焦化苯初馏份蒸馏釜发生爆炸的原因探讨

    摘要 通过对某企业的一起典型爆炸事故案例进分析，找出其产生的原因，提出了预防措施。

    关键词 焦化苯初馏份 蒸馏釜爆炸事故 原因分析 防范措施

    Study of the explosion cause of the primary distiller of coking benziene

     Xu Guohu

    (The safety & Environment Protertion Department of the Coal and Coking Company of Maanshan Iron and Steel Co. Ltd 243021)

    Abstract Through an analysis of a typical case of the explosion of the distiller containing the firsst fraction of coking benzene which happened in a fraternal enterprise ,this article is meant to seek the cause of the explosion and to enable those of the same occupation to draw a lesson, so that similsr accidents can be avoided. Precautionary measures are also presented clearly in the article.

    Keywords The first fraction of coking benzene Explosion of the distiller Analysis of the cause Precautionary measures

    1996年4月29日17时30分，某钢铁公司附属企业公司下属科技公司，发生一起焦化苯初馏釜爆炸事故，并引发了火灾，导致当班一操作工当场死亡。

    1 事故经过

    事故发生的当日上午，该单位生产车间布置操作工，要在下午将焦化苯初馏份蒸馏釜（内有加热器，容积约2m2）内的残渣排出，以便为下一班生产创造条件。当日下午3时多，当操作工打开釜端底放空阀门，进行排渣，过了一会后仍不见有残渣排出，随后许某即启动空压机，往釜内送压缩空气，大约在17时30分左右蒸馏釜北端盖被爆炸脱开，将在釜北端的操作工击倒，使其烧伤并当场死亡。此次爆炸事故造成工亡一人，蒸馏釜报废，直接经济损失1万余元。

    2 爆炸事故原因

    该蒸馏釜是盛装焦化苯初馏份进行蒸馏的II类加热器式受压容器。在加热过程中，不仅要防止突沸爆炸伤人，而且更要消除摩擦产生静电火花引起的爆炸。发生爆炸必须具备以下三个条件：①有达到爆炸极限的混合气体存在；②有火源；③有一定压力的空间或在密闭容器中。

    2. 1生产工艺流程及生产过程

    生产时先将焦化苯初馏份原料加入到蒸馏釜内，然后通过蒸汽加热器进行加热，蒸出二环戊二烯、二硫化碳、苯类等产品，釜底沉积一些不饱和化合物，多呈树脂状，其中的二环戊二烯是生产所需的宝贵原料，其余物质均作为残渣排出，当作燃料处理。由于当时排残渣困难，按以往惯例往釜内通入压缩空气，以加快排放釜内残渣速度，当时压缩空气，以加快排放釜内残渣速度，当时压缩空气软管理接在一根插入釜内残渣底部逸出，使釜内残渣激烈搅拌、飞溅。釜内残液主要是沸点168℃以上的芳香烃聚合物和二聚环戊二烯及苯类等可燃物，通入压缩空气后，因釜内温度较高，苯类油气在不断挥发，釜内上部空间就逐渐形成了可燃气与空气的混合气体，釜内压力在不断增大，迫使釜内充满了达到爆炸范围的气体与液体混合物。（苯在空气中体积比达到1.3%即可发生爆炸）

    附图 焦化苯初馏份蒸馏生产工艺流程

    2. 2爆炸、着火的原因分析

    本次爆炸事故的火源在排除明火和放热化学反应两个因素后，到底是激烈搅拌产生的静电积聚，还是二硫化碳或硫化铁自然以及其它什么因素所致，现分析如下。

    （1）静电火花的可能性很大。因为当时釜内压缩空气与液态残渣长时间的激烈搅拌摩擦、喷溅等都会产生静电，静电积聚到一定程度后就会放电，产生静电火花，进而导致釜内的甲级易燃易爆物苯类发生爆炸燃烧，这种事故已经在焦化厂发生过多起了。

