险性进行了分析，并针对这些火灾危险性，提出了一些粗浅的认识，供消防监督人员和乙烯生产企业的相关人员参考。