摘要:通過對油氣儲運過程中靜電產(chǎn)生及發(fā)生靜電危害因素分析,合理制定油氣儲運靜電防范措施,達(dá)到經(jīng)濟(jì)適用的目的。
主題詞:油氣 靜電 儲運 電導(dǎo)率
在危險化學(xué)品儲運過程中,靜電危害是對儲運生產(chǎn)安全的最大威脅。所以各生產(chǎn)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(zhì)的差異,靜電產(chǎn)生和防范措施也所不同。
一、油氣儲運產(chǎn)生靜電危害的因素
根據(jù)雙電層理論,當(dāng)兩種不同屬性的物質(zhì)相接觸時,由于物質(zhì)得失電子的能力不同,在接觸面處發(fā)生電荷的重新排序和電子轉(zhuǎn)移,這樣就在界面兩側(cè)形成大小相等極性相反的電位差。所以任何兩種物質(zhì)發(fā)生剝離時都要發(fā)生產(chǎn)生靜電,油氣儲運過程中靜電是不可避免的。但是產(chǎn)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(chǎn)生的來源;
2、靜電得以積累,并達(dá)到足以引起放電的靜電電壓;
3、靜電放電的火花能量達(dá)到爆炸性混合物引超的最小引燃能量;
4、在靜電積聚區(qū)必須存在該油品爆炸極限范圍內(nèi)的由油品蒸氣和空氣混合成的適當(dāng)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(fā)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(dǎo)率,判斷其靜電的積聚程度。
靜電的產(chǎn)生與物質(zhì)的導(dǎo)電性能有很大關(guān)系。電阻率越小,則導(dǎo)電性能越好。根據(jù)大量實驗資料得出的結(jié)論:電阻率為1012Ω.cm的物質(zhì)員易產(chǎn)生靜電,而大于1016Ω.cm或小于109 Ω.cm的物質(zhì)都不易產(chǎn)生靜電。如物質(zhì)的電阻率小于109 Ω.cm,因其本身具有較好的導(dǎo)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(chǎn)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(xué)品的電導(dǎo)率有關(guān)。油品的導(dǎo)電性能常用電導(dǎo)率r表示,單位是西門子每米(S/m),電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù),它是衡量油品導(dǎo)電性能好壞的物量參數(shù)。按照BG6950-86《輕質(zhì)油品安全靜止導(dǎo)電率》之規(guī)定:當(dāng)油品的靜止導(dǎo)電率大于或等于油品安全靜止導(dǎo)電率值時,為油品安全靜止導(dǎo)電率,在該導(dǎo)電率值時,油品不會發(fā)生靜電聚積。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定安全靜止導(dǎo)電率值為50ps/m。
下面此表為部分常用液體的電導(dǎo)率的值:
液體名稱(Name of liquid) |
溫度(Temperature) /℃ |
電導(dǎo)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(huán)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(yīng)當(dāng)注意,當(dāng)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(dǎo)率常壓儲運
常壓式儲運
低電導(dǎo)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(chǎn)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(nèi)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(rèn)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(nèi)的液體聚積了一定的靜電。因此應(yīng)采取以下措施:
(1)防止管道泄漏。雖然靜電在管道內(nèi)部并不構(gòu)成危險,但其嚴(yán)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(xiàn)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(tǒng)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(yán)格控制排放流速,高壓水流在沖擊對地絕緣的固體時,細(xì)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(dāng)液化石油氣發(fā)生泄漏時,為了防止爆炸,可向泄漏處噴水進(jìn)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(chǎn)生火花引燃可燃?xì)怏w的可能性。
3、高電導(dǎo)率常壓儲運過程中的靜電防范
高電導(dǎo)率常壓儲運如甲醇,其電導(dǎo)率為4.4×10-7S/cm,這遠(yuǎn)大于50ps/m,所以在甲醇的儲運過程中不可能產(chǎn)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(shè)施。
4、低電導(dǎo)率常壓儲運過程中的靜電防范
低電導(dǎo)率是指油品的電導(dǎo)率小于50ps/m時,在儲運過程中容易產(chǎn)生靜電聚積,如原油、成品油等其電阻率都在1011-1014Ω.cm,必須嚴(yán)格按照《液體石油產(chǎn)品靜電安全規(guī)程》GB13348-92執(zhí)行。同時要做好以下措施:
(1)嚴(yán)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(chǎn)生和積聚。當(dāng)液體平流時,產(chǎn)生的靜電量與流速成正比,且與管道的內(nèi)徑大小無關(guān);當(dāng)液體紊流時產(chǎn)生的靜電量與流速的1.75次方成正比,并與管道內(nèi)徑的o.75次方成正比。
(2)盡量減少系統(tǒng)內(nèi)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(nèi)的含水。低電導(dǎo)率液體中出現(xiàn)第二相液體時,會大大增加靜電產(chǎn)生。最常見的第二相液體是水。應(yīng)盡量消除第二相液體,如盡量減少罐內(nèi)和管道內(nèi)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(rèn)真分析各類油氣產(chǎn)品的靜電性質(zhì),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(xiàn):GB-13348-92 《液體石油產(chǎn)品靜電安全規(guī)程》
SY/T6340-1998 〈石油工業(yè)防靜電推薦做法〉
〈靜電防護(hù)技術(shù)〉