化工生產中的自燃現象及安全防火措施
作者： 2015年10月13日 來源：互聯網 瀏覽量：
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化工企業大多是易燃易爆工廠，所以安全防火問題成為化工企業的頭等大事。化工生產中，由于物質自燃引發的火災事故時有發生。物質自燃往往不引起人們的重視，有很多自燃現象的發生又是很難預料的，絕大多數發生在生產
化工企業大多是易燃易爆工廠，所以安全防火問題成為化工企業的頭等大事。化工生產中，由于物質自燃引發的火災事故時有發生。物質自燃往往不引起 人們的重視，有很多自燃現象的發生又是很難預料的，絕大多數發生在生產裝置區內的特殊操作和檢修過程當中，危險性極大。如何避免和正確處理化工生產中物質 自燃現象，對安全生產十分重要。
2 物質自然現象的產生
可燃物不與明火接觸而發生著火燃燒的現象稱為自燃。自燃有受熱自燃和本身自燃兩種。
受熱自燃：可燃物質被加熱到一定溫度，即使不與明火接觸也能自行著火的現象，稱為受熱自燃。可燃物無明火作用而能自行著火的最低溫度，稱為自燃點。
在化工生產中，由于可燃物靠近高溫管道或設備，加熱或烘烤過度，化學反應的局部過熱，在密閉容器中加熱溫度高于自燃點的可燃物一旦泄漏，均可發生可燃物的自燃。
本身自燃：某些物質在沒有外來熱源的作用下，靠本身受空氣氧化或受外界溫度、濕度影響，由于物質內部發生的化學、物理和生物化學作用而產生熱量，逐漸積 聚使物質溫度達到自燃點發生燃燒的現象，稱為本身自燃或自熱自燃。如黃磷在空氣中自燃；長期堆放的煤堆、濕木屑堆、濕稻草堆等由于生物作用而自燃；浸有植 物油或動物油的纖維如油棉紗等堆積起來，由于油脂的氧化和聚合作用發熱，散熱不良就可能引起自燃。
3 化工生產過程中物質自燃現象
隨著經濟的發展和科學技術的進步，化學晶的生產迅猛發展，這些化學晶的生產過程具有高溫高壓、易燃易爆的特點。在化工生產區域內，可燃化學晶在使用、儲存和運輸等環節，由于受熱產生自燃引發火災事故的現象很多。
3．1 生產過程中的自燃現象
化工生產過程中的物料大多為易燃易爆物質，如果操作不當或設備故障，使某些物料具備了自燃條件就會發生自燃，甚至引發著火爆炸事故。
事故案例一：黃磷車泄漏起火
2000年3月18日中午，鄂西山區的某股份公司化工廠轉運黃磷的罐車發生泄漏，泄漏的黃磷發生燃燒(自燃著火)，后經司機開車離開發生地1000m有水的地方，在眾員工的奮力搶救下，才將大火撲滅。
起火原因是因黃磷罐車長時間使用，閥門損壞引起泄漏，又因當時氣溫較高，黃磷是一級自燃物質，所以引起了火災。
事故案例二：重苯儲槽爆頂事故
1985年7月19日，石家莊焦化廠研究所罐區200t重苯儲槽突然爆頂了。物料劇烈噴出，油和油氣煙霧擴散在周圍約30m的范圍內。
事故原因：該儲槽爆頂前曾于7月15日從此儲槽裝出了一批重苯，液面高度下降至1.4m，7m高的大槽上部剩有5.6m的高度空間，槽內有蒸氣蛇管加熱 器，加熱器高2m，加熱器下端距槽底0.4m，既有約1m高的加熱器蛇管暴露在油面之上的槽內空間。15日由于要清理重苯槽相鄰的另一個儲槽，提高了儲罐 區的蒸氣壓力，使本來就內漏的重苯槽加熱器進口閥漏氣更為嚴重，致使該儲槽內重苯溫度逐漸升高，油氣不斷揮發到儲槽內上部空間。因儲槽內上部空間有空氣存 在(有人孔)，所以隨著油氣的不斷揮發，儲槽上部空間就形成了可燃油氣和空氣的混合氣體，混合氣體達到爆炸極限，在儲槽上部空間發生了爆炸。分析原因，爆 炸一定是由于自燃產生的。自燃有兩種可能，一個是已經達到爆炸極限的混合氣體，被暴露在油面上部的蛇管加熱器(1m高)繼續加熱，達到了自燃點發生爆炸。 另一個原因就是儲槽在長期使用過程中，由于物理化學作用，一些生成物質沉積在加熱器上和儲槽內壁，由于溫度達到了沉積物的自燃點發生了自燃，點燃了油面上 部空間的混合氣體，發生了爆炸。
