橡胶厂火灾风险评价

    [摘要]本文利用DOW火灾爆炸指数评价法对顺丁株胶聚合装置进行评价，得到了生产工艺设备、过程的危险性和事故造成的实际最大可能财产损失，说明需要采取安全防范措施，降低危险程度。

    [关健词]DOW；火灾爆炸指数；安全评价

    1.引言

    某橡胶厂顺丁橡胶聚合装置是由丁二烯聚合装里和溶剂及丁二烯回收装里构成。在整个工艺过程中装里内的介质从原料到产品大部分为有机物，都具有易燃易爆性，特别是主要介质丁二烯易自聚，自聚物易引起爆炸和设备、管道堵塞。设备及管道内的温度都高于主要物料的闪点，大部分设备及管道的压力都高于大气压，而且这些设备普遍大型化，具有较大的危险性。本文用DOW评价法对其安全性进行评价，目的在于量化其危险因亲，揭示生产设备工艺存在的危险性，评价发生亨故的严重程度，力求从技术工艺、设备、原材料等方面采取措施，使事故的严重程度降低到允许范围内。

    2.DOW火灾娜炸危险指数评价法

    DOW评价法是美国道化学公司于1946年首先提出的一种安全评价法，至今已修订了数次，使评价效果大为提高，评价结果可接近实际。火灾爆炸危险评价法是对工艺装里及所含物料的潜在火灾、爆炸和反应性危险按逐步推算的方法进行客观评价。评价过程中定量的依据是事故的统计资料、物质的潜在能量和现行安全防灾措施的状况(见图1和表1)。

 

 

    3.生产工艺过程简介

    顺丁橡胶聚合装置中丁二烯聚合装里是以环烷酸镶，三异丁基铝和三氟化硼乙醚络合物为催化剂，以65-90℃抽余油为溶剂，采用稀硼单加或三元陈化方式的催化剂加料方式，丁二烯在聚合釜中经链的引发、链的增长和链的终止三个历程连续聚合为顺式1,4聚丁二烯。该装里还包括溶剂及丁二烯回收装置处理凝聚回收油，为聚合装里提供合格的溶剂油和回收丁二烯。工艺流程如图2所示。

 

    4DOW评价法在装置安全评价中的应用

    4.1工艺单元划分

    多数工厂由多个单元组成的。但在计算工厂的火灾、爆炸指数时，只选择那些对工艺影响的单元进行评价。选择工艺单元的重要参数包括物质的潜在化学能、危险物质的数量、资金密度、操作压力与操作温度导致火灾、爆炸事故的历史资料、对装置操作起关键作用的设备。一般情况下这些参数的数值越大，则该单元就越孺要评价。顺丁橡胶的生产装里的工艺流程可分为配制、洛剂分馏、溶剂回收、丁二烯回收、聚合、干燥六个部分，根据设备内主要物质的危险性和操作危险性，对其中11个工艺单元进行评价。包括:(1)丁二烯储罐(2)三异丁基铝配制罐，(3)三氟化硼一乙醚配制罐，(4)抽余油储罐，(5)溶剂分馏塔(泵、进出料换热器)。(6)凝聚回收油储雄，(7)溶剂脱水塔(泵、预热器),(8)溶剂脱重组分塔，(9)丁二烯回收塔(丁二烯脱水塔、丁二烯精馏塔)，(10)聚合釜，(11)膨胀干燥机。

    4.2单元火灾爆炸指数计算

    按表2的格式和项目进行选取和计算各项系数，将各单元结果汇总于表2。由表1、表2得装置中三异丁基铝配制罐、三氟化硼一乙醚配制罐、聚合釜、丁二烯回收塔(丁二烯脱水塔、丁二烯精馏塔)的工艺危险性和火灾爆炸危险性非常大；丁二烯储罐、溶剂油脱水塔、溶剂脱重组分塔的危险性很大；抽余油储罐、千燥机的危险性中等；凝聚油储罐、溶剂分馏塔的危险性较轻。

 

    4.3单元安全补偿措施系数计算评价各单元安全设施所具有的防护水平，由工艺控制系数Cl、物质隔离系数C2、防火安全系数C3的乘积得到单元的安全修正系数。按表3的格式和项目进行选取和计算各项系数得干燥机、聚合釜的安全措施补偿系数为0.53；凝聚回收油储罐和抽余油储罐、丁二烯储罐、三异丁基铝配制罐，三氟化硼一乙醚配制堆的安全措施补偿系数为0.56；溶剂油脱水塔、溶剂脱重组分塔、溶剂分馏塔和丁二烯回收塔、丁二烯脱水塔、丁二烯精馏塔的安全措施补偿系数为0.55。

