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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(xué)品安全風(fēng)險集中治理方案》（安委〔2021〕12號）、《高危細(xì)分領(lǐng)域安全風(fēng)險專項治理工作方案》要求，國家應(yīng)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(dǎo)，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(dǎo)服務(wù)發(fā)現(xiàn)，對照《丁二烯安全風(fēng)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(fēng)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(shè)計等方面問題較為突出。
事故風(fēng)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?xì)怏w，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(dāng)濃度達(dá)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(xì)化學(xué)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(biāo)志。
丁二烯燃燒化學(xué)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(yīng)，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(dá)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(yuǎn)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(dá)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(dāng)而導(dǎo)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(dǎo)致設(shè)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(jìn)行清理堿洗塔堵塞物作業(yè)時，導(dǎo)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(xué)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(fēng)險
丁二烯是國民經(jīng)濟(jì)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)品；該名錄是國家安監(jiān)局在現(xiàn)行的《危險化學(xué)品名錄》中3800多種危險化學(xué)品中篩選出60種比較危險的化學(xué)品形成的。丁二烯就是這60種重點監(jiān)管的危險化學(xué)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(xué)品重大危險源監(jiān)督管理暫行規(guī)定》根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，丁二烯即是屬于重點監(jiān)管的危險化學(xué)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(yīng)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(fēng)險，避免事故發(fā)生尤其重要。通過對丁二烯的安全風(fēng)險的梳理，建議著重從以下環(huán)節(jié)采取措施，防控大風(fēng)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(shè)計，避免滯留死區(qū)。合理設(shè)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(shè)計采取丁二烯走管程，避免存在滯留區(qū)；管路采取斜度設(shè)計，減少水平管段死區(qū)，減少導(dǎo)淋、凹凸等盲端，在高純丁二烯系統(tǒng)易滯留處設(shè)置反沖設(shè)施，避免聚合物沉積聚集；在安全閥前增設(shè)爆破片；關(guān)鍵儀表導(dǎo)壓管采用法蘭式（設(shè)置膜片、硅油）等形式，若采用導(dǎo)壓管形式，應(yīng)設(shè)計采取防止丁二烯聚合的措施。
二是設(shè)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(shè)計增設(shè)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(yīng)及緊急泄放等措施，避免發(fā)生自聚導(dǎo)致爆燃事故。
三是在裝置的設(shè)計中盡量減少高濃度丁二烯的留存時間，如合理設(shè)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(shè)置氧化工藝、聚合工藝等反應(yīng)系統(tǒng)相關(guān)自動化控制系統(tǒng)及聯(lián)鎖，設(shè)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(yán)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(jìn)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(shè)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(shè)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(shè)置在線檢測儀，嚴(yán)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(shè)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(biāo)應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(shè)施失控。
四是降低系統(tǒng)中鐵離子等含量。裝置投用前應(yīng)進(jìn)行除銹、化學(xué)清洗、鈍化處理，確保鐵銹清除徹底；開車準(zhǔn)備期應(yīng)用氮氣保護(hù)防止新生鐵銹，清理丁二烯聚合物時禁止使用鐵制工具。應(yīng)采取措施保備用泵不積累聚合物、水、鹽類等。備用換熱器應(yīng)處于氮氣保護(hù)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(yīng)設(shè)置泄漏檢測報警儀，使用防爆型的通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備。
六是丁二烯取樣應(yīng)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(yán)重的部位(如管道、設(shè)備、機泵等靜密封點)進(jìn)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(shè)備、管線打開檢修時，應(yīng)吹掃置換合格。應(yīng)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(dǎo)淋、儀表閥低點堵塞等處理作業(yè)時，應(yīng)在有人監(jiān)護(hù)的條件下進(jìn)行。
4強化儲存環(huán)節(jié)的安全管控
一是丁二烯的充裝應(yīng)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(yīng)設(shè)可遠(yuǎn)程控制的緊急切斷閥，緊急切斷閥的執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)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(yīng)配備獨立的安全儀表系統(tǒng)。
三是儲存丁二烯時應(yīng)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(yīng)大于0.8；嚴(yán)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(yīng)設(shè)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(jìn)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(fēng)險研判和管控
一是開展全過程全周期工藝安全風(fēng)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(jìn)行研判，科學(xué)確定泄放能力，審查各項預(yù)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(yù)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(jì)發(fā)展帶來很大的損失，因此，按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(shè)置相對應(yīng)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(zhǔn)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(fù)雜嚴(yán)酷的環(huán)境中正常運行,并將檢測到的氣體濃度傳達(dá)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(yīng)反應(yīng)。
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(yīng)，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(jìn)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(yīng)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(yuǎn)發(fā)展具有十分重要而深遠(yuǎn)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(jì)社會協(xié)調(diào)發(fā)展的標(biāo)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(fēng)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(yīng)用上更先進(jìn)、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(zhǔn)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(hù)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)。