1、引論
D類火災(zāi)是一種比較特殊非常見性的金屬類物質(zhì)燃燒火災(zāi),該類火災(zāi)撲滅難度相當(dāng)大。據(jù)了解,目前世界范圍內(nèi)也只有1-2家企業(yè)真正掌握撲滅該類火災(zāi)的滅火劑技術(shù),特別是能有效撲滅烷基類金屬火災(zāi)的滅火劑更是屈指可數(shù),且能真正符合GA979-2012標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求的,世界上目前就僅有浙江宇安消防裝備有限公司一家。我國早在80年代就有相關(guān)消防領(lǐng)域的專家進(jìn)行深入研究D類滅火劑技術(shù),但是由于突破該技術(shù)難度較大等種種原因,一直以來也未能突破該項(xiàng)技術(shù)瓶頸。近年來,隨著我國新型金屬合金材料技術(shù)的不斷進(jìn)步和普及應(yīng)用,以及煉油等化工企業(yè)對D類火災(zāi)的實(shí)際防控需求,結(jié)合我國目前對D類滅火劑掌握的技術(shù)水平,公安部天津消防研究所啟動了D類滅火劑標(biāo)準(zhǔn)的制定,《GA979-2012、D類干粉滅火劑》標(biāo)準(zhǔn)已于2012年2月1號發(fā)布,2012年3月1號正式實(shí)施。
2、金屬火災(zāi)區(qū)分
2.1火災(zāi)分為A、B、C、D、E、F類,D類火災(zāi),在火災(zāi)類別中排行序列第四位,屬于非常見性火災(zāi)。在D類火災(zāi)中也有一定的相同和區(qū)分,如;金屬鎂、金屬鈦、鋁粉、鎂合金、鋁合金是屬于D類火災(zāi)中較容易撲滅的火災(zāi),因其燃燒時無融化現(xiàn)象,在燃燒時直接燃燒。
2.2金屬鋰、金屬鈉雖然也是固體但是其燃燒特征與前者有一定的區(qū)別,由于金屬鋰和金屬鈉與高溫燃燒時,先融化成金屬水而再燃燒,或者說一邊燃燒一邊融化,所以一旦發(fā)生火災(zāi),撲滅難度也相對較難,目前只能采取覆蓋方法滅火。
2.3烷基類火災(zāi)一般較常見于煉油廠等化工企業(yè)中,由于烷基類一般均以催化劑身份供企業(yè)使用。
2.3.1三乙基鋁(Aluminumtriethyl,TEA),化學(xué)式為C6H15Al、Al(C2H5)3,分子量為114.16。主要用于有機(jī)合成,也用作火箭燃料。本品具有強(qiáng)烈刺激和腐蝕作用,主要損害呼吸道和眼結(jié)膜,高濃度吸入可引起肺水腫。吸入其煙霧可致煙霧熱。皮膚接觸可致灼傷,引起充血、水腫和起水皰,疼痛劇烈。三乙基鋁(97-93-8)與三氯化鈦組成納塔催化劑,促使丙烯進(jìn)行穩(wěn)定聚合;與四氯化鈦組成齊格勒催化劑,用作乙烯的低壓聚合、丙烯聚合和異戊二烯聚合。本品也用作合成橡膠及有機(jī)合成的催化劑,是齊格勒-納塔型催化劑組分之一。
2.3.2正丁基鋰,鋰的烷基衍生物。包括正丁基鋰、甲基鋰、苯基鋰等。它們常用作試劑,其中以正丁基鋰溶液最常用。烷基鋰能對羰基化合物進(jìn)行加成反應(yīng),還能對活潑氫進(jìn)行置換反應(yīng),以及鹵素-鋰交換反應(yīng),其反應(yīng)性能比一般格氏試劑要廣泛而且多樣化。它與多種金屬有機(jī)物形成的金屬鋰衍生物廣泛用于有機(jī)合成。用作聚合催化劑、烴化劑,用于引發(fā)共軛二烯烴進(jìn)行陰離子聚合。通過活性聚合途徑,可以合成指定結(jié)構(gòu)的線型、星型、嵌段接枝、遙爪型等聚合物,也可用來制備低順式聚丁二烯橡膠、異戊二烯橡膠、溶液丁苯橡膠、熱塑性橡膠、液體橡膠、熱固性樹脂、涂料等。