事故案例三：儲槽內硫化物自燃引起苯類物質著火
1987年1月23日12時30分，濟南鋼鐵廠焦化廠精苯車間院內突然發出爆炸聲，油庫區內11號、12號儲槽上部起火并升起一股黑煙。在場員工利用各種滅火器材進行撲救，在3-4min時間內，槽內外火焰被撲滅。
事故原因：11號槽原裝未洗混合物(生產焦化苯過程的中間產品，主要含有苯、甲苯、二甲苯)，因未洗混合物含有硫化物，在長期儲存中，硫化氫和有機硫化 物對設備的接觸腐蝕作用，形成了硫化鐵。干燥的硫化鐵能在常溫的空氣中自行發熱而燃燒，不出現火焰，只呈現熾熱狀態，但溫度很高，能引起可燃物著火。因 11號槽頂的人孔蓋敞著，12號槽放散管有呼吸作用，槽內進入了空氣，形成了爆炸混合氣體。其中一個槽內的硫化鐵自燃后，引爆了槽內的可燃混合氣體，并向 外傳播，引起了另一個槽的爆炸。
事故案例二：重苯儲槽爆頂事故
1985年7月19日，石家莊焦化廠研究所罐區200t重苯儲槽突然爆頂了。物料劇烈噴出，油和油氣煙霧擴散在周圍約30m的范圍內。
事故原因：該儲槽爆頂前曾于7月15日從此儲槽裝出了一批重苯，液面高度下降至1.4m，7m高的大槽上部剩有5.6m的高度空間，槽內有蒸氣蛇管加熱 器，加熱器高2m，加熱器下端距槽底0.4m，既有約1m高的加熱器蛇管暴露在油面之上的槽內空間。15日由于要清理重苯槽相鄰的另一個儲槽，提高了儲罐 區的蒸氣壓力，使本來就內漏的重苯槽加熱器進口閥漏氣更為嚴重，致使該儲槽內重苯溫度逐漸升高，油氣不斷揮發到儲槽內上部空間。因儲槽內上部空間有空氣存 在(有人孔)，所以隨著油氣的不斷揮發，儲槽上部空間就形成了可燃油氣和空氣的混合氣體，混合氣體達到爆炸極限，在儲槽上部空間發生了爆炸。分析原因，爆 炸一定是由于自燃產生的。自燃有兩種可能，一個是已經達到爆炸極限的混合氣體，被暴露在油面上部的蛇管加熱器(1m高)繼續加熱，達到了自燃點發生爆炸。 另一個原因就是儲槽在長期使用過程中，由于物理化學作用，一些生成物質沉積在加熱器上和儲槽內壁，由于溫度達到了沉積物的自燃點發生了自燃，點燃了油面上 部空間的混合氣體，發生了爆炸。
事故案例三：儲槽內硫化物自燃引起苯類物質著火
1987年1月23日12時30分，濟南鋼鐵廠焦化廠精苯車間院內突然發出爆炸聲，油庫區內11號、12號儲槽上部起火并升起一股黑煙。在場員工利用各種滅火器材進行撲救，在3-4min時間內，槽內外火焰被撲滅。
事故原因：11號槽原裝未洗混合物(生產焦化苯過程的中間產品，主要含有苯、甲苯、二甲苯)，因未洗混合物含有硫化物，在長期儲存中，硫化氫和有機硫化 物對設備的接觸腐蝕作用，形成了硫化鐵。干燥的硫化鐵能在常溫的空氣中自行發熱而燃燒，不出現火焰，只呈現熾熱狀態，但溫度很高，能引起可燃物著火。因 11號槽頂的人孔蓋敞著，12號槽放散管有呼吸作用，槽內進入了空氣，形成了爆炸混合氣體。其中一個槽內的硫化鐵自燃后，引爆了槽內的可燃混合氣體，并向 外傳播，引起了另一個槽的爆炸。