    （2）有些工程技术人员的安全管理人员认为是自燃原因引起的，其理由是该蒸馏釜内的硫二硫化碳是极易自燃的物质（自燃点约为100℃），当时釜内温度在100℃以上，通入压缩空气和打开釜底排渣阀门后，釜内有氧，完全具备了自燃的条件。另据有关资料介绍，焦化厂化工生产过程中，因苯初馏份中含有硫化物，这些硫化物对生产设备器壁上的氧化铁和铁长期腐蚀，生成硫化铁。虽然硫化铁的自燃点极低（仅为40℃），但在正常生产设备中的硫化铁由于充满物料，不能与空气中的氧接触，故不能发生氧化自燃，只有当其在停产检修时需要将容器放空或容器中的液面下降，硫化铁露出时，与空气接触才能氧化发热而自燃，但它不是立即燃烧，而要等硫化铁表面的油或水蒸发之后才会自然，自然时虽不会出现火焰，仅呈炽热状态，但其温度很高。所以说硫化铁自燃时，如果设备内有可燃气体与蒸汽或空气形成的爆炸混合物，则可能会发生爆炸，如果有可燃气体或易燃液体，还可能引起火灾。因此认为这次爆炸燃烧事故有可能是自燃引起的。

    （3）还有一种可能是：当时压缩空气中夹带冷凝水进入釜内，水与釜内高温油渣接触后，瞬间即被气化，体积突然膨胀，造成强大压力，经气相介质传递到釜体四周，将最薄弱之处北端盖崩裂，金属碳钢在被强力接断的同时也产生火花，火花导致易燃易爆的苯类蒸气引燃爆炸、着火。

    3 预防措施

    预防易燃易爆事故的发生，首先是改变可燃气体在空气中的浓度，使其远远偏离爆炸极限范围。可以采用增减相对体积量的办法，或迅速泄压放散，消除可燃可爆炸的条年。

    明火是火灾爆炸事故的重要原因，因此在焦化厂煤气和化工设备周围区域，应当严禁明火，严禁吸烟，禁止携带火种入内。焦化厂生产区域内还应禁止燃放烟花鞭炮。在苯类区域以及煤气设施、设备等防火防爆场所，禁止穿铁钉鞋和化纤外衣，杜绝一切会产生火花的操作；机动车辆进入时，其排气管应当有防火帽；动火检修作业必需办理动火许可证等。对于煤气等可燃气体，苯类、二硫化碳、吡啶等易燃液体生产施上一定要有预防静电的措施。例如在设备管道上安装可靠的接地线，控制物体流动速度，防止冲击喷溅，检尺和取样物料前应足够的静置时间，及时处理泄漏，降低流动物料的压力，防止喷射产生静电，杜绝突沸膨现象，严禁用苯、汽油类易燃易爆液体洗手，擦地面和衣物等。对于类似二硫化碳（CS2）、硫化铁Fe2S3)等自燃点较低的易自燃物质要采取措施，预防其自燃。在冷却降温时，当介质温度降至自燃点以下时，严禁与空气接触，达到隔绝助燃物氧气的目的。

    焦化厂化工生产设备预防硫化铁自燃的主要措施有：一是检修可能有硫化铁的设备时，放出物料后，可在其内充满惰性气体进行保护；二是因其自燃点约在40℃，故检修设备在冷却至40℃以下时用打开；三是向设备内壁浇水，使硫化铁浸湿，避免与空气直接接触。要注意设备顶部温度高且比较干燥的部位，此部位有水存在时，空气中的氧可以使硫化铁转化氢氧化铁，因此应反复往金属器壁上浇水，以消除硫化铁自燃的危险。

    由于焦化厂生产中的化工物料或焦炉煤气中含有的硫化氢及其他硫化物、硫磺等，均会与生产设备起化学反应，生成硫化铁，故在焦化厂生产设备内涂刷防腐涂料可以避免生成硫化铁，消除产生自燃物的可能。

    由于硫化铁的形态为深棕色或黑色块状物，有金属光泽，其粉末状物更易自燃，可溶于酸，但不溶于水。因此从设备中清理出的沉积物残渣中有硫化铁时要妥善处理，至少应放在无火灾危险的场所。

    4 事故教训与启示

    焦化厂许多事故教训告诉我们：凡是在易燃易爆设施、设备上操作检修时，除了要有高度的安全意识外还必须认真执行好操作规程，遵守制度，严禁违章作业等。2005年12月27日