2.3.3三異丁基鋁,分子式C12H27Al;[(CH3)2CHCH2]3Al,主要用于有機(jī)合成及作聚合烯烴的催化劑。烯烴的聚合物。它是由乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烴以及某些環(huán)烯烴單獨(dú)聚合或共聚合而得到的一類熱塑性樹脂的總稱。
一般金屬火災(zāi)均有一個共同特性,即吸收空氣的中水分子時會釋放出氫氣,一旦燃燒就難以撲滅而且溫度也非常高,一般都會達(dá)到2500-3000°左右。固體類金屬火災(zāi)時會放出耀眼白光,非常刺眼,而烷基類火災(zāi)燃燒時則無耀眼白光產(chǎn)生。
3、D類物質(zhì)存儲
3.1固體輕質(zhì)金屬物質(zhì)儲運(yùn)要特別注意,應(yīng)將它儲存于陰涼干燥的倉庫內(nèi),相對濕度不宜超過75%,遠(yuǎn)離火種及熱源。應(yīng)與氧化劑、酸類分倉庫存放,切勿混儲混運(yùn),搬運(yùn)時輕裝輕卸,保持包裝密封。一定要注意與氯氣等鹵素隔絕。在金屬鎂的生產(chǎn)加工及使用過程中,必須及時清除金屬鎂加工件的粉塵、碎屑、毛刺等,因?yàn)榉蹓m、碎屑以及毛刺的表面積大,在空氣中受熱后易燃燒。如果粉塵大量增加,將會聚集漂浮在空氣中與空氣形成爆炸性混合物,一旦遇到火源,就會發(fā)生猛烈的爆炸燃燒事故。
3.2烷基類物質(zhì)儲存時必須用充有惰性氣體或特定的容器包裝,儲存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫溫不超過25℃,相對濕度不超過75%。包裝要求密封,不可與空氣接觸。應(yīng)與氧化劑、酸類、醇類等分開存放,切忌混儲。采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具。儲區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料,還應(yīng)該具有避雷防雷實(shí)施。
4、石化生產(chǎn)工藝防火(部分文/引用)
4.1火災(zāi)危險性
4.1.1原油及其煉制以后的產(chǎn)品皆為易燃易爆物品,在煉油工藝生產(chǎn)過程中,有許多工藝過程需加溫、加壓,有的甚至需要用高溫、高壓,一旦油、氣泄漏,將會發(fā)生燃燒爆炸,導(dǎo)致火災(zāi)事故發(fā)生。
4.1.2石油及其產(chǎn)品是電的不良導(dǎo)體,在生產(chǎn)、運(yùn)輸過程中,因噴射、沖擊、沉降等原因易產(chǎn)生靜電,導(dǎo)致油、氣燃燒。
4.1.3乙烯生產(chǎn)過程中物料多呈氣態(tài),裝置比煉油更加復(fù)雜,都是在更高溫(最高可達(dá)1010℃)、更高壓(最高壓力11.28兆帕)下進(jìn)行,更危險的是裂解的操作溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于物料的自燃點(diǎn),一旦泄漏,會立即發(fā)生自燃。如與空氣混合,達(dá)到爆炸濃度,遇明火會發(fā)生爆炸,而生產(chǎn)過程中又要用到加熱爐明火,如果管線、設(shè)備因維修保養(yǎng)不當(dāng),被腐蝕產(chǎn)生裂縫而導(dǎo)致物料泄漏或者不嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作,極易引起火災(zāi)。深冷分離是在-30~-165°C超低溫下進(jìn)行,若原料氣不干,系統(tǒng)內(nèi)殘留水份就會發(fā)生“凍堵”,若操作不當(dāng),還會使設(shè)備冷脆破裂,造成泄漏,另外加氫時,反應(yīng)器的進(jìn)料氫、炔比例控制不當(dāng)都容易引起爆炸,燃燒事故。
