1引言

　　安全評價工作的第一步就是要對被評價對象（系統）存在的危險、危害因素進行分析，確定其存在的主要危險、危害因素的種類、分布及可能產生的危險、危害方式和途徑。危險、危害因素分析是安全評價的重要環節和基礎，分析是否全面、準確、科學合理，將直接影響到評價結果的正確性。

　　火災爆炸危險性分析是危險、危害因素分析中最主要的分析之一。而石油化工企業生產的突出特點是存在大量以化學反應為主的基本過程，這些化學反應過程中均存在著不同程度的火災爆炸危險性，不同的化學反應過程的火災爆炸危險性往往不同，而同一種化學反應的火災爆炸危險性存在著許多共性。我們在對石油化工企業進行安全評價時，為了能夠更全面、準確、科學地對被評價對象（系統）進行火災爆炸危險性分析，就必須更深入地了解一些石油化工典型生產過程的特點及其火災爆炸危險性的分析方法，并能熟練地掌握之，以便進一步提高安全評價的技術含量和報告書的編寫質量。為此，本文將針對10種石油化工典型生產過程的特點及相應的火災爆炸危險性分析分別作簡要介紹，以供安全評價時參考。

　　2化工典型生產過程的火災爆炸危險性分析

　　石油化工企業生產的特點是存在許多以化學反應為主的基本過程，其中典型的化學反應主要有：氧化、還原、聚合、裂化、催化、硝化、氯化、磺化、烷基化、電解等十幾種。

　　下面分別簡要介紹上述這些反應過程的主要特點及其火災危險性。

　　2.1氧化反應

　　通常的氧化還原是指有電子得失的反應。但在有機反應中，有機物分子內的原子間沒有明顯的電子得失，很少有化學價的變化，所以常把加氧去氫的反應叫作氧化反應，常見的有氨氧化制硝酸、甲苯氧化制苯甲酸、乙烯氧化制環氧乙烷等，其生產過程主要火災爆炸危險性分析如下：

　　2.1.1氧化反應需加熱，但絕大多數是放熱反應，如催化氣相反應，一般在（250～600）℃高溫下進行，反應熱若不及時移去，會使溫度迅速升高引發爆炸；

　　2.1.2有些氧化反應（如氨、乙烯和甲醇蒸氣在空氣中的氧化）的物料配比接近于爆炸下限，若配比失調。溫控失當，則易爆炸起火；

　　2.1.3反應中被氧化的物質大部分是易燃易爆物質（如前述中的氨、甲苯、乙烯等）；

　　2.1.4反應所用的氧化劑具有很大的火災危險性，如氯酸鉀、鉻酸酐、高錳酸鉀等，遇高溫或受撞擊、摩擦及與有機物、酸類接觸，會著火爆炸；而有機過氧化物大多數本身易燃，遇高溫則爆炸；

　　2.1.5有些氧化反應的產品、中間產物也具有火災危險性。如產品環氧乙烷屬可燃氣體，硝酸是強氧化劑，乙醛氧化生產乙酸過程有過乙酸生成，屬有機過氧化物，易分解或燃燒。

　　2.2還原反應

　　在有機反應中，把加氫去氧叫作還原反應。還原反應種類很多，其生產過程主要火災爆炸危險性分析如下：

　　2.2.1無論是利用初生態氫還原，還是用催化劑把氫氣活化后還原，都有氫氣存在，特別是催化加氫還原，大都在加熱、加壓下進行，若氫氣泄漏，極易與空氣形成爆炸性混合物，遇火種會爆炸；

　　2.2.2還原反應中所使用的催化劑雷氏鎳吸潮后在空氣中有自燃危險，能使氫氣和空氣的混合物引燃爆炸；

　　2.2.3固體還原劑保險粉、硼氫化鉀、氫化鋁鋰等都是遇濕易燃危險品；

　　2.2.4還原反應的中間體，特別是硝基化合物還原反應的中間體，具有一定的火災危險，如，苯胺在生產中如果反應條件控制不好，可生成爆炸危險性很大的環己胺。

　　2.3聚合反應

　　聚合是指將若干個分子結合為一個較大的組成相同而分子量較高的化合物的反應過程。如丁二烯聚合生產順丁橡膠和丁苯橡膠，氯乙烯聚合生產聚氯乙烯塑料等。按聚合方式可分為本體、溶液、懸浮、縮合、乳液5種，每種聚合過程的主要火災爆炸危險性分析如下：

