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漏氣爆炸隱患多，氣體檢測不能少
發(fā)布時間：2022-12-09
今年8月7日至26日，按照《全國危險化學品安全風險集中治理方案》（安委〔2021〕12號）、《高危細分領(lǐng)域安全風險專項治理工作方案》要求，國家應急管理部對7個重點省（市）的46家丁二烯企業(yè)開展了現(xiàn)場指導，共發(fā)現(xiàn)隱患問題1521項，其中，重點檢查項575項，重大隱患53項，通過指導服務發(fā)現(xiàn)，對照《丁二烯安全風險隱患排查指南（試行）》（以下簡稱《指南》），各有關(guān)企業(yè)在安全風險管控方面仍存在明顯短板，尤其是部分企業(yè)在丁二烯防聚合、防泄漏管理以及罐區(qū)管理、自動化升級改造、本質(zhì)安全設計等方面問題較為突出。
事故風險代價大
丁二烯危險特性需重視
2021年10月，山東省淄博市高青縣一家三層高的工廠突然發(fā)生爆炸，1棟3層的廠房幾乎被夷為平地，幾乎被夷為平地，爆炸由一個裝有丁二烯丁二烯故障系閥門引起。
有人可能就會問了：什么是丁二烯，它為什么有這么大的爆炸威力？
丁二烯C4H6是一種易燃氣體，不溶于水，有輕微芳香氣味，沒有顏色但有輕微毒性，比空氣質(zhì)量重，所以丁二烯氣體泄露后不容易飄散，容易滯留在坑洼的地方，容易帶來安全隱患，當濃度達到一定地步后遇明火發(fā)生爆炸。
丁二烯是石油化工的基本原料之一，主要用于氯丁橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠等合成橡膠的生產(chǎn)，也用于合成ABS樹脂、SBS 樹脂、BS樹脂、MBS樹脂和合成其它有機化工產(chǎn)品，在精細化學品生產(chǎn)中也有廣泛用途，是重要的基礎(chǔ)化工原料。丁二烯的加工利用水平，也是石油化工發(fā)展水平的一個重要標志。
丁二烯燃燒化學方程式：2C4H6＋11O2=8CO2＋6H2O。從中可以看出，2個丁二烯（C4H6）分子燃燒就需要11個氧氣分子參與反應，然后產(chǎn)生8個二氧化碳分子和6個水分子，這說明丁二烯燃燒時需要大量氧氣，然后產(chǎn)生大量二氧化碳和水。
一般來說，燃燒過程需要的氧分子數(shù)量越多，那么燃燒熱就越大，氫氣燃燒熱241kJ/mol，甲烷燃燒熱893kJ/mol，而丁二烯燃燒熱高達2541kJ/mol，是氫氣的10倍以上，這代表著丁二烯爆炸將釋放大量熱量，遠高于甲烷和氫氣爆炸。
這就是為什么山東淄博的丁二烯泄漏后爆炸幾乎可以將1棟3層的廠房夷為平地，丁二烯釋放的能量實在是太大了，正是因為燃燒熱高，丁二烯被航天航空專家所看中，將制造成丁二烯的聚合物聚丁二烯，聚丁二烯是航天固體燃料之一。
丁二烯氣體的爆炸下限為1.1%，只要空氣中丁二烯濃度達到1.1%，遇明火就會發(fā)生爆炸，再加上丁二烯氣體比重大，容易下沉，丁二烯泄漏是很危險的。
丁二烯自聚物的危險性
1.易自燃
丁二烯自聚物，特別是自聚物在空氣中受熱或光照時很容易產(chǎn)生自燃，從而引發(fā)著火、爆炸等惡性事故。特別是在處理丁二烯的儲罐（含鋼瓶）、塔器時，常在自聚物清理前的置換過程中由于處理不當而導致自聚物發(fā)生自燃，引發(fā)事故。
2.易脹裂閥門、管道
丁二烯常因在閥門和管道內(nèi)積存而在閥門和管道內(nèi)形成端聚物，并因端聚物的迅速增多而急劇膨脹，從而產(chǎn)生巨大的內(nèi)壓力而脹裂閥門和管道，并因此造成丁二烯大量外泄。丁二烯的大量外泄不僅造成物料的損失·而且很容易產(chǎn)生著火和爆炸等惡性事故。
3.易凍裂閥門、管道