4.2防火措施
4.2.1煉油生產(chǎn)工藝的防火要求
4.2.1.1原油脫鹽脫水中,如發(fā)生停電等故障,操作者應(yīng)立即停止加熱,避免局部過熱損壞設(shè)備而漏油起火。車間內(nèi)應(yīng)設(shè)置自動報(bào)警裝置,以便及時處理事故?!半娒擕}脫水器”應(yīng)在排盡空氣后方可接通高壓電,當(dāng)油沒滿罐或有空氣存在時,勿啟動高壓電源,以防止油氣爆炸。定期檢測高壓電源,發(fā)現(xiàn)絕緣不良、電場強(qiáng)度超標(biāo)時勿開啟使用,防止原油燃燒爆炸。
4.2.1,2蒸餾過程中,應(yīng)定期檢修管式明火加熱的管壁,清除爐焦,對剝蝕嚴(yán)重的管壁予以更新。加熱爐應(yīng)設(shè)防爆間,以便爆炸時能及時泄壓。并應(yīng)設(shè)有事故放空設(shè)施、蒸汽滅火設(shè)施、蒸汽吹掃管線等裝置。離加熱爐10米處應(yīng)設(shè)控制閥門。點(diǎn)火前先用氮?dú)饣蛘羝懦剂瞎芫€內(nèi)的空氣,使含氧量降至0.2%~1.O%以內(nèi),防止回火。繼續(xù)用蒸汽向爐膛內(nèi)吹掃10~15分鐘,排凈可燃?xì)怏w后可稍開風(fēng)門,將點(diǎn)火棒伸入火嘴處,打開氣閥點(diǎn)火。勿先開燃料氣閥再伸入點(diǎn)火棒,以免引起爆炸。高含硫原油應(yīng)先進(jìn)行脫硫處理,以減輕對設(shè)備的腐蝕。減壓蒸餾時如有空氣進(jìn)入塔內(nèi)將形成爆炸性混和物,加上塔內(nèi)溫度高達(dá)410°C,危險極大,因此,蒸餾塔、流量計(jì)、溫度表、壓力表等應(yīng)質(zhì)量可靠。蒸餾塔、汽提塔以及輕重油泵房內(nèi)均應(yīng)設(shè)置蒸汽滅火設(shè)施。裝置內(nèi)設(shè)泡沫滅火系統(tǒng)。塔內(nèi)最好安裝可燃?xì)怏w自動報(bào)警器、安全閥及緊急放空管。所有設(shè)備、管線、閥門等勿泄漏,一旦發(fā)現(xiàn)滲漏立即停止進(jìn)料,查明原因,泄漏擴(kuò)大時,應(yīng)熄火停車進(jìn)行檢修。
減壓裝置的電氣設(shè)備應(yīng)采用防爆型,并有良好接地。蒸餾時嚴(yán)禁超壓操作。開工前,應(yīng)先全面檢查設(shè)備,進(jìn)行氣密試壓。用蒸氣吹掃設(shè)備及管線,然后進(jìn)行冷油循環(huán),方可升溫。停工時,應(yīng)先減少處理量、降溫,然后掃凈塔、容器、加熱爐和管線,最后用惰性氣體或蒸汽進(jìn)行徹底置換。
4.2.1.3熱裂化時,因?yàn)橹刭|(zhì)油是在450°C~550°C(已達(dá)到油品自燃點(diǎn))條件下進(jìn)行反應(yīng)的,如有泄漏,油氣溢出將立即起火,所以,設(shè)備管線必須嚴(yán)防滲漏引起火災(zāi)。由于是在高溫高壓廠進(jìn)行裂化反應(yīng),油品對設(shè)備管線腐蝕較嚴(yán)重,容易使容器耐壓強(qiáng)度減弱或穿孔,因此,必須定期對設(shè)備的腐蝕情況進(jìn)行測量和定期清除爐內(nèi)結(jié)焦,以防止管線的設(shè)備漏油。換熱器進(jìn)口管線處需設(shè)置溫度表、壓力表、蒸汽滅火裝置、蒸汽吹掃管線裝置等。換熱器應(yīng)定期清掃,除去結(jié)焦。其他防火措施與“蒸餾”相同。
