余程平

摘要：隨著我國(guó)化工技術(shù)的不斷發(fā)展，加氫技術(shù)在各生產(chǎn)領(lǐng)域進(jìn)行了大面積的開(kāi)發(fā)與推廣，尤其是在石油化工和精細(xì)化工等行業(yè)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。加氫工藝屬于國(guó)家重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)工藝，一旦發(fā)生泄漏或燃爆事故，將會(huì)造成災(zāi)難性后果。筆者通過(guò)分析加氫工藝的危險(xiǎn)性，提出該類(lèi)型事故的初期處置要點(diǎn)，供大家參考。

關(guān)鍵詞：加氫工藝;火災(zāi)危險(xiǎn)性;初期處置要點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：X932? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ?文章編號(hào)：2096-1227（2021）04-0046-02

一、加氫工藝

加氫工藝指的是將氫加入到其他化合物中，從而實(shí)現(xiàn)精制、催化、裂化等反應(yīng)的工藝或技術(shù)，如人們常見(jiàn)的氫氣壓縮機(jī)、加氫反應(yīng)器均屬于加氫工藝。

（一）加氫工藝類(lèi)別。加氫工藝包含了多種工藝類(lèi)別，如含氮化合物加氫、含氧化合物加氫、芳烴加氫、烯烴的三鍵和雙鍵加氫、油品加氫等。

（二）加氫工藝特點(diǎn)。加氫工藝具有放熱反應(yīng)強(qiáng)和易燃易爆等特點(diǎn)，其中，加氫工藝放熱反應(yīng)強(qiáng)，主要是因?yàn)槠湓诟邷馗邏涵h(huán)境下作業(yè)，并且，能接觸鋼材和鋼材內(nèi)的碳分子發(fā)生反應(yīng)生成碳?xì)浠衔?，從而放出大量的熱量。加氫工藝易燃易爆特性一方面是由氫氣本身的特性所決定的，另外，工藝生產(chǎn)過(guò)程中，氫氣與其他物質(zhì)未發(fā)生完全反應(yīng)或其他催化劑的再生作用也易導(dǎo)致其發(fā)生爆炸。

（三）加氫工藝參數(shù)監(jiān)控。因加氫工藝危險(xiǎn)性極高，為保障該項(xiàng)工藝生產(chǎn)順利和安全進(jìn)行，就需要強(qiáng)化該項(xiàng)工藝參數(shù)監(jiān)控，如對(duì)氫氣壓縮機(jī)運(yùn)行參數(shù)、氫氣流量、系統(tǒng)氧含量、催化劑床層的壓力和溫度等進(jìn)行嚴(yán)格控制。

（四）加氫工藝安全控制，為保障加氫工藝生產(chǎn)安全運(yùn)行，需全面做好該工藝的安全控制，如在系統(tǒng)中增設(shè)安全設(shè)施（如爆破片、安全閥等）、聯(lián)鎖和反應(yīng)物料的比例控制裝置、壓力和溫度聯(lián)鎖和報(bào)警裝置、氫氣檢測(cè)報(bào)警裝置、循環(huán)氫壓縮機(jī)停機(jī)聯(lián)鎖和報(bào)警裝置等。

二、火災(zāi)危險(xiǎn)性分析

加氫反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，且工藝過(guò)程大多是在高溫高壓下進(jìn)行，加之氫氣及大部分物料、產(chǎn)品、中間產(chǎn)物具有易燃易爆、有毒腐蝕等危險(xiǎn)性，一旦出現(xiàn)泄漏，極易引發(fā)火災(zāi)或爆炸事故，造成重大人員傷亡。

（一）物料固有的危險(xiǎn)性

1.火災(zāi)危險(xiǎn)性。一是氫氣極易燃，其引燃溫度為400℃，在空氣中的最小點(diǎn)火能量為0.019mJ，遇火星、高熱易發(fā)生燃燒。二是加氫工藝采用的物料主要有一氧化碳、乙二腈、硝基苯、環(huán)戊烯、環(huán)戊二烯、苯、萘等，這些物質(zhì)均具有易燃可燃特性，并且，該工藝生產(chǎn)中加入的雷尼鎳等反應(yīng)催化劑也屬于易燃物質(zhì)，從而導(dǎo)致該工藝存在較高的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生率。三是加氫工藝在反應(yīng)過(guò)程中生成的氨氣、硫化氫等產(chǎn)物也屬于可燃物質(zhì)。