丁二烯常因其含有的微量水累積和聚集在閥門、管道處，在冬季凍裂閥門和管道，造成丁二烯的外泄，從而引發(fā)著火和爆炸等惡性事故。
近年來，國內(nèi)發(fā)生過多起由于丁二烯自聚等原因發(fā)生的爆炸事故：
一.由丁二烯產(chǎn)生的過氧化物及其聚合物引起
如甘肅某石化公司“2·6”丁二烯裝置著火爆炸事故，由于操作人員在檢修重沸器過程中，排出液體中的過氧化物或自聚物遇空氣閃爆自燃引起；
江蘇某石化公司橡膠廠“1·12”順丁橡膠裝置爆燃事故，事故原因系丁二烯在氧氣存在下自聚生成端聚物,導致設備漲裂造成物料泄漏。
二.由丁二烯泄漏等原因
如廣東某石化公司橡膠車間“3·15”爆炸事故，系拆開與閥門相連的儀表法蘭進行清理堿洗塔堵塞物作業(yè)時，導致塔內(nèi)正己烷和丁二烯物料發(fā)生大量泄漏，物料形成爆炸性氣體，遇點火源發(fā)生閃燃。
總而言之，丁二烯容易爆炸，且爆炸威力還很大，不過丁二烯泄漏是很容易察覺到，因為丁二烯有芳香氣味，其實山東淄博化學科技公司發(fā)生爆炸前，就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了丁二烯泄漏，及時讓大量人員撤離，才避免了人員死亡，只有一名傷者，沒有生命危險。
如何管控丁二烯生產(chǎn)、使用、儲存環(huán)節(jié)的風險
丁二烯是國民經(jīng)濟中不可缺少的原材料，所以國家安監(jiān)局等部門針對危險化學品管理的許多規(guī)范、制度中都涵蓋了丁二烯：
● 2009年12月發(fā)布實施的《GB18128-2009危險化學品重大危險源辨識》中將丁二烯的臨界量界定為5噸。
● 2011年6月發(fā)布的《關(guān)于公布首批重點監(jiān)管的危險化學品名錄的通知》中再次將丁二烯列為首批重點監(jiān)管的危險化學品；該名錄是國家安監(jiān)局在現(xiàn)行的《危險化學品名錄》中3800多種危險化學品中篩選出60種比較危險的化學品形成的。丁二烯就是這60種重點監(jiān)管的危險化學品之一，可見其重要性和危險性。
● 2011年8月，國家安監(jiān)局發(fā)布了《危險化學品重大危險源監(jiān)督管理暫行規(guī)定》根據(jù)標準，丁二烯即是屬于重點監(jiān)管的危險化學品又是屬于重大危險源，作為屬地管理的丁二烯管理者更應該重視對丁二烯特性的把握和掌控，確實保障丁二烯裝置的安全長周期運行。
因此如何管控丁二烯生產(chǎn)、使用、儲存環(huán)節(jié)的風險，避免事故發(fā)生尤其重要。通過對丁二烯的安全風險的梳理，建議著重從以下環(huán)節(jié)采取措施，防控大風險，消除大隱患。
1提高裝置本質(zhì)安全水平
一是優(yōu)化工藝設計，避免滯留死區(qū)。合理設計塔內(nèi)氣、液相分布和流速以及塔板、降液管形式，避免塔內(nèi)有死區(qū)；換熱器的使用設計采取丁二烯走管程，避免存在滯留區(qū)；管路采取斜度設計，減少水平管段死區(qū)，減少導淋、凹凸等盲端，在高純丁二烯系統(tǒng)易滯留處設置反沖設施，避免聚合物沉積聚集；在安全閥前增設爆破片；關(guān)鍵儀表導壓管采用法蘭式（設置膜片、硅油）等形式，若采用導壓管形式，應設計采取防止丁二烯聚合的措施。
二是設計阻聚劑緊急加注、緊急泄放等措施。在丁二烯中間罐等丁二烯純度高的區(qū)域設計增設阻聚劑緊急加注流程，實現(xiàn)異常情況下緊急注入阻聚劑阻斷自聚反應及緊急泄放等措施，避免發(fā)生自聚導致爆燃事故。
三是在裝置的設計中盡量減少高濃度丁二烯的留存時間，如合理設計減少回流罐中的丁二烯停留時間，取消產(chǎn)品班產(chǎn)罐等。
2提升裝置自動化控制水平
