摘要:通過對油氣儲運過程中靜電產生及發生靜電危害因素分析,合理制定油氣儲運靜電防范措施,達到經濟適用的目的。
主題詞:油氣 靜電 儲運 電導率
在危險化學品儲運過程中,靜電危害是對儲運生產安全的最大威脅。所以各生產單位對靜電的防范工作都是很重視的。但由于各種危險化品性質的差異,靜電產生和防范措施也所不同。
一、油氣儲運產生靜電危害的因素
根據雙電層理論,當兩種不同屬性的物質相接觸時,由于物質得失電子的能力不同,在接觸面處發生電荷的重新排序和電子轉移,這樣就在界面兩側形成大小相等極性相反的電位差。所以任何兩種物質發生剝離時都要發生產生靜電,油氣儲運過程中靜電是不可避免的。但是產生靜電不一定會造成爆炸,靜電危害是在一定條件下造成的,形成靜電危害的四要素:
1、有靜電產生的來源;
2、靜電得以積累,并達到足以引起放電的靜電電壓;
3、靜電放電的火花能量達到爆炸性混合物引超的最小引燃能量;
4、在靜電積聚區必須存在該油品爆炸極限范圍內的由油品蒸氣和空氣混合成的適當比例的混合氣;
這四個條件必須同時存在才可能造成危害,否則不可能引起靜電危害的發生。因此,在油氣儲運過程中要防止靜電危害,就必須防止上述四個條件同時存在。
二、分析儲運過程中電導率,判斷其靜電的積聚程度。
靜電的產生與物質的導電性能有很大關系。電阻率越小,則導電性能越好。根據大量實驗資料得出的結論:電阻率為1012Ω.cm的物質員易產生靜電,而大于1016Ω.cm或小于109 Ω.cm的物質都不易產生靜電。如物質的電阻率小于109 Ω.cm,因其本身具有較好的導電性能,靜電將很快泄漏。但如汽油、苯、乙醚等,它們的電阻率都在1011-1014Ω.cm,都很容易產生和積累靜電。因此,電阻率是靜電能否積聚的條件。靜電積聚與各種危險化學品的電導率有關。油品的導電性能常用電導率r表示,單位是西門子每米(S/m),電導率是電阻率的倒數,它是衡量油品導電性能好壞的物量參數。按照BG6950-86《輕質油品安全靜止導電率》之規定:當油品的靜止導電率大于或等于油品安全靜止導電率值時,為油品安全靜止導電率,在該導電率值時,油品不會發生靜電聚積。標準規定安全靜止導電率值為50ps/m。
下面此表為部分常用液體的電導率的值:
液體名稱(Name of liquid) |
溫度(Temperature) /℃ |
電導率 (Conductivity) /(S/cm) |
石 油 |
- |
3.0×10-13 |
甲 醇 |
18.0 |
4.4×10-7 |
戊 烷 |
19.5 |
<2.0×10-10 |
煤 油 |
25.0 |
<1.7×10-8 |
可燃性氣體 | |||
名稱 |
Wa(毫焦) |
名稱 |
Wa(毫焦) |
一氧化碳 |
8.00 |
苯 |
0.220 |
甲醇 |
0.65 |
汽油 |
0.200 |
甲烷 |
0.28 |
乙醚 |
0.190 |
丙烷 |
0.26 |
環丙烷 |
0.170 |
乙烷 |
0.25 |
乙烯 |
0.120 |
丁烷 |
0.25 |
乙烯氟化物 |
0.060 |
正丁烷 |
0.25 |
乙炔 |
0.020 |
正已烷 |
0.25 |
氫 |
0.019 |
正庚烷 |
0.25 |
二硫化碳 |
0.019 |
正乙烷 |
0.24 |
|
|
庚烷 |
0.24 |
|
|
應當注意,當氣體的溫度和壓力變化時,最小引燃能量會稍有變化,溫度升高或壓力增大,最小引燃能量就變小。
