上海赛克苯罐事故的一些看法与感想
昌吉恒有能源化工科技有限公司
发布于:2018/07/09 10:53:11
上海赛科苯罐爆燃的事故已经过去一个多月了,实际上大部分人并没有真正了解这个事故的特殊之处,所以大家都是千篇一律的照搬应急管理中心的事故初步分析的结果,事后追责谁都会做,但是实际面对赛科这样真正的案例估计没有几个人搞得定。换个说法,再来一次苯罐浮顶泄漏需要维修,你能否拿出一个真正有效的实施方案给我们看看?如果不能,请注意言辞,最起码不要像某些搞安全证书代理的公司一样在知乎上大肆消费赛科事故以推销自己的东西。

中石化发布了《炼化企业内浮顶储罐清罐和内部检修作业指导意见》,就是针对这次赛科事件的特殊性的一个回应,从这个意见可以看出真正懂行的一些人已经看到了这种内浮顶溶剂储罐的维修作业的高度危险性和复杂性。作为工艺安全工程师的我虽然不熟悉苯罐,但我非常擅长维修,也完全了解苯的特性,因此针对这起事件我可以谈谈自己的看法。

首先我们需要了解苯的特性:
苯是石油化工企业经常要用到的基本有机原料,无色透明液体,有强烈芳香味,极易挥发,不溶于水, 溶于醇、醚、丙酮等多数有机溶剂。
液苯比重为0.875( 水=1,就是比水轻会浮在水面上层) , 苯蒸气比重为2.77(空气=1,就是比空气重会像液化石油气蒸气一样集聚在低洼处)  
熔点5.5度, 沸点80度,苯水共沸点69度 冰点6度, 闪点负11度。 空气爆炸极限(1.3%-7%), 饱和蒸汽压在-11.6度是1.33KPa,7.5度的时候大约5.3KPa,在21度是10.5KPa.
苯火灾危险特性: 苯蒸气与空气形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源引着回燃。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。流速过快, 容易产生和积聚静电。火灾危险性分类甲B 类.
苯毒性危险特性: 高浓度苯对中枢神经系统的麻醉作用,引起急性中毒;长期接触高浓度苯对造血系统的损害,引起慢性中毒。对皮肤、粘膜有刺激、致敏作用。可引起白血病。职业性接触毒物分类: Ⅰ级( 极度危害) 。IDLH=500PPM.

对于不懂行的人,你只需要了解苯是属于远比一般溶剂毒性高几十倍的高毒性化学品,而且极度易燃。一般输送苯的管线阀门都是需要使用波纹管密封而不是填料密封,就是为了防止苯泄漏出来。那么在这种情况下,清罐就成了一个巨大的麻烦,因为无论是清罐蒸煮使用的水和稀释置换用的含有苯蒸气的氮气是不能直接排放的,必须经过RTO或者焚烧炉之类的处理装置才能排放大气,否则上海环保局估计就直接找上门来了。那么简单按照密闭空间气体交换的安全规则,一万方的溶剂罐的安全换气能力必须达到三万方每小时的换气量,存在溶剂挥发风险的换气量要达到6万到12万方每小时,如果是苯这种剧毒化学品估计换气量需要达到20万方每小时的换气量才行,正常情况下能够达到如此高的换气效率吗,好像不大可能,就算可以,换气时泄放到大气中的苯怎么处理?我不相信赛科瞬间就有一台20万方每小时尾气处理能力的废气处理装置可供使用。正常的苯罐尾气处理不需要如此大的尾气处理量,因此在正常蒸罐作业和置换之后估计清罐作业一般都是戴着SCBA进去作业的,而且还要全套防化服穿在身上。