4.2.1.4催化裂化工段,催化劑在再生器燒焦時,溫度高達(dá)630C~650°C,若操作不當(dāng),使空氣和明火進(jìn)入,會立即發(fā)生燃燒爆炸,因此在催化劑進(jìn)入再生器前應(yīng)將油、氣分離掉。并定期檢測再生反應(yīng)系統(tǒng)、加熱爐等設(shè)備,防止設(shè)備、管線損壞致使油品外泄。對穩(wěn)定吸收系統(tǒng)、輕重油泵房等部位需要安裝氣體自動報(bào)警儀。對裝置區(qū)應(yīng)配備火災(zāi)自動報(bào)警設(shè)施。其他防火措施與“蒸餾”相同。
4.2.1.5氣體分餾時,開工前應(yīng)對系統(tǒng)設(shè)備及管線貫通吹掃,掃凈易燃易爆液態(tài)烴的殘留物,檢查設(shè)備和管線的嚴(yán)密性,嚴(yán)防物料泄漏,并用氮?dú)饣蛘羝懦O(shè)備和管線內(nèi)的空氣,使設(shè)備內(nèi)碳?xì)浠衔镏醒鹾啃∮?.5%,以確保安全開工,應(yīng)經(jīng)常檢查器具及管線的泄漏情況,頂部放空閥必須保證開關(guān)靈活好用,且無內(nèi)漏。在裝置區(qū)內(nèi)重點(diǎn)部位必須配備可燃?xì)庾詣訄?bào)警儀和現(xiàn)場報(bào)警設(shè)施。
4.2.1.6加氫裂化時,由于此過程是在較高壓力(10——15兆帕)和較高溫度(370~430°C)下進(jìn)行的,而氫氣經(jīng)壓縮后壓力在10~15兆帕,如果設(shè)備、管線滲漏,導(dǎo)致氫氣高速噴出,由于摩擦產(chǎn)生靜電火花,會引起爆炸,所以要嚴(yán)防設(shè)備。管線泄漏,一旦發(fā)現(xiàn)泄漏,立即停車進(jìn)行處理。另外,高壓氫氣長期與鋼接觸會引起“氫脆”,使鋼容器耐壓強(qiáng)度降低,易引起物理性爆炸,進(jìn)而造成易燃?xì)怏w的燃燒爆炸。所以必須定期更新加氫裂化系統(tǒng)的高壓設(shè)備,勿帶病運(yùn)轉(zhuǎn)。反應(yīng)物進(jìn)入高壓分離器前,在冷卻器入口處應(yīng)注入一定量的水,以溶解反應(yīng)中生成的氨,防止產(chǎn)生硫酸鉸、碳酸氫鉸結(jié)晶堵塞管道和冷卻器。反應(yīng)器需用隔熱襯里,其外壁需涂刷超溫顯示劑,以便能及時發(fā)現(xiàn)溫度異常情況。裝置區(qū)重點(diǎn)部位可設(shè)置可燃?xì)怏w報(bào)警裝置?;馂?zāi)報(bào)警器等設(shè)施。
4.2.1.7焦炭化時,主要的危險在于焦炭塔下的四通閥,因受物料中的焦炭摩擦和粘附影響,閥門容易泄漏,漏出的油品溫度達(dá)500°C,已超過自燃點(diǎn),極易起火。應(yīng)定期對四通閥進(jìn)行檢查,維修,以防止泄漏。四通閥旁需配置水蒸汽噴射裝置,以便漏油時能迅速滅火。應(yīng)定期檢測設(shè)備,管線。輕油泵房、氣體壓縮機(jī)房需安裝可燃?xì)怏w自動報(bào)警儀等設(shè)施。若采用釜式焦化工藝,裝料前應(yīng)先排凈釜內(nèi)水蒸汽和冷凝水。出焦時先向釜內(nèi)吹水蒸汽,等溫度降至規(guī)定值時方可開釜,防止自燃。水力除焦時,應(yīng)在釜溫降低時再注進(jìn)冷水,以免設(shè)備急冷變形。出焦日應(yīng)有噴水設(shè)施,用來冷卻出釜焦炭或撲滅釜外小火。釜內(nèi)起火時應(yīng)用水蒸汽滅火。定期檢測釜底鋼板厚度,發(fā)現(xiàn)隱患,及時修理或更換。
