反应容器火灾爆炸事故原因分析及其防范.doc

反应容器火灾爆炸事故原因分析及其防范
反应容器是指化学品生产过程中用来进行化学反应的容器设备，常见的有反应器、发生器、反应釜、分解塔、合成塔、聚合釜等。反应容器内的大多数反应是在高温、高压，甚至超高压条件下进行的，参加反应的原料及催化剂多为易燃、易爆的物质，反应过程中稍有不慎就会引发火灾和爆炸，事故发生率高。反应容器爆炸所产生的强大冲击波和由于有毒、易燃、易爆物料泄漏而引起的火灾易导致建筑物倒塌、人员大量伤亡，有的甚至引起连锁爆炸，将整个车间、厂区夷为平地。强化对反应容器火灾爆炸事故的研究，预防此类事故的发生十分重要。
1反应容器火灾爆炸事故原因分析
1．1反应失控引起火灾爆炸
许多化学反应如硝化、磺化、氧化、氯化、聚合等反应都是放热量较大的反应。在反应容器内进行反应时，假设正常的反应过程失控，反应热蓄积，反应体系的温度随之升高，反应速度加快，体系内压力增大，当内压急剧上升超过容器的耐压能力时，容器破裂，高压物料从破裂处喷出。由于温度的升高，反应物料还可能发生分解、燃烧，引发反应失控，发生火灾爆炸事故。
导致反应失控的原因有：反应热未能及时移出，反应物不能均匀分散和操作失误等。冷却剂选择不当、换热设备不能及时导出反应器中过多的热量、因器壁结垢传热效果变差，冷却剂供给设备发生故障、换热系统堵塞等原因，都可能导致反应热未能及时移出。停电、搅拌系统故障、桨叶损坏、转速不够、桨叶形式不当、物料粉碎度不够等则会使反应物料在器内分散不均匀，造成散热不良或局部反应过于剧烈而发生危险。违反生产操作规程、物料超装、催化剂加入过多，原料配比、投料次序和时间不当、冷却剂阀门开关失误、升温速度过快、温度、压力指示数读错、计量仪器仪表有故障等原因均可引起物料化学反应的异常。
许多化学反应，还会因物料中存在危险杂质而导致剧烈的副反应、过反应，甚至使反应异乎平常加快导致反应失控。
1．2反应容器内形成爆炸性混合物
有些气态反应的原料混合气，其原料配比处在爆炸极限范围之内而具有爆炸性。例如丙烯氧化反应的丙烯与空气在原料总体积中分别占6.16％和67.7％，丙烯浓度已在爆炸极限之内(其爆炸极限为2％～11％)；苯酐生产中萘与空气的重量比为1：9左右，萘蒸气在空气中的体积浓度为2.25％(萘蒸气爆炸极限为0.88％～5.9％)。有的反应在接近爆炸极限的条件下进行，如氨氧化制稀硝酸、甲醇蒸气在空气中氧化，其配比接近爆炸极限；乙烯氧化生成环氧乙烷或乙醛的反应中循环气的氧含量在爆炸极限四周，如果控制不当易形成爆炸浓度。
反应容器内可燃气体或易燃液体蒸气未置换或置换不彻底，也是形成爆炸性混合物的重要原因。
1．3反应容器密封不严，物料泄漏引起燃烧爆炸
反应容器密封不严，物料冲出，遇明火燃烧爆炸。1996年12月19日，吉化公司农药厂六车间西草净合成岗位发生爆炸事故，原因为二楼合成釜超温超压，将釜上面入孔盖冲开，大量异丙醇可燃气体溢出，并迅速扩散到一、二、三层楼内空间，与空气混合达到爆炸极限浓度，遇点火源发生爆炸，造成1人死亡，2人受伤，总损失8.59万元。
1．4反应容器因制定制造缺陷引起爆炸
反应容器制定不合理、结构形状不连续、焊缝布置不当等引起应力集中；设备材质选择不当、制造容器时焊接质量不合要求及热处理不当等使材料韧性降低；容器壳体受到腐蚀介质的腐蚀、强度降低等可能使容器在生产过程中发生爆炸。
1．5反应容器中高压物料窜入低压系统
与反应容器相连的常压或低压容器、储柜，由于反应容器中高压物料的窜入，发生爆炸。如1991年8月22日，平顶山市树脂厂发生重大火灾事故就是由于聚合工段反应釜超压，当班职工紧急处理时，未彻底关闭通往常压下的泡沫捕集器的阀门，引起泡沫捕集器爆炸，随后又引起整个工段的可燃性混合气体爆炸。
1．6水蒸气或水漏入反应容器发生危险
采纳水蒸气加热或水冷却的反应容器，假设水蒸气或冷却水漏入容器内，容器内物料遇水分解放热，温度、压力急剧上升，造成冲料，发生火灾。如硝化反应，当硝化剂中进入水，会促使其大量分解和蒸发，不仅激烈腐蚀设备，而且还会造成爆炸。水通过设备蛇管和壳体不严密处渗进硝化物料时，会引起液态物料温度和气压上升。
1．7反应容器泄放系统不合理引起事故
在物料泄放时，泄放口位置、高度未按要求设置，排出的物料飘散流人室内，遇明火燃烧爆炸。如1972年1月13日，日本川崎化工厂环氧氯丙烯装置内部压力上升，导致安全阀起跳，由于排放管设置不合理，丙烯直接喷向一楼，遇明火发生爆炸起火，造成很大损失。
1．8反应容器进出物料不当引起事故
大多数烃类物料属绝缘物质，其导电性较差，进出反应容器时，物料高速流动，静电积存放电引起燃烧爆炸。反应容器采纳加压卸料，易使容器内气体或蒸气逸出泄入厂房，形成爆炸性混合气体。
1．9反应容器受热引起爆炸
由于外部可燃物起火，辐