高温下油品生产中的风险分析及防范措施

　　摘要：高温条件下油品生产存在很多不安全因素。如果安全防护措施考虑不充分或者操作不当，会发生突沸串油和自燃着火事故。通过对高温下油品危险性分析，论述了高温条件下油品在液态储存、运输及混合等操作时应注意的事项。并结合现场生产经验和事故案例，提出了高温下油品生产及加工的安全防护措施。

　　关键词：高温；油品；生产加工；防范措施

　　1前言

　　随着钢铁工业的快速发展和国际市场对焦炭需求的增加，近几年我国炼焦工业高速发展。煤焦油是炼焦中的副产品，煤焦油的产量随焦炭产量的增加而增加。煤焦油化工很多单元操作须把油品加热后来实现。特别是重质油品具有沸点高、凝固点高的特性，这些重质油品在生产和加工过程中，为使其具有良好的流动性，工艺过程都是在高温条件下完成的。高温下油品生产存在很多不安全因素，受工艺条件限制，油品温度有时要高于闪点和自燃点，如果安全防护措施考虑不充分或者操作不当，会发生突沸串油事故和自燃着火爆炸事故。在特殊操作（开、停工，检修）和生产不正常时，还会发生油品温度低于凝固点堵塞设备和管道事故，影响生产。

　　2高温下油品突沸串油及防范措施

　　高温条件下油品的操作，由于油品质量上的差别以及生产过程中不可避免地有水进入系统，因此在油品升温或高低温油品混合时，会出现能量聚集和突然释放，发生油品突沸串油现象，影响正常生产，甚至引发火灾爆炸事故。

　　2.1突沸产生的原因

　　突沸产生的主要原因是高低温油品混合或升温时，油品积聚的大量能量传递给低沸点物质（主要指轻质油品和水分），使之处于非稳定状态或过热状态；达到一定程度后，低沸点物质在有限空间内突然汽化造成的，一般包括能量聚集和能量传递释放两个阶段。

　　2.1.1能量聚集

　　当油品必须在高温状态下进行生产操作时，如煤沥青输送温度超过180℃；在200℃左右时，以煤沥青回兑粘度较小的焦油馏分生产燃料油，油品本身聚集了大量的能量。这种带有大量能量的油品处于一种非稳定状态，尤其是含有水分的油品，当温度超过100℃时，水分处于过热状态，很容易突然急剧汽化。

　　2.1.2能量传递释放

　　油品在聚集大量能量的同时，会以各种形式向外界释放能量，如同外界环境进行热传递或热交换、油品和水分的蒸发等。一般情况下，若生产操作、储存条件稳定，能量释放处于缓慢平和状态，是不会发生突沸现象的。然而，若这种能量释放具有突发性，像高低温油品混合，能量传递推动力突然加强或处于过热状态的物质由于外界条件的变化，能量突然散发，往往会引起突沸现象。

　　2.2高温下油品突沸的防范

　　防止高温下油品突沸的措施和对策主要是根据物料的沸点情况，避免形成能量突然释放的条件。

　　2.2.1防止冷热油品混合

　　高温油品进入存有低沸点油品或水的设备时，随着高温油品进入量的增多，热交换速度的增快，易产生突沸。如某厂在生产煤沥青筑路油时，贮槽内油品在未预热又没有开泵循环搅拌的情况下，加进260℃的热油5h后发生突沸，油品从贮槽顶部人孔串出10余米高。

　　大量低沸点物质进入储存有较高温度的高沸点油品的设备时，并充分接触，易产生突沸。如某厂在配制煤沥青燃料油时，误将含水的焦油馏分油加入温度为300℃的煤沥青贮槽。发生强烈突沸，突沸时贮槽发生振动。

　　因此，应尽量避免冷物料，特别是低沸点冷物料（或水），进入储存有大量热物料的设备，或大量高温油品进入存有低沸点冷物料的设备。

　　2.2.2正确的加热方式

　　对于轻油（比重小于1），一般很少含有溶解水，而分离水沉积在设备底部，这种情况下，油品在设备内温度不宜超过水在该压力下的饱和温度。如果达到水的饱和温度，水会发生沸腾，使热交换迅速进行，水急剧汽化产生突沸。如某厂工艺要求将轻质油品加热到140℃，且在平底贮槽内进行，由于生产过程不可避免地有少量水带人系统积在贮槽底部，结果当温度达到120℃时，多次发生突沸。

