化工企業(yè)的大多數(shù)常壓容器(塔、釜、罐、槽)內(nèi)的化工原料和物料都具有易燃易爆、有毒、腐蝕性等特點(diǎn)。在危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)企業(yè)所發(fā)生的火災(zāi)爆炸事故中,常壓容器爆炸事故屢見(jiàn)不鮮。在化工企業(yè)進(jìn)行有關(guān)安全評(píng)價(jià)中,評(píng)價(jià)工作重視對(duì)特種設(shè)備的安全評(píng)價(jià)并將其作為安全評(píng)價(jià)重點(diǎn),對(duì)通用的常壓容器很少或沒(méi)有作出安全評(píng)價(jià)。
一、 問(wèn)題的提出
壓力容器、壓力管道在專門的安全法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)其使用和安全監(jiān)督管理作出了規(guī)范。涉及特種設(shè)備、壓力容器監(jiān)管逐步走向了法治化、規(guī)范化,無(wú)可挑剔,但非壓力容器的安全監(jiān)督管理、安全評(píng)價(jià)在一些企業(yè)還沒(méi)有引起重視,缺乏對(duì)普通容器的評(píng)價(jià)和安全監(jiān)管。常壓容器在異常狀態(tài)能導(dǎo)致事故發(fā)生,破壞設(shè)備,污染環(huán)境,使企業(yè)失去經(jīng)濟(jì)效益。因此,對(duì)化工生產(chǎn)特別是危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)中涉及的通用的常壓容器進(jìn)行科學(xué)的安全評(píng)價(jià),非常必要。
二、危險(xiǎn)源辨識(shí)與安全評(píng)價(jià)的重點(diǎn)內(nèi)容
1.物料危險(xiǎn)性安全評(píng)價(jià)
在物料危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)中,要詳細(xì)了解各種物料的物理和化學(xué)性質(zhì),進(jìn)而對(duì)其危險(xiǎn)性一一進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。
通過(guò)物料危險(xiǎn)性評(píng)價(jià),可以針對(duì)本裝置中的各種物料的固有的、潛在的危險(xiǎn)性采取必要安全措施。如類似于過(guò)氯酸釋放氧氣對(duì)物料由于加熱產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)助長(zhǎng)火勢(shì)特性的;高壓乙烯對(duì)產(chǎn)生爆炸或爆轟的特性;乙烯產(chǎn)生聚合熱的特性;乙烯基乙炔、金屬鈉等自燃特性;碳化鈣、金屬鋰、金屬鈣等見(jiàn)水會(huì)釋放可燃性氣體特性等。
2.工藝過(guò)程的安全評(píng)價(jià)
化工生產(chǎn)中,一套生產(chǎn)工藝是由許多個(gè)單元工藝過(guò)程經(jīng)過(guò)集合而構(gòu)成,每個(gè)工藝過(guò)程又有各種不同的階段,每個(gè)階段對(duì)于其他階段都會(huì)產(chǎn)生影響,所以整個(gè)工藝過(guò)程的安全運(yùn)行是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題。因而在評(píng)價(jià)工藝過(guò)程的整體安全性時(shí),要將整個(gè)工藝過(guò)程劃分為若干單元,然后從安全角度考慮一個(gè)單元對(duì)另一個(gè)單元產(chǎn)生的影響,通過(guò)安全評(píng)價(jià)設(shè)法找到消除各種危險(xiǎn)性或加以限制的對(duì)策。
3.化學(xué)反應(yīng)危險(xiǎn)性安全評(píng)價(jià)
在各種反應(yīng)中,除了反應(yīng)本身的危險(xiǎn)性以外,還需針對(duì)由于反應(yīng)中的熱行為失調(diào)而造成的危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)在化工生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中的熱行為不同,可將化學(xué)反應(yīng)分為等溫反應(yīng)、絕熱反應(yīng)和非等溫非絕熱反應(yīng)。
等溫反應(yīng)是在反應(yīng)過(guò)程中,必須輸入或釋放熱量,從而保持系統(tǒng)恒溫的反應(yīng)。如果是吸熱反應(yīng),在熱源發(fā)生故障時(shí)就會(huì)將一部分尚未達(dá)到安全程度的未反應(yīng)物質(zhì)送入下一道工序,造成異常反應(yīng);如果是放熱反應(yīng),而又遇到冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障,則會(huì)使反應(yīng)溫度突然升高,造成事故。
絕熱反應(yīng)是在反應(yīng)過(guò)程中所需要的熱量取自投放的物料中所含的熱量。絕熱反應(yīng)也有吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng);在吸熱反應(yīng)中,如果熱源中斷,就會(huì)和等溫反應(yīng)一樣導(dǎo)致不良后果;如果是放熱反應(yīng),由于反應(yīng)熱隨同反應(yīng)生成物一并被排除該設(shè)備以外,反應(yīng)溫度的峰值就要取決于投放物料的溫變,如果投放物料的熱容大,就需要添加稀釋劑。遇到這種情況,最關(guān)鍵問(wèn)題就是要將溫度維持在安全限度以內(nèi),或者設(shè)法增設(shè)二次冷卻設(shè)備,以免造成事故。
非等溫非絕熱反應(yīng)中,雖有某種程度的熱轉(zhuǎn)移,但在反應(yīng)進(jìn)程中溫度并不恒定。吸熱反應(yīng)雖然可以采用直接愛(ài)人(熱)的反應(yīng)器,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)焦化現(xiàn)象,從而造成危險(xiǎn) 若為放熱反應(yīng)而又不可能使用稀釋劑日寸,就必須對(duì)冷卻表面和反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行溫度控制,避免溫度過(guò)度升高,防止反應(yīng)失控。
4.對(duì)于運(yùn)行條件失常造成的危險(xiǎn)性的安全評(píng)價(jià)
對(duì)由于運(yùn)行條件變動(dòng)可能引起的異常狀態(tài)或緊急狀態(tài)的危險(xiǎn)性,安全評(píng)價(jià)的主要對(duì)象是工作條件中的壓力、溫度、濃度和處理量。在道化學(xué)公司(DOW)的評(píng)價(jià)法中,將評(píng)價(jià)對(duì)象分為高壓或低壓工藝、高溫或低溫工藝、使用大量可燃性液體在爆炸范圍內(nèi)或在接近爆炸范圍內(nèi)的工藝、氣裝置發(fā)生泄漏時(shí)有可能會(huì)發(fā)生爆炸的工藝、有可能會(huì)出現(xiàn)蒸氣爆炸的危險(xiǎn)的工藝、有可能會(huì)積累導(dǎo)致爆炸的污染物千芝、在粉塵或煙霧狀態(tài)下運(yùn)行的工藝、有可能會(huì)出現(xiàn)難以控制的工藝或反應(yīng)、單純進(jìn)行物理性作業(yè)(分離、過(guò)濾、混合等)工藝、連續(xù)式或間隙式工藝等評(píng)價(jià)單元及分類。