　　2.3.1對于本體聚合反應，往往由于聚合熱不易散出而導致火災爆炸事故。如在高壓聚乙烯生產中，每聚合1kg乙烯會放出3.8MJ的熱量，當未能及時散熱時，則每聚合1%的乙烯可使釜內溫度升高（12～13）℃，待升高到一定溫度時，就會使乙烯分解，強烈放熱，有發生爆聚的危險，一旦發生爆聚，則設備堵塞，壓力驟增，極易發生爆炸；

　　2.3.2對于溶液聚合反應，此種聚合方法在聚合和分離過程中，容易產生易燃溶劑揮發和靜電火花；

　　2.3.3對于懸浮聚合反應，在聚合過程中，如果工藝條件控制不好易出現溢料，如果溢料，則水分蒸發后未聚合的單體和引發劑遇火源極易引發火災或爆炸事故；

　　2.3.4縮合（縮聚）反應是指具有兩個或兩個以上功能團的單體相互縮合，并析出小分子副產物而形成聚合物的反應。雖為吸熱反應，但若溫度過高時，也會使系統壓力升高，甚至引起爆裂，泄漏出易燃易爆的單體而造成火災爆炸事故。

　　2.4裂化（裂解）反應

　　裂化是指有機化合物在高溫下分子發生分解的反應過程，有熱裂化、催化裂化、加氫裂化三種類型，每種裂化過程的主要火災爆炸危險性分析如下：

　　2.4.1熱裂化，是在高溫高壓下進行，裝置內的油品溫度一般超過其自燃點，若漏出油品會立即起火。熱裂化過程中產生大量的裂化氣，且有許多氣體分餾設備，若漏出氣體，會與空氣形成爆炸性氣體混合物，遇加熱爐等明火，有發生爆炸的危險。在煉油廠各裝置中，熱裂化裝置發生火災或爆炸的危險性較大；

　　2.4.2催化裂化，一般在（460～520）℃和（0.1～0.2）MPa下進行，若操作不當，再生器內空氣和火焰進入反應器中會引起惡性爆炸。U型管上的小設備、小閥門較多，易漏油著火。在催化裂化過程中還會產生易燃裂化氣，在燒焦活化催化劑不正常時可能出現易燃易爆的一氧化碳；

　　2.4.3加氫裂化時，使用大量氫氣，且反應溫度和壓力都較高，裝置鋼材內的碳分子易被氫氣奪取，使碳鋼硬度增大而降低強度，發生氫脆。若設備、管道檢查或更換不及時，會在高壓（10～15）MPa下發生設備爆炸。此外，加氫是強烈的放熱反應，反應器若不能按要求通冷卻氫以控制溫度，可出現設備局部過熱、加熱爐爐管燒穿或高溫管線、反應器漏氣而引起火災。

　　2.5催化反應

　　是指在催化劑作用下的化學反應，如由氮和氫合成氨，由乙烷和氧合成環氧乙烷等都屬催化反應。其主要火災爆炸危險性分析如下：

　　2.5.1如果催化劑選擇不正確或加入量不合適，易形成局部反應激烈。若散熱不良，溫控不當，易發生超溫爆炸或起火事故；

　　2.5.2催化過程中有的會產生氯化氫，存在腐蝕和中毒危險，有的會產生硫化氫，存在中毒和爆炸危險；有的會產生氫氣，火災爆炸危險性更大，在高壓下，氫的腐蝕作用可使金屬高壓容器脆化，而造成火災爆炸及容器破壞性事故；

　　2.5.3原料氣中某些能與催化劑發生反應的雜質含量增加，可能成為爆炸危險物，如乙烯催化氧化合成乙醛的反應中，催化劑體系中常含有大量的亞銅鹽，若原料氣中含乙炔過高，則乙炔會與亞銅鹽反應生成乙炔銅，乙炔銅是一種極敏感的爆炸物，在空氣作用下易氧化成暗黑色，并易起火爆炸。

