石油化工安全基本知识简介(二)
Ⅵ、爆震
何谓爆炸?
1、爆炸的定义
物质由一种状态迅速地转变为另一种状态,并瞬间以机械功的形式放出大量能量的现象,称为爆炸。爆炸时由于压力急剧上升而对周围物体产生破坏作用.
特点:具有破坏力、产生爆炸声和冲击波。
2、爆炸的分类
(1)、按爆炸性质分
可分为物理性爆炸和化学性爆炸两类。
(在此讨论化学性爆炸中爆炸性混合物的爆炸)
(2)、根据爆炸传播速度分类:
我国:
爆燃:传播速度每秒数十厘米~数米的过程;
爆炸:传播速度每秒数十米~数百米的过程;
爆轰:传播速度每秒数一千米~七千米的过程。
国际:
爆炸:传播速度每秒数米的过程(<音速);
爆震:传播速度每秒数百米的过程(>音速335米/秒)。
(在此讨论爆震。)
A、 爆震是怎样发生的
爆震是高级别的爆炸,表现在:P25
①、传播速度快;
②、产生压力大;
③、所需时间短,不超过2~3秒。
烃与空气(氧气)混合物的爆震过程是如何形成的?
爆震的形成过程:
点火热或冲击力
↓(T↑,速度↑)
↓
形成冲击波(管内波的堆积或移动的压力级梯)(30磅)
↓(T↑,速度↑超音速)
↓
爆震形成的初始阶段(50磅)
↓(T↑,速度↑↑,超音速↑)
↓
爆震形成的最后阶段(300磅)
↓(T↑,速度↑↑,压力为冲击波升压*爆震升压)
↓
爆震弹回(600磅)
↓(T↑,速度↑↑,压力成倍增加)
↓
爆炸产生
影响爆震荡程度的因素:
376; 混合物是湍流的
376; 有氢气或不饱和烃的存在
376; 空气中含富氧
376; 传播速度快
376; 初始压力高
B、 爆震的性能
1、 极端的压力
爆震产生的压力比普通爆炸产生的压力高得多。
普通爆炸时压力为开始压力的6~10倍;
爆震时的压力为开始压力的60~100倍。
危害:破坏力大
记住:防止在容器和管道中形成易燃气体和空气的混合物。
2、 高速行进
普通爆炸时行进的速度相对较慢(几米/秒);
爆震时以超音速行进(几百米/秒)。
危害:破坏面积大
3、 在封闭容器和管道内产生的冲击和反射
强烈的冲击波——爆震产生的压力至少是普通爆炸产生的压力的2~4倍。由此产生撞击效应(产生应力为逐渐加以产生应力的2倍,P35图)。
另外快速的冲击波还会使钢脆化。
危害:破坏性极大(冲击力的破坏性为逐渐加力的2*2=4倍)。
冲击波的反射——爆震普遍情况:压力放大倍数为300~400倍,比普通爆炸的严重程度至少高出20~30倍;最坏情况:压力放大倍数为1200倍。
C、 爆震发生的必要条件
1、 混合物
根据混合气体燃烧的难易程度,决定了爆炸的程度,就爆震而言,按照气体的燃烧速度,分为:
容易爆震的易燃混合物——所有燃料气体和气态烃(轻烃)与氧气的混合物。
不容易爆震的易燃混合物——炼厂大多数燃料气体和气态烃(轻烃)与空气的混合物(不包括重整装置的循环氢)。
为何?
2、 容器和管道的几何学
爆震混合物性质:容易爆震的易燃混合物,受容器影响不大,都能产生爆震;
压力:压力越大,越容易产生爆震;
湍流:能发生爆震;
含氧量:氧含量高,能发生爆震;
挡板(障碍物):能阻挡爆震的发展,不能防止爆炸震。
D、 有关爆震的总结
1、 大多数会燃烧的气态混合物,在适合的条件下,会引起爆震。
2、 爆震的行进速度非常快。
3、 爆震区域压力高,增加倍数是冲击力与反射力的乘积,爆震破坏力极大。
4、 爆震不是偶然发生。
5、 安全措施:避免氧气和燃料的混合;若要求空气和油汽混合的工艺过程,必须装备足够的仪表和控制器,确保混合物在燃烧范围以外。
爆震是猛烈的。它把容器炸得粉碎,碎片四处飞射。
Ⅶ、其它事故
事故:容器爆炸裂,丁烷燃烧
原因: 丁烷受热膨胀容器爆炸裂,丁烷与空气混合形成可燃物,点火源再生炉内火
对策:留20%气相空间
事故:容器爆炸裂,燃烧
原因:排空用的喷嘴位置位于容器的高点以下,这就允许烃残留在容器的顶部,空气通过打开的人孔进入,形成烃汽混合物。点火源是发火花的硫化铁。结合形成轻度爆炸。
对策:容器排放口设在最高点。
Ⅷ、避免易燃的混合物(措施)
避免爆震的唯一方法:避免易燃的混合物。
易燃混合物——燃料与空气(氧气)的混合物。
危害:燃烧(爆炸)的隐患。
安全措施:
376; 设计锥形顶罐和容器,顶与壳体之间有意设计不坚固。
376; 在建筑物、加工区附近,限制易燃混合物罐的数量。