3．3 設備檢修時的自然現象
設備檢修前做準備工作時，往往一些安全措施都是圍繞設備工作介質的性質作常規處理，很多事故隱患預料不到，防火安全措施不完善，發生自燃著火現象。
事故案例六：初餾塔檢修沉積物自燃著火
1991年4月8日10時30分，山東濟寧煤炭化學工業公司精苯裝置正在檢修的初餾塔，突然塔內著火，從塔頂拆開的人孔冒出黑煙，現場人員立即從塔頂噴水將火撲滅。
事故原因：生產期間發現初餾塔塔盤有堵塞現象，確定停產檢修，將初餾塔與系統隔離，按規程向塔內通人蒸汽置換24小時。于4月8日8時將塔體上下人孔蓋 拆開自然通風冷卻，待降溫后進行檢修。由于初餾塔剛剛用蒸汽置換完，塔內溫度仍在100-110C左右，拆開人孔后塔內進人大量空氣，致使塔內的沉積物 (主要成分硫化鐵) 自燃著火。
事故案例七：儲槽清理時的著火事故
日本某化工廠為了清除碳黑原料用的雜酚油儲槽(立式圓錐頂，直徑17.5m，高13m)內的沉積渣，槽內液體物料排空后，注入少量乙烯基洗油洗凈底部， 用風扇經3天時間排除槽內殘留的蒸氣，第4天在排風扇運轉前先行檢查儲槽內部，發現里面充滿白煙，就在這種情況下進入了運行。約1h后從槽上部開口排出白 煙，并從灰色變成黑煙，最后產生爆炸聲音，同時噴出了火焰。
事故原因推斷：在事故發生9天后，根據堆積渣層內的溫度高達40-70oC，自燃著火的說法是有道理的。
但根據用著火點試驗裝置對同一渣樣的試驗結果，查明25小時升溫32oC，在溫度達到80oC時，并未自燃著火。
根據以上情況，用試驗裝置使渣再次著火是困難的，但通過實際條件、環境等綜合因素推斷上例是升溫引起的自燃著火。
4 安全防火措施
防止物質自燃火災和爆炸，大致分為防止可燃物與空氣共存和溫度的控制。
4．1 防止可燃物與空氣共存.
4．1．1 防止管道和設備中溫度高于自燃點的可燃物泄漏。
4．1．2 遇空氣能自燃的物質要采取隔絕空氣的措施，如黃磷儲存在水里。
4．1．3 常壓生產系統的化工設備上部人孔不要敞開，以免空氣產生對流進入內部產生自燃。
4．1．4 長期閑置的設備(如儲槽)應將內部沉積的物料殘渣清理干凈，不便于清理的，往設備里注入一些水(工藝允許)浸沒沉積渣，對防止自燃是有效的。把設備內液體物料全部排盡，而不對沉積渣進行處理是最不安全的。
4．1．5 在設備的臨時故障和檢修時，應用惰性氣體(氮氣、水蒸氣)將可燃氣體置換出去。這樣即使沉積殘渣發生自燃也不會引起爆炸事故。
4．2 溫度的控制
4．2．1 避免可燃物與高溫設備和管道接觸。
4．2．2 設備的臨時故障和檢修時，置換合格后，用水清洗設備(工藝允許)降溫，同時浸濕沉積殘渣可避免自燃。
4．2．3 液體加熱設備在運行時，液體物料應將加熱器浸沒，不要使加熱器露出液面加熱可燃氣相物料。如果工藝要求加熱氣相物料，應避免空氣進入形成爆炸性混合氣體，自燃發生爆炸。
4．2．4 檢修時，當設備內液體物料排凈后，不要對設備內剩余的沉積殘渣進行加熱操作。
4．1．5 不要打開高溫設備的檢查孔。
另外，要防止反應熱(氧化熱)，化工生產很多設備沉積殘渣中含有硫化物，是以硫化鐵形式存在的，由于空氣水分等的影響，可能產生氧化熱。因此，在檢修設備時應及時清除沉積殘渣，沉積殘渣量大、清渣操作時間長時，要用溫度計控制殘渣的溫度，以免溫度升高產生自燃。
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