 

    4.4工艺单元危险分析汇总

    工艺单元危险分析汇总表(表4)汇集了所有的重要的单元危险分析的资料。根据火灾爆炸指数可以求出幕露半径，进而求出幕落面积。确定了攀露区域内财产价值和危害系数后，可以求出基本最大可能财产损失，再乘以安全措施补偿系数得到实际最大可能财产损失，最后得到最大可能停工天数计算出停产损失。通过对比可知实际最大财产损失由大到小的顺序为三氟化硼一乙醚配制堆、聚合釜、丁二烯回收塔(丁二烯脱水塔、丁二烯精馆塔)、溶剂脱重组分塔、溶剂油脱水塔(泵、预热器)、抽余油储雄、溶剂分馏塔(泵、进出料换热器)、凝聚回收油储罐、聚合釜、干操机。

 

    4.5生产装置危险分析汇总

    生产装置危险分析汇总记录了评价单元的基本的和实际的最大可能财产损失以及停产损失。见表5。对于这些已运行多年的设备装置应从加强安全维护、增加安全设施着手。生产区要有足够的消防给水设施，特别是在成品库和易燃液体储罐等附近设备应布置有足够数量的消火桂，并保证有充足的给水量。根据单体、溶剂及其它可燃气体、易燃液体的自燃点和传爆间隙的等级，选用防爆电气设备，对其他的电气设备采取防爆措施。加强厂房、车间内的通风，以防止可燃气体、易燃液体蒸汽积聚。聚合反应釜应有可靠的冷却系统，一般有夹套冷却、盘管冷却和搅拌冷却等组成，最好采用两个水源两路电源，这样可以防止由于冷却不良引起事故。

 

    反应釜上应安装温度计以便及时掌握和控制温度，防止超温。聚合反应时，应按投料顺序和投料配比，准确投料，整个物料不应超过限t，反应前期需升温的，要防止升温过快，当聚合反应及放热f逐渐增加，要及时冷却降温，在反应过程中，要十分注意温度和压力的变化。出料要缓慢，处于高压的物料还应将压力适当降低后再出料，并要防止未反应的单体流散造成危害。在生产过程中，由于单体均为不饱和烃，极易发生自聚反应，出现挂胶、堵管、堵塔等现象，因此，应及时清理自聚物。清理时，可用氮气或水蒸气吹扫，不要用金属条疏通。清理出来的自聚物必须送至安全地点处理，防止自燃。从表3可见为了增加装里的安全性，应安装抑爆装里、增加惰性气体保护，对于设备体积大、危险性大的应增加一套泡沫灭火装里，以降低火灾带来的损失。合成橡胶洗胶后的胶料采用高温挤压、干燥时，如温度过高、胶料在挤压、干燥机内的停留时间过长，高温的胶料在膨胀干燥机挤出时，遇空气易发生冒烟着火现象。因此，温度一般应控制在270℃以下，在生产过程中如果发现挤压、干燥机温度过高或胶料过少或停水停电时，更要注意防止热胶由于温度过高或在机内停留时间过长而着火。在干操机应安设固定蒸汽灭火装里，并在附近设里干粉、以备灭火之需。对引发剂、催化剂及其它助剂的保管和使用，要根据它们的特性采取防火防爆措施。烷基铝等要防止与空气接触发生自燃和遇水受潮发生爆炸。过氧化物要防止遇高温分解发生爆炸燃烧，有的在夏季炎热时还要采取降温措施。搬运这种过氧化物时要轻幸轻放，防止撞击发生危险。性质上互相有抵触的化学药品要分别存放，配料时要防止发生差错。

 

    5.结论

    (1)通过运用DOW火灾、爆炸指数评价法，对顺丁橡胶聚合装置进行评价，计算出了火灾爆炸指数的大小，量化了其危险因素，并求出了发生本故的实际最大可能财产损失和停产损失。揭示了生产工艺设备及过程的危险性。

    (2)根据火灾爆炸指数计算表及安全措施补偿系数表找出顺丁橡胶聚合装里较大的危险因素，从技术工艺、设备、原材料、安全管理等方面采取措施，使享故的危害程度降低到允许范围内。

    [参考文献]

    [1]中国化工安全卫生技术协会防火防爆专业委员会编译，道化学公司火灾、爆炸危险指数评价方法[Z].（第七版)，1997.

    [2]宋光积.生产工艺防火[M].北京:誉官教育出版社.1998.