4.2.1.8催化重整時,應(yīng)嚴(yán)格按照工藝操作,加強(qiáng)設(shè)備檢查維修。裝置區(qū)內(nèi)應(yīng)設(shè)置自動報(bào)警儀等設(shè)施。重整反應(yīng)器的隔熱襯里外壁應(yīng)涂超濕顯示劑,并定期檢查反應(yīng)器各部件。加氫部分防火措施同“加氫裂化”。
4.2.1.9芳烴抽提時,系統(tǒng)內(nèi)的介質(zhì)有毒,并且易燃易爆,需對設(shè)備管線定期檢查,防止泄漏。安全閥跳開后,應(yīng)降壓檢查安全閥的關(guān)閉情況。若關(guān)閉不嚴(yán),需拆卸重新研磨、校驗(yàn)。
4.2.2石油產(chǎn)品精制生產(chǎn)過程的防火要求
4.2.2.1加氫精制時,在生產(chǎn)過程中要定期檢測爐管壁厚,除去管壁焦質(zhì)。其他防火措施參照“加氫裂化”。
4.2.2.2糖醛精制時,要防止加熱過程中加熱器內(nèi)存在的空氣,以及防止加熱器泄漏。
4.2.2.3酮苯脫蠟工藝中所用的酮、笨、氨均有毒,且易燃易爆,應(yīng)定期檢查設(shè)備、管線,防止泄漏。氨壓機(jī)勿帶液氨,防止爆炸。濾機(jī)內(nèi)氧含量應(yīng)合乎標(biāo)準(zhǔn),勿超高,濾機(jī)等電機(jī)設(shè)備應(yīng)防爆,勿漏電。嚴(yán)禁管線凍凝堵塞使進(jìn)出容器物料失去平衡發(fā)生蹩壓爆炸。
4.2.2.4分子篩脫蠟防火要點(diǎn):投料前所有設(shè)備、管線全部應(yīng)用蒸汽或氮?dú)鈷邇?;加熱爐應(yīng)定期檢測壁厚,防止泄漏;設(shè)備應(yīng)有良好接地;分子篩再生時,應(yīng)通入空氣燒焦。燒焦時,為防止油氣同空氣形成爆炸性混合物,應(yīng)先冷卻,用空氣吹掃,再通過其它辦法去除積焦。精油過濾時,應(yīng)用惰性氣體保護(hù)。嚴(yán)格按照規(guī)定操作,防止精制塔安全閥跳開著火。
4.2.2.5丙烷脫瀝青工藝中丙烷壓縮機(jī)等設(shè)備應(yīng)定期維修,廠房內(nèi)設(shè)可燃?xì)怏w報(bào)警裝置。瀝青汽提塔等出料口應(yīng)設(shè)置水蒸汽滅火裝置,瀝青放料時溫度應(yīng)嚴(yán)格控制,防止自燃。開工前用水蒸汽或氮?dú)獯祾?。置換系統(tǒng)內(nèi)的空氣。否則,丙烷與空氣混合易形成爆炸性氣體。
4.2.2.6白土精制過程中,定期檢測爐管壁厚和除焦;嚴(yán)格按照規(guī)程操作。
4.2.2.7其他煉油工藝的工藝裝置、設(shè)施、機(jī)械。建筑物、易燃物品的儲存、運(yùn)輸以及防火間距等可參照《煉油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)定》YHS801—78煉油篇中的具體規(guī)定。
4.2.3乙烯生產(chǎn)工藝的防火要求
4.2.3.1選擇安全裝置,定期維修設(shè)備受壓設(shè)備和容器上應(yīng)安裝安全閥、壓力表、爆破片等防爆泄壓及其他安全保險裝置。
壓力表應(yīng)垂直安裝在管道和設(shè)備上,禁止在氨和乙炔管道或設(shè)備上使用銅質(zhì)壓力表及閥件。高溫設(shè)備或明火加熱爐連接的管線上應(yīng)安裝阻火器或水封。儲罐上需裝呼吸閥。定期對所有防爆泄壓和安全保險裝置及其附件進(jìn)行檢測,保障其安全可靠性。定期對重點(diǎn)設(shè)備、容器等進(jìn)行檢修,消除隱患。