四、油氣儲運過程中的靜電防范措施
通過上述對靜電危害“四要素”的分析,要防范油氣儲運過程中的靜電危害,就不能使“四要素”同時具備。
1、 儲運過程的分類:
為了對油氣儲運過程的靜電防范,按是否帶壓分:
全壓式儲運
儲運過程
高電導率常壓儲運
常壓式儲運
低電導率常壓儲運
全壓式儲運:就是指在儲運全過程中有一定壓力,油氣不與空氣混合,不形成可爆炸的混合物。
常壓式儲運:是指在儲運全過程中有一部分或一個點是常壓操作,油氣可能與空氣混合形成可爆炸的混合物。
2、 全壓儲運的靜電防范
在全壓儲運過程中,如液化石油油的儲運,從管道、儲罐、裝運全過程是密閉的,不可能產生與空氣混合,所以在管道中流動的可燃液體,即使有較高的平均電荷密度,但往往由于管道內有較大電容,并不顯示出有較高的電壓,且在管道中又因為沒有空氣,所以不會引起燃燒和爆炸。因此對于全壓式儲運過程從理論上認為可以不考慮儲運過程中的靜電問題,但是在這種情況下,管道內的液體聚積了一定的靜電。因此應采取以下措施:
(1)防止管道泄漏。雖然靜電在管道內部并不構成危險,但其嚴重的危害卻主要是在管道的出口處,所以在管道泄漏處容易出現靜電引燃泄漏出來與空氣混合的爆炸氣體,因此在全壓儲運過程中,要盡量防止系統泄漏。
(2)對于全壓儲運過程中的放空操作,如液化氣裝車過程中的滑管液位計噴液和儲罐的排污操作要嚴格控制排放流速,高壓水流在沖擊對地絕緣的固體時,細微的水滴和固體也均會帶電。如周圍有易燃易爆氣體時,也會因靜電放電而造成爆炸危險。同時在條件允許的情況下,可以在排放口處加靜電接地線。
(3)當液化石油氣發生泄漏時,為了防止爆炸,可向泄漏處噴水進行冷卻,因為可以提高可燃物的最小引燃能量,降低因靜電產生火花引燃可燃氣體的可能性。
3、高電導率常壓儲運過程中的靜電防范
高電導率常壓儲運如甲醇,其電導率為4.4×10-7S/cm,這遠大于50ps/m,所以在甲醇的儲運過程中不可能產生靜電聚積,同時鐵路裝運過程中由于槽車本來就與鐵軌接地,不需要做過多的接地設施。
4、低電導率常壓儲運過程中的靜電防范
低電導率是指油品的電導率小于50ps/m時,在儲運過程中容易產生靜電聚積,如原油、成品油等其電阻率都在1011-1014Ω.cm,必須嚴格按照《液體石油產品靜電安全規程》GB13348-92執行。同時要做好以下措施:
(1)嚴格控制裝車流速。限制易燃和可燃液體的流速,可以大大減少靜電的產生和積聚。當液體平流時,產生的靜電量與流速成正比,且與管道的內徑大小無關;當液體紊流時產生的靜電量與流速的1.75次方成正比,并與管道內徑的o.75次方成正比。
(2)盡量減少系統內油氣與空氣接觸的點,如果無法避免時,如常壓裝車,也要使其濃度在爆炸極限以外。也就是要求常壓裝車時在罐口增加密封蓋,減少空氣與油氣混合。
(3)盡量減少油品內的含水。低電導率液體中出現第二相液體時,會大大增加靜電產生。最常見的第二相液體是水。應盡量消除第二相液體,如盡量減少罐內和管道內的水。
通過上述對靜電防范措施的分析,在靜電防范過程中必須認真分析各類油氣產品的靜電性質,做到對證防范,這樣可以減少無用的措施,使操作更加安全簡捷。
參考文獻:GB-13348-92 《液體石油產品靜電安全規程》
SY/T6340-1998 〈石油工業防靜電推薦做法〉
〈靜電防護技術〉
安全文化網 www.zltai.com下一篇:加強危險化學品安全管理的探討