376; 设备排空管布置,不能产生气相空间
376; 开车、停车操作不允许空气与烃混合
开车时(设备、容器吹扫):
①、用液流把空气从容器中清除出去,然后在通入燃料气(液流中含氧量需用仪器测定);
②、用水灌满容器到溢出清除容器中空气,然后在通入燃料气;
③、用惰性气体(氮气)把空气从容器中清除出去;
④、仪表测量氧含量。
即:在开车时 ,在允许碳氢化合物进入之前要清除残留空气。
停车时:
①、先把容器中的烃除去,然后再让空气进入;
②、在打开容器进行检查和维修之前,必须进行气体测试,以确认容器内没有烃存在。
即:在停车时,在允许空气进入之前要清除残留碳氢化合物。
Ⅸ、清除氧气(措施)
氧气——助燃物
危害:燃烧(爆炸)的隐患。
安全措施:
1、 在操作时容器被淹没
2、 测试并排出带氧气的混合物
3、 通入高闪点物料或水,把空气逐出
4、 通入蒸汽至氧气散逸
5、 要氮气或二氧化碳来钝化,减少氧气含量
6、 用氮气或无氧的燃料气覆盖
7、 在装置运行时,通过“火炬”排空系统注入清扫气体
Ⅹ、有关纯氧的危险
![化工厂基本安全知识 石油化工安全基本知识简介(二)](http://img.aihuau.com/images/a/0602020606/020608482497851189.jpeg)
在化工生产中,也经常需要运用纯氧(钢瓶氧和液态氧气管道),纯氧是强氧化剂。
危害:
376; 腐蚀速度——在纯氧中,腐蚀速度加快。
376; 火(爆炸)的风险——随着氧含量增加,影响下例方面:
○可燃的范围:烃在氧气中的燃烧范围比在空气中的燃烧范围大得多。
○点火所需的能量:烃在氧气中点火所需的能量比在空气中点火所需的能量小得多。
○自燃温度:随着氧含量的增加,物质的自燃温度下降(若降低到环境温度以下),危险性增大。
事故分析
(另外还有些系统设计成让含氧量降到16%左右,它足以支持生命,但这样低的浓度可防止火灾或减慢火漫延的速度。总的来说,对这些系统是无法接受的,因为它们给操作工带来了更多的危险。)
² 在日常操作中,当低于国际上公认的氧气安全标准时,操作工有可能会被假象误导,标准的探测器不够(报警水平在19或19.5%)。
² 降低氧的含量可能会对健康造成长期的影响,对一些敏感的人,甚至会造成短期的影响。
² 在靠近惰性气体的入口,氧气的含量可能不安全。必须仔细研究在保护的空间内空气的分布情况,发生的任何变化(例如设备在室内的移动、开门、风扇停下来…)都会产生不同的,因此是危险的条件。
² 要达到有故障但安全的系统几乎是不可能的(仅仅靠氧气探测器、风扇…)
事故分析
Ⅺ、截留压力的危险
介绍压缩空气的危险
记住:气体在受到压缩后会积聚能量(参见气枪是如何工作的)。因此,气体受压的系统就尤如一支上了膛的枪,在等待发射。
气体在受压后会积聚能量,足以致人伤人亡。
Ⅻ、应记住的几点
1. 燃烧所需要的三个要素:
空气(氧气)
燃料汽
点火源
2. 把三个要素拿走一个,火就不再存在。拿走的应为燃料或空气(氧气),因为点火源太多了。
3. 空气中的五分之一是氧气。如果有空气的话,一定会有氧气存在。
4. 由工业氧气和石油汽组成的易燃混合物:
8226; 提供较宽的爆炸范围
8226; 使混合物容易引起爆震
8226; 比空气-石油汽具有更猛烈的爆炸性能
根除使用工业氧气,尽量减少爆震发生的可能性。
5.爆震是猛烈的。它把容器炸得粉碎,碎片四处飞射。
6. 旧的加工工艺无法抵御不受控的烃-空气(氧气)混合物带来的危险。
建议对这样的加工工艺定期进行重新评估。
7. 石油产品会大量汽化,与空气混合后,足以生成易燃的混合物。
8226; 有的在室温下
8226; 有的甚至在零度以下
8226; 有的只要加一下热
8. 在工艺设备中的氧气可用惰性气体、水或液流来消除或稀释。
9. 不要去猜测---而应该去分析混合物中的氧含量。
10. 任何烃与氧气混合的燃烧范围比与空气混合的燃烧范围要大得多。
11. 把氧气去除,防止形成不需要的易燃混合物。
12. 遵守指令。熟悉你的装置和它的限度规定。
13. 记住:
8226;设想点火源会出现。
8226; 设想爆炸将会是猛烈的,是爆震型的。
8226; 操作尽可能远离燃烧极限。理想的目标是百分之0.0的氧。
8226; 按规定的程序办事。