　　2.6硝化反應

　　是指在有機化合物分子中引入硝基（-NO2），取代氫原子而生成硝基化合物的反應。如甲苯硝化生產梯恩梯，苯硝化制取硝基苯，甘油硝化制取硝化甘油等，其硝化過程主要火災爆炸危險性分析如下：

　　2.6.1因硝化是放熱反應，需在降溫條件下進行，稍有疏忽，如中途攪拌停止，冷卻水供應不良、加料速度過快等，均會使溫度猛增，混酸氧化能力加強，易引起著火和爆炸事故；

　　2.6.2硝化劑具有氧化性，常用的硝化劑有濃硝酸、硝酸、濃硫酸、硫酸、發煙硫酸、混合酸等均具有氧化性、吸水性和腐蝕性，它們與油脂、有機物接觸即能引起燃燒。在制備硝化劑時，若溫度過高或落入少量水，會促使硝化劑大量分解和蒸發，不僅造成設備強烈腐蝕，還可能造成爆炸事故；

　　2.6.3被硝化物質（如苯、甲苯、甘油、脫脂棉等）大多易燃，若使用或貯存管理不當，易造成火災。硝化產品大都有著火爆炸的危險，受熱、摩擦、撞擊或接觸明火，極易發生爆炸或火災。

　　2.7氯化反應

　　是指氯原子取代有機化合物中氫原子的過程，如由甲烷制甲烷氯化物，苯氯化制氯苯等。常用的氯化劑有：氣態或液態氯、氣態氯化氫和各種濃度的鹽酸、磷酰氯、三氯化磷、次氯酸鈣等。氯化過程主要火災爆炸危險性分析如下：

　　2.7.1氯化反應的原料大多是有機易燃物和強氧化劑（如甲烷、乙烷、酒精、天然氣、苯、甲苯、液氯等），若未嚴格控制各種火源、電氣設備不符合防爆要求，則易發生火災爆炸；

　　2.7.2最常用的氯化劑是液態或氣態氯，其不僅屬劇毒品，且氧化性極強，貯存壓力較高，一旦泄漏，危險性很大。若氯化反應器前的氯氣緩沖罐未裝設或控制不好，致使被氯化的有機物倒流，可能引起爆炸；

　　2.7.3氯化反應是放熱反應，如果物料泄漏就會造成火災或爆炸。氯化反應幾乎都有氯化氫氣體生成，設備易受腐蝕而發生泄漏，增加了反應過程火災爆炸的危險性。

　　2.8磺化反應

　　是在有機化合物分子中引入磺（酸）基（-SO3H）的反應。常用的磺化劑有發煙硫酸、亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、三氧化硫等。磺化過程主要火災爆炸危險性分析如下：

　　2.8.1磺化劑三氧化硫是氧化劑，遇比硝基苯易燃的物質時會很快著火，若遇水會生成硫酸，會大量放熱升溫而導致起火、爆炸，因硫酸的強腐蝕性還會增加對設備的腐蝕破壞；

　　2.8.2所用原料苯、硝基苯、氯苯等為可燃物，所用的磺化劑濃硫酸、發煙硫酸等都是氧化性物質，有些甚至是強氧化劑，若投料順序顛倒、投料速度過快，可能造成反應溫度升高，使磺化反應變為燃燒反應，引起火災或爆炸事故；

　　2.8.3磺化反應是放熱反應，若在反應過程中無有效的冷卻和良好的攪拌，均可能使反應溫度超高，以致發生燃燒起火或爆炸。

　　2.9烷基化反應（亦稱烴化）

　　是在有機化合物中的氮、氧、碳等原子上引入烷基（-R）的化學反應，引入的烷基有甲基（-CH3），乙基（-C2H5）、丙基（-C3H7）、丁基（-C4H9）等。烷基化常用烯烴、鹵代烴、醇等能在有機化合物分子中的碳、氧、氮等原子上引入烷基的物質叫作烷基化劑。如苯胺和甲醇作用制取二甲基苯胺。烷基化反應過程主要火災爆炸危險性分析如下：