2.爆炸危險(xiǎn)性。氫氣與不少物質(zhì)混合均會(huì)發(fā)生爆炸，如氫氣與氟氣、一氧化碳混合均易發(fā)生爆炸。另外，將氫氣加入到苯酚加氫制環(huán)己醇、苯加氫制環(huán)己烷等加氫工藝中，工藝操作不當(dāng)，引發(fā)氫氣泄漏，也易發(fā)生爆炸。

3.中毒及腐蝕危害性。一是毒害性。加氫工藝中，加入的苯酚、甲苯等芳香烴為中低毒性物質(zhì)。二是腐蝕性。氫化反應(yīng)大多在高溫高壓下進(jìn)行，氫可以對(duì)設(shè)備鋼材產(chǎn)生腐蝕，出現(xiàn)鋼脆現(xiàn)象;在石油化工中加氫精制多伴隨脫硫脫氮過(guò)程，產(chǎn)生的副產(chǎn)品硫化氫、氨氣等物質(zhì)均有腐蝕性。

（二）工藝過(guò)程的危險(xiǎn)性

1.氫蝕氫脆現(xiàn)象損害。氫蝕是指鋼材長(zhǎng)期與高溫高壓的氫氣接觸，氫原子或氫分子與鋼材中不穩(wěn)定的碳化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成甲烷，使鋼材產(chǎn)生鼓泡、裂紋，并使鋼材強(qiáng)度和韌性下降。而氫脆是由氫本身引起的鋼材脆化現(xiàn)象，當(dāng)溫度超過(guò)300℃和壓力高于30MPa時(shí)，會(huì)造成鋼材的延伸率、斷面收縮率、沖擊韌性顯著下降。氫脆是一次脆化，是可逆的，而氫蝕是永久性脆化，是不可逆的。

2.裝置存在質(zhì)量缺陷。一是加氫生產(chǎn)裝置、容器、管線(xiàn)等若存在質(zhì)量問(wèn)題，出現(xiàn)跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，使可燃?xì)怏w或蒸汽與空氣混合形成爆炸性氣體，達(dá)到爆炸極限，遇火源發(fā)生化學(xué)性爆炸。二是加氫反應(yīng)是氣相或氣液相反應(yīng)，設(shè)備操作壓力大多為高壓甚至超高壓，若反應(yīng)器本身、管線(xiàn)焊縫和法蘭連接處等受外力破壞或高溫烘烤，使溫度升高和壓力增大，材質(zhì)耐壓性下降，都會(huì)引發(fā)物理性爆炸。

3.工藝操作監(jiān)管不當(dāng)。加氫工藝技術(shù)復(fù)雜，操作要求高，且多在高溫、高壓條件下進(jìn)行，若在生產(chǎn)過(guò)程中人為操作不當(dāng)或重要設(shè)備發(fā)生故障，極易造成反應(yīng)物反應(yīng)不充分、受熱不均勻以及管式反應(yīng)器堵塞等情況，從而會(huì)引起反應(yīng)器溫度和壓力急劇升高，或是反應(yīng)器的局部溫度升高產(chǎn)生熱應(yīng)力，導(dǎo)致反應(yīng)器泄漏引發(fā)爆炸。

三、事故初期處置要點(diǎn)

加氫工藝事故的危險(xiǎn)性主要在于大量氫氣存在于各種容器及管線(xiàn)之中，若溫度、壓力失衡則易引發(fā)泄漏，加之氫氣燃燒時(shí)不易察覺(jué)，且爆炸極限較寬;因此，在事故初期，科學(xué)的力量部署和正確的處置措施對(duì)事故初期的控制最為有效，也為后期處置提供有力的保障。

（一）災(zāi)情信息獲取

1.企業(yè)技術(shù)人員或知情人均在場(chǎng)的情況下。（1）確定著火事故的設(shè)備種類(lèi)，裝置的主要生產(chǎn)工藝流程類(lèi)型、主要著火材料類(lèi)型及其主要產(chǎn)品的著火性質(zhì)，裝置工藝流程和其主要產(chǎn)品的著火控制參數(shù)，著火部位和生產(chǎn)工藝相互直接關(guān)聯(lián)的工藝流程、管線(xiàn)的運(yùn)行走向，鄰近的著火設(shè)備、容器、貯存罐、管架等在物體受到?jīng)_擊著火時(shí)的嚴(yán)重?fù)p害程度，事故后著火裝置設(shè)備所在的著火控制范圍區(qū)域等。（2）通過(guò)實(shí)地勘查調(diào)取收集裝置平面圖、工藝流程圖、企業(yè)各個(gè)主要生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單元的關(guān)鍵設(shè)備結(jié)構(gòu)布局立體結(jié)構(gòu)圖、事故安裝部位及其他重要關(guān)鍵設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)圖、公用建筑工程中的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖等等作為企業(yè)基礎(chǔ)收集材料，實(shí)地調(diào)查核對(duì)調(diào)取有關(guān)企業(yè)事故部位安裝裝置部位、其他重要關(guān)鍵設(shè)備控制點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)情況信息，從了解事故部位安裝裝置部位的風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)情況角度進(jìn)行入手，分析和準(zhǔn)確判斷各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生事件的發(fā)展趨勢(shì)。