一是按照重點監(jiān)管危險工藝控制要求及結(jié)合HAZOP分析結(jié)果，設置氧化工藝、聚合工藝等反應系統(tǒng)相關(guān)自動化控制系統(tǒng)及聯(lián)鎖，設置緊急停車系統(tǒng)、緊急送入惰性氣體的系統(tǒng)、安全泄放系統(tǒng)等。
二是結(jié)合HAZOP分析結(jié)果，嚴格控制精餾溫度、壓力、流量、系統(tǒng)氧含量、冷卻水流量等參數(shù)，將溫度、壓力、丁二烯進出流量與冷卻水流量、熱媒閥等形成聯(lián)鎖關(guān)系，避免重沸器等加熱設施失控。
三是根據(jù)研判分析，結(jié)合HAZOP分析結(jié)果，對可能發(fā)生自聚的部位設置溫度、壓力監(jiān)控，提升裝置關(guān)鍵工藝參數(shù)的在線監(jiān)控能力，尤其是加強對不含阻聚劑的高純丁二烯儲罐及中間罐的監(jiān)控，做到溫度、壓力異常變化時能及時報警及時處理，溫度、壓力急劇升高時聯(lián)鎖停產(chǎn)、撤壓。
3加強裝置工藝運行過程安全控制
一是丁二烯生產(chǎn)、使用過程中，阻聚劑須按照要求指定的種類、濃度、加入量及方式、地點加入系統(tǒng)，保證阻聚劑含量滿足要求。
二是設置在線檢測儀，嚴控系統(tǒng)中氧含量。在高純丁二烯系統(tǒng)增加在線檢測儀監(jiān)控氧含量，設置與氧含量相關(guān)的報警、聯(lián)鎖，確保正常生產(chǎn)時高純丁二烯系統(tǒng)內(nèi)氧含量不大于100ppm。氧含量超標應立即采取自動降壓放出部分不凝氣、加入除氧劑等控制措施，不能控制時應立即切斷系統(tǒng)，并撤壓放空。
三是降低丁二烯物料溫度。裝置送出丁二烯物料溫度應不大于27℃的安全要求，確保冷回流、冷凍水、循環(huán)水系統(tǒng)運行正常，避免重沸器等加熱設施失控。
四是降低系統(tǒng)中鐵離子等含量。裝置投用前應進行除銹、化學清洗、鈍化處理，確保鐵銹清除徹底；開車準備期應用氮氣保護防止新生鐵銹，清理丁二烯聚合物時禁止使用鐵制工具。應采取措施保備用泵不積累聚合物、水、鹽類等。備用換熱器應處于氮氣保護狀態(tài)，保證投用前在密封狀態(tài)下分析氧含量不大于100ppm。
五是生產(chǎn)、使用及貯存丁二烯場所應設置泄漏檢測報警儀，使用防爆型的通風系統(tǒng)和設備。
六是丁二烯取樣應采用循環(huán)密閉采樣系統(tǒng)；定期對涉及丁二烯等泄漏后果嚴重的部位(如管道、設備、機泵等靜密封點)進行泄漏檢測，對泄漏部位及時維修或更換。
七是涉及丁二烯設備、管線打開檢修時，應吹掃置換合格。應制定丁二烯堵塞疏通操作規(guī)程，明確在處理涉及丁二烯管道、導淋、儀表閥低點堵塞等處理作業(yè)時，應在有人監(jiān)護的條件下進行。
4強化儲存環(huán)節(jié)的安全管控
一是丁二烯的充裝應使用萬向管道充裝系統(tǒng)；丁二烯管道不得采用金屬軟管。
二是儲罐底部的丁二烯出入口管道應設可遠程控制的緊急切斷閥，緊急切斷閥的執(zhí)行機構(gòu)應有故障安全保障的措施；構(gòu)成一級、二級重大危險源的丁二烯罐區(qū)應配備獨立的安全儀表系統(tǒng)。
三是儲存丁二烯時應采取防止生成過氧化物、自聚物的措施（包括儲存周期、倒罐、降溫、添加阻聚劑等）。
四是丁二烯儲罐的儲存系數(shù)不應大于0.8；嚴格控制儲存系統(tǒng)中的氣相氧含量，聚合級不大于0.2%，工業(yè)級不大于0.3%。
五是儲罐應設置超壓報警及泄壓排放系統(tǒng)，控制儲罐壓力最高不得超過0.5Mpa，以減少聚合物的生成；降低丁二烯物料溫度，丁二烯儲運系統(tǒng)溫度不大于27℃，確保冷劑、循環(huán)水系統(tǒng)運行正常。