　　当对含有溶解水的重质油进行脱水操作时，升温速度过快、操作条件不稳定，易产生突沸。如某厂在焦油间歇蒸馏操作时，焦油含水在10％左右，温度达到102℃以后进入脱水阶段，升温速度过快，产生突沸串塔。

　　熔化高凝固点油品时，如果熔化速度过快，水分短时间蒸发，易发生突沸溢油。如用煤气加热熔化沥青操作，经常发生溢油着火事故。

　　为避免油品在加热操作过程中发生突沸现象，应掌握正确的加热方法，比重小于水的油品不宜在储存设备中加热，工艺要求在储存设备中加热时，温度应控制在储存压力下低沸点物料的饱和温度以下。当含有溶解水的重油进行脱水操作或熔化高凝固点油品时，在脱水阶段应当恒温蒸发脱水，不可急于升温，以免升温过快，水分来不及蒸发，处于过热状态，达到一定程度后发生突沸。

　　3高温下油品的自燃和防护措施

　　可燃物不与明火接触而发生着火燃烧的现象称为自燃。一般，液体油品相对密度越小，其闪点越低，而自燃点越高；液体油品相对密度越大，闪点越高，而自燃点越低。表1为一些物质的闪点和自燃点。

　　3.1自燃的形式

　　自燃有受热自燃和自热自燃2种。

　　受热自燃：可燃物被加热到一定温度，即使不与明火接触也能自行着火的现象，称为受热自燃。可燃物无明火作用而自行着火的最低温度，称为自燃点。

　　自热自燃：某些物质在没有外来热源作用下，由于物质内部发生化学、物理和生物化学作用而产生热量，逐步积聚使物质温度达到自燃点发生燃烧的现象称为自热自燃。

　　3.2高温下油品的自燃着火与防范

　　防止高温油品自燃着火的措施和对策主要是根据油品自燃点的高低，破坏燃烧所具备的条件。

　　3.2.1硫化物自燃着火

　　石油化工和煤焦化工很多物料都含有硫化物，在工艺条件下，硫化物和有机硫化物对设备的直接腐蚀作用，形成硫化铁和硫化亚铁。干燥的硫化铁和硫化亚铁在较低温度下，甚至能在常温的空气中自行发热燃烧。在生产时如果操作不当或安全防护措施不到位，很容易发生硫化物自燃着火事故，这种事故比较常见，危害较大，下面仅举一例。

　　鞍钢化工厂炼焦化产品回收车间高37m、直径4.5m的脱酚塔于1990年8月22日19时50分突然倒塌。其经过是对塔进行检修时，按操作规程的停塔步骤停塔，并直接用蒸汽对塔进行置换吹扫18h，停止蒸汽吹扫6h后，将塔体人孔盖等打开通风凉塔。打开人孔盖40min后，发现塔体下半部人孔往外冒黄烟，立即将除塔顶吊装孔外的其余已打开的人孔全部封闭，并直接通人蒸汽置换，黄烟立即消失。为尽早进行检修，通人蒸汽40min后便将蒸汽停下，同时用一临时胶管向塔内填料段加水。5h后再次发现从塔顶冒黄烟，即又向塔内通入蒸汽，3—5rain后塔体开始倾斜，倾斜到一定角度突然倒塌，将距塔下30m处的脱酚泵房砸毁。此时，切断电源，继续往塔内填料段喷水，但由于塔体被摔得支离破碎，无法阻止空气进入，塔内填料段仍继续自燃，倒塌16h后自燃达到最猛烈阶段，过后逐渐减弱直至熄灭。

　　分析发生自燃的原因：脱酚塔是用蒸汽蒸吹法从剩余氨水蒸氨后的废水中脱酚的主要设备。由于废水中仍含有少量的氨、氰化氢和硫化氢，而废水在脱酚塔内操作温度的条件下，其中氰化氢、硫化氢首先分别被解析出来，转移到蒸汽中并在吸收段被烧碱溶液吸收，与铁（金属填料）充分接触，生成了硫化亚铁、硫化铁。随着时间的延长，硫化亚铁便逐渐积累起来，达到了在适宜温度下遇空气引起自燃的条件。在塔用蒸汽置换清扫后，温度尚未降下来时打开了塔的所有人孔，在塔内形成了空气的较强对流。此时，脱酚塔内的硫化亚铁、硫化铁、温度和流通的空气具备了自燃条件，发生了自燃。

　　防范措施：在对有可能生成硫化铁和硫化亚铁的设备进行检修时，对设备置换结束后，应加水降温，待温度降至常温后，再打开设备进行检修。如果检修时间较长，应每间隔一段时间向塔内通足量的水进行降温。