4.2.3.2嚴(yán)格控制溫度和壓力,為嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程中的溫度,需安裝自動測溫、自動調(diào)溫等聯(lián)鎖系統(tǒng)。在重要部位還應(yīng)設(shè)有下限溫度、上限溫度報(bào)警裝置。開、停車時嚴(yán)格執(zhí)行工藝操作規(guī)程,確定烘爐的恒溫、降溫、升溫等工藝操作規(guī)程。加氫過程中為防止反應(yīng)器“飛溫”,應(yīng)控制氫、炔的比例。在乙稀生產(chǎn)中,為避免壓力不當(dāng)造成危險,應(yīng)在危險性大的壓縮及深冷分離過程中設(shè)置自動調(diào)壓、自動報(bào)警、自動切除等控制壓力的系統(tǒng)。應(yīng)配備二路電源和水源,操作時要保證水壓大于氣壓,發(fā)現(xiàn)停水或氣壓大于水壓時要緊急放空,以防止因停水、水壓不足造成的設(shè)備被燒裂引起的火災(zāi)。所有的壓力表需靈敏、準(zhǔn)確,其最大量程與容器工作壓力相適應(yīng)。
4.2.3.3嚴(yán)格控制物料流量、流速及液位為防止烴類氣體、液體在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生靜電,或升溫后設(shè)備、容器爆裂,應(yīng)嚴(yán)格控制物料在管中的流速。流量以及投料比例。塔、罐、容器上應(yīng)設(shè)置低液位或高液位自動報(bào)警及自動切除進(jìn)出料的控制系統(tǒng)。壓縮機(jī)各段吸入罐的液位更應(yīng)嚴(yán)格控制,防止液位過高使儀表聯(lián)鎖失敗,罐體損壞,物料外濺引起事故。
4.2.3.4安裝必要的滅火設(shè)施在生產(chǎn)過程中,應(yīng)根據(jù)裝置的特點(diǎn)配備必要的滅火設(shè)施,如D類滅火系統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)、水噴淋滅火系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、蒸汽滅火系統(tǒng)等。在可燃?xì)怏w泄漏區(qū)、明火區(qū)最好設(shè)置可燃?xì)怏w自動檢測報(bào)警并聯(lián)鎖固定蒸汽幕滅火系統(tǒng)。
5、D類滅火劑研究與應(yīng)用
D類火災(zāi)是一種比較特殊非常見性金屬類物質(zhì)燃燒火災(zāi),其撲滅難度相當(dāng)?shù)拇蟆?jù)了解,目前世界范圍內(nèi)也只有1-2家企業(yè)真正掌握該技術(shù),特別是能有效撲滅烷基類金屬火災(zāi)的D類滅火劑生產(chǎn)企業(yè)更是屈指可數(shù),且能真正符合GA979-2012標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求的,世界上目前就僅有浙江宇安消防裝備有限公司一家。我國早在80年代就有相關(guān)消防領(lǐng)域的專家進(jìn)行深入研究D類滅火劑技術(shù),但由于突破該技術(shù)難度較大等種種原因,一直以來也未能突破該項(xiàng)技術(shù)瓶頸。近年來,隨著我國新型金屬合金材料技術(shù)的不斷進(jìn)步和普及應(yīng)用以及煉油等化工企業(yè)對D類火災(zāi)的實(shí)際防控需求,結(jié)合我國目前對D類滅火劑掌握的技術(shù)水平,公安部天津消防研究所啟動了D類滅火劑標(biāo)準(zhǔn)的制定,《GA979-2012、D類干粉滅火劑》標(biāo)準(zhǔn)已于2012年2月1號發(fā)布,2012年3月1號正式實(shí)施。