六是丁二烯罐、回收丁二烯罐等定期進行過氧化物鈍化和清理（一周期一次）；定期監(jiān)測氧含量、聚合物含量、阻聚劑含量，防止聚合物聚集。
5定期開展風險研判和管控
一是開展全過程全周期工藝安全風險分析。結(jié)合裝置運行、檢修狀況，對脫氫氧化、丁二烯抽提、順丁橡膠、丁苯橡膠等裝置中丁二烯聚合物產(chǎn)生的可能性和位置進行研判，科學確定泄放能力，審查各項預防抑制措施，確保有效。
二是建立完善生產(chǎn)異常情況監(jiān)測與預警機制。及時記錄異常情況及處置過程，定期對比分析研判全系統(tǒng)工藝參數(shù)變化趨勢，發(fā)現(xiàn)事故苗頭及時處理。
氣體檢測儀器的選擇
由丁二烯氣體引發(fā)的這些事故，對人民生命財產(chǎn)和社會經(jīng)濟發(fā)展帶來很大的損失，因此，按照國家相關(guān)標準和操作規(guī)程的要求，對生產(chǎn)、使用及貯存丁二烯的場所設置相對應的氣體泄漏檢測報警儀，對于丁二烯生產(chǎn)的穩(wěn)定運行，確保長周期安全生產(chǎn)具有重要意義。
理研計器作為專業(yè)的氣體檢測儀器領(lǐng)域制造商，擁有豐富的產(chǎn)品陣列與現(xiàn)場數(shù)據(jù)，由我司研發(fā)生產(chǎn)的丁二烯氣體檢測傳感器，適用于各種環(huán)境和特殊環(huán)境中的丁二烯氣體濃度和泄露實時準確檢測。
1.固定式氣體檢測儀
型號SD-1系列、GD-D58/SD-D58、GD-A80可以在復雜嚴酷的環(huán)境中正常運行,并將檢測到的氣體濃度傳達給報警主機，及時發(fā)出警報信息，提醒作業(yè)人員適時地做出相應反應。
2.便攜式氣體檢測儀
理研計器便攜式氣體檢測儀SP-220主要是給安全科工作人員配備的，以便于工作人員更好的檢查管道的好壞，及時發(fā)現(xiàn)丁二烯氣體泄漏現(xiàn)象。
要是哪兒有氣體泄漏，SP-220儀器就會響應，主要報警方式是：聲光震動報警，警惕效果超棒，SP-220采用先進的氣體傳感器，功能穩(wěn)定，抗中毒性好，并帶高精度液晶顯示，防爆型外殼。具有最大的靈活性，功能和操作簡單，目前已經(jīng)應用于各種氣體走漏的場所。
●NC/GP-1000便攜式可燃性氣體檢測儀，可按ppm等級測定各種可燃性氣體。
結(jié)語
在化工生產(chǎn)中，丁二烯的產(chǎn)量和用量越來越大，用途也越來越廣泛，與人們生活的關(guān)系也越來越緊密，對其危險性的防范也越來越受到人們的關(guān)注和重視。熟知丁二烯的危險性，并在生產(chǎn)過程中加以有效監(jiān)測防范，對確保企業(yè)安全生產(chǎn)和長遠發(fā)展具有十分重要而深遠的意義。
安全生產(chǎn)是關(guān)系人民群眾生命財產(chǎn)安全的大事，是經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展的標志。在生產(chǎn)過程中，通過安裝氣體檢測報警裝置，時刻檢測有毒有害氣體泄漏濃度，將風險隱患控制在源頭。
理研計器擁有600多種氣體傳感器和100多種氣體探測器。未來，我們?nèi)詫⒉粩嚅_發(fā)新產(chǎn)品、研發(fā)各項新功能，使得氣體檢測儀在應用上更先進、更適合日新月異的市場環(huán)境，致力于為用戶提供一個最可靠、最準確、最安全的氣體檢測方案。
理研計器必將在未來氣體產(chǎn)業(yè)的生命安全畫卷中，添上濃墨重彩的一筆，守護人們的幸福生活，為生產(chǎn)和生活不斷創(chuàng)造新價值！為用戶選配適合原理的檢測儀，用成熟的工藝完善氣體檢測系統(tǒng)。