2.企業(yè)相關(guān)人員都不在場(chǎng)的情況下。一是詢(xún)問(wèn)報(bào)警人和現(xiàn)場(chǎng)知情人員，經(jīng)詢(xún)問(wèn)仍無(wú)法確定災(zāi)情的情況下，在企業(yè)門(mén)衛(wèi)處或車(chē)間操作間（按規(guī)定此處必須放置）可調(diào)取企業(yè)《危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)事故綜合應(yīng)急預(yù)案》，在預(yù)案中查詢(xún)企業(yè)涉及的?；沸畔ⅰ６歉鶕?jù)氣象儀或企業(yè)內(nèi)的風(fēng)向標(biāo)可以測(cè)定和觀測(cè)事故現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)力和風(fēng)向;根據(jù)事故企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)重大危險(xiǎn)源或?；返臉?biāo)識(shí)標(biāo)牌獲取涉事危化品的基本信息，如危險(xiǎn)化學(xué)品安全標(biāo)簽、化學(xué)品作業(yè)場(chǎng)所安全警示標(biāo)志、危險(xiǎn)化學(xué)品安全周知卡、危險(xiǎn)化學(xué)品安全技術(shù)說(shuō)明書(shū)等。

（二）現(xiàn)場(chǎng)初期管控

根據(jù)初期獲取的災(zāi)情信息及現(xiàn)場(chǎng)儀器偵檢結(jié)果，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施初期管控。一是確定初始隔離距離和人員疏散范圍。加氫裝置若發(fā)生小量泄漏，初始隔離距離至少為100m，若大量泄漏時(shí)不得少于800m，具體應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而定。二是落實(shí)救援人員防護(hù)等級(jí)。按照相關(guān)規(guī)定，所有處置人員必須分級(jí)、分區(qū)域穿戴各型防護(hù)服，并正確使用個(gè)人防護(hù)裝備。三是實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)警戒。初步劃定警戒區(qū)域，在上風(fēng)口方向設(shè)置出入口，嚴(yán)格控制人員和車(chē)輛管控;并搭建臨時(shí)洗消帳篷，進(jìn)行簡(jiǎn)易洗消。四是設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)安全員。在便于監(jiān)測(cè)事故區(qū)域的制高處位置設(shè)立觀察哨，發(fā)現(xiàn)緊急或危險(xiǎn)情況，立即發(fā)出撤離避險(xiǎn)信號(hào)，嚴(yán)防二次事故發(fā)生。

（三）分類(lèi)分級(jí)處置

在加氫裝置事故中，初期表現(xiàn)形式主要為泄漏、火災(zāi)或爆炸，而爆炸事故又多因泄漏或火災(zāi)引發(fā);同時(shí)，泄漏事故可分少量泄漏和大量泄漏，火災(zāi)又分單點(diǎn)燃燒和全面燃燒。因此，應(yīng)實(shí)施分類(lèi)分級(jí)處置。一是泄漏事故。根據(jù)偵檢器材確定的隔離疏散距離，注意車(chē)輛?？课恢煤蛡€(gè)人防護(hù)，消除一切點(diǎn)火源，并在泄漏區(qū)域利用開(kāi)花水槍稀釋。工藝處置后，若已具備堵漏條件的可以實(shí)施堵漏，且必須使用防爆工具，同時(shí)對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行掩護(hù);若無(wú)法進(jìn)行堵漏時(shí)，應(yīng)在下風(fēng)向設(shè)置水幕屏風(fēng)減小擴(kuò)散范圍，配合技術(shù)人員進(jìn)行工藝處置。二是火災(zāi)事故。加氫裝置火災(zāi)事故的初期處置采取緊急泄壓最為有效（緊急泄壓與安全閥的作用不同），同時(shí)根據(jù)企業(yè)消防管網(wǎng)供水能力合理部署作戰(zhàn)力量，并為增援力量留有足夠的位置空間。若為初期火災(zāi)且無(wú)擴(kuò)大或爆炸危險(xiǎn)，在企業(yè)已實(shí)施有效的工藝處置后，應(yīng)集中力量進(jìn)行滅火;若火勢(shì)較大且無(wú)法采取工藝措施時(shí)，則首要任務(wù)是控制燃燒，冷卻保護(hù)鄰近受威脅的設(shè)備或裝置，嚴(yán)防二次事故的發(fā)生，待增援力量到場(chǎng)后再一舉消除災(zāi)情。