　　2.9.1被烷基化的物質（如甲類液體苯、丙類液體苯胺）大都有著火爆炸危險，烷基化劑一般比被烷基化物質的火災危險性更大，如丙烯是易燃氣體，甲醇是甲類液體，十二烯是乙類液體；

　　2.9.2所用的催化劑反應活性強，如三氯化鋁是忌濕易燃物品，有強腐蝕性，遇水或水蒸氣會分解放熱，放出氯化氫氣體，能引起爆炸，若接觸可燃物、易著火。三氯化磷是腐蝕性忌濕易燃液體，遇水或乙醇會劇烈分解，放出大量熱和氯化氫氣體，有很強的腐蝕性和刺激性，有毒，遇水及酸（主要是硝酸、乙酸）發熱、冒煙、有引起火災爆炸的危險；

　　2.9.3烷基化反應都是在加熱條件下進行，如果原料、催化劑、烷基化劑等加料順序顛倒、速度過快或攪拌中斷，會發生劇烈反應，引起跑料，造成火災或爆炸事故；

　　2.9.4烷基化產品（如乙類液體異丙苯、丙類液體二甲基苯胺和烷基苯）也具有一定的火災危險性。

　　2.10電解反應

　　是指電流通過電解質溶液或熔融電解質時，在兩個電極上所引起的化學變化過程。鈉、鉀、鎂、鉛等有色金屬和鋯、鉿等稀有金屬的冶煉，銅、鋅、鋁等的精煉，氫、氧、氯、燒堿、氯酸鉀、過氧化氫等許多化工產品的制備，以及電鍍、電拋光、陽極氧化等，都要通過電解來實現。以隔膜法電解食鹽水生產氫氧化鈉、氫氣、氯氣為例，其電解過程主要火災爆炸危險性分析如下：

　　2.10.1被電解的鹽水中雜質過量可能產生火災爆炸危險。如鹽水中含有鐵雜質，會產生第二陰極而放出氫氣；鹽水中帶入銨鹽，當PH<4.5時銨鹽和氯作用可生成氯化銨，氯作用于濃氯化銨溶液可生成爆炸性油狀物三氯化氮；

　　2.10.2電解過程若氫氣和氯氣控制不好，可能相互混合而發生爆炸。導致氫氣和氯氣混合的主要原因是：①陽極室內鹽水液面過低；②電解槽氫氣出口堵塞，引起陰極室壓力升高；③電解槽的隔膜吸附質量差；④石棉絨質量差，在安裝電解槽時碰壞隔膜，使隔膜局部脫落，或送電前注入的鹽水量過大將隔膜沖壞；⑤陰極室中的壓力等于或超過陽極室的壓力時，即可能使氫氣進入陽極室；

　　2.10.3電解槽內鹽水液面高低不適當，若鹽水液面過低，氫氣可能通過陰極網滲入到陽極室內與氯氣混合成爆炸性氣體，若鹽水過滿，在壓力下鹽水會上漲；

　　2.10.4電解設備若發生氫氣泄漏，會與室內空氣混合而引發火災或廠房爆炸；

　　2.10.5生產過程若突然停電或停機時，若未采取正確的應急處理措施，立即去關閉高壓閥，有可能使電解槽內氯氣倒流而發生爆炸。

　　3結語

　　在對化工典型生產過程進行火災爆炸危險性分析時，還應根據GB18218-2000《重大危險源辨識》，針對評價對象生產場所和儲存場所中火災爆炸危險物質的數量，判定是否構成火災爆炸或毒物危害重大危險源，以便將重大危險源作為重點進一步進行定性定量評價。

　　在對化工典型生產過程的火災爆炸危險性分析的基礎上，才能夠對被評價對象所采取的安全衛生措施是否符合有關安全標準、規范的要求，是否具有針對性和可靠性，可能達到何種安全生產條件作出準確、客觀和科學的評價，得出正確的評價結果。進而提出或補充切合實際、行之有效的安全對策措施，促使被評價對象安全生產水平、經濟效益同步提高和發展。