（四）安全風(fēng)險(xiǎn)防范

1.防爆炸。一是爆炸的前兆。①加氫反應(yīng)器、高壓分離器等高壓設(shè)備發(fā)生異常響聲時(shí)可能發(fā)生爆炸;②可燃?xì)怏w、易燃液體大量擴(kuò)散，偵檢值達(dá)到爆炸極限時(shí)隨時(shí)可能爆炸;③壓力設(shè)備、容器、管道等燃燒火焰由紅變白或變形嚴(yán)重時(shí)可能爆炸;④儲(chǔ)罐、反應(yīng)器等設(shè)備受火勢(shì)燒烤，發(fā)生抖動(dòng)并有嗡嗡聲響時(shí)即將爆炸。二是預(yù)防措施。①選擇安全的停車(chē)位置。車(chē)頭應(yīng)朝著便于撤退的方向，不要停在地溝上或危險(xiǎn)的管線(xiàn)下面以及高壓換熱器封頭的兩端，并利用建（構(gòu)）筑物作為掩體，保持必要的安全間距;②選擇安全的進(jìn)攻陣地。利用地形地物和建（構(gòu)）筑物的承重結(jié)構(gòu)作為掩護(hù)，選擇便于進(jìn)攻、便于撤退的陣地;③利用遙控炮、自擺炮等先進(jìn)裝備設(shè)立無(wú)人陣地;④確保不間斷供水。確?；饒?chǎng)不間斷供水是預(yù)防爆炸的關(guān)鍵，組織好火場(chǎng)供水可使將要爆炸的設(shè)備得到及時(shí)可靠的冷卻，防止發(fā)生爆炸。

2.防中毒。一是對(duì)有毒區(qū)域劃出警戒區(qū)，警戒范圍一般為毒物擴(kuò)散半徑的兩倍，非救援人員嚴(yán)禁進(jìn)入;二是在泄漏區(qū)四周，尤其是下風(fēng)口設(shè)立有毒氣體檢測(cè)點(diǎn)，劃定超標(biāo)區(qū)域，嚴(yán)禁未佩戴防護(hù)裝備的人員進(jìn)入;三是救援車(chē)輛停在上風(fēng)或側(cè)風(fēng)方向的警戒區(qū)外，救援人員必須配戴空氣呼吸器等防護(hù)器備，確保自身安全;四是利用工藝技術(shù)切斷毒源，必要時(shí)組織攻堅(jiān)組排除毒源;五是針對(duì)毒物性質(zhì)，選用滅火劑，吸收或降低其毒性;六是救援任務(wù)結(jié)束后，應(yīng)對(duì)所有參與救援的人員及車(chē)輛裝備進(jìn)行清洗、消毒。

3.防高溫。人體承受高溫輻射強(qiáng)度是有一定限度的，當(dāng)輻射熱小于1200kcal/㎡·h時(shí)，為安全輻射強(qiáng)度;若超過(guò)5400kcal/㎡·h時(shí)，8s就有頭痛感，20s后皮膚開(kāi)始起泡。其預(yù)防方法如下：一是屏幕水槍阻隔。當(dāng)車(chē)輛離火場(chǎng)較近時(shí)，可用屏幕水槍出水掩護(hù);二是噴霧降溫。用噴霧水槍掩護(hù)救援人員滅火，水流吸收大量熱量，降低周?chē)鷾囟?三是利用地形地物。充分利用現(xiàn)場(chǎng)建（構(gòu)）筑物遮擋輻射熱;四是著隔熱服。一線(xiàn)救援人員著隔熱服降低溫度，深入火場(chǎng)內(nèi)部的著避火服;五是定時(shí)換班。救援時(shí)間較長(zhǎng)的，應(yīng)定時(shí)組織換班，防止長(zhǎng)時(shí)間在高溫下工作，體力消耗過(guò)度發(fā)生意外。

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