国外危化品储罐作业的良好实践均指出,所有使用的设备如风扇,鼓风机,抽风机均必须接地,机械式鼓风设备只能当罐内LEL低于10%时使用。理论上来说针对一般溶剂储罐使用蒸煮和置换足以达到将溶剂的含量降低到安全范围,但是本案例偏偏不是这样,铝合金浮箱舌型结构和囊式密封会导致浮箱开裂的时候吸附大量的溶剂,而且这些溶剂不会自己出来,因此蒸煮和置换有极大可能无效,一旦破拆和钻孔的时候溶剂就会大量漏出来。使用电钻对铝合金浮箱进行钻孔是没有办法避免火花的,其他有关的帖子的某些人可能不知道的一个基本常识是钻头必须比被钻的材料更硬才能钻孔,因此没有铜制的钻头因为铜太软。因此破拆和铝合金钻孔会无可避免的产生火花,使用水钻可能会好一点,但不会改变不防爆的本质特征。而且浮盘的存在导致罐内上下部分的空间被隔离开来,如果不能充分吹扫每个死角就可能存在爆炸性气体集聚的情况。为什么会有10%LEL的要求就是欧洲某公司在罐内气体浓度在25%LEL浓度的时候进行吹扫的时候发生过爆燃的事故。

纯苯没有腐蚀性,碳钢储罐即可,但是品级较低的苯如果含硫就可能对金属铜或者铝造成腐蚀,注意浮顶的浮箱是铝合金制造的。我不了解事故储罐的浮箱的具体结构,但是如果浮箱用到了密封,那么密封就是一个大问题,一般的橡胶基的密封件会被苯浸泡后溶胀失去密封作用,连氟橡胶也不例外,我以前专门针对苯系溶剂的橡胶材料兼容性做过很多实验,KalreZ和VITON长期浸泡也会溶胀的,只有模压式PTFE可以有效抵御苯系溶剂,但PTFE硬度太高用来做弹性密封件效果不佳。

海川有个帖子指出《固定式压力容器安全技术监察规程》规定,强渗透性中度危害介质压力容器至少应用高颈对焊法兰,其中强渗透性中度危害介质主要指氢气、氦气、氨气、卤素气体、低分子的烷、烯烃等气体(或液化气体)以及汽油、甲醇、苯等轻质石油化工产品。如果你能充分理解这句话就是说苯的渗透性很强,可以像煤油或者着色剂一样充分渗透到焊缝中并进入囊式密封,因此如果浮箱的制造质量不够好就很容易出现渗透现象,而且铝合金焊接与碳钢不锈钢焊接完全不同,焊道很容易出现虚焊和裂缝。铝合金硬度高,因此在浮盘升降过程中也容易出现应力开裂导致溶剂渗透进去。

如果仔细阅读《炼化企业内浮顶储罐清罐和内部检修作业指导意见》,你可以发现中石化已经意识到了很多内浮顶储罐清罐作业的关键问题所在,这个指导意见建议先煮罐后通风,然后加水让浮盘浮起来然后开始对浮箱破拆,破拆后人立即撤出再次煮罐通风,如果在拆除浮盘过程中爆炸气体浓度超标则撤出继续煮罐,直到气体浓度合格才可继续作业。目前这个做法是可行的清罐破拆做法中最经济的做法,虽然避免了气体在低洼处集聚的问题,但是潜在的爆炸性气体环境内人员作业的风险并没有完全消除。

理论上来说有两种清罐做法是没有风险的,一种是把环境温度降低到低于闪点5度以下作业,也就是让罐内温度低于零下16度,这样的情况下苯蒸气到不了爆炸下限是安全的。如果把苯罐整体覆膜,租用约克的冷水机组和深冷机组,达到零下16度的罐内环境温度不是不可能的,再不行至少让罐内温度达到5度以下,纯苯一般在5度以下就会凝固,凝固的苯结晶在浮箱囊式结构里面就没那么容易出来,相对而言会安全许多。另一种做法就是比较简单粗暴,把苯罐浮盘压住然后注水灌满,然后把罐顶切割开后把浮盘吊出来,不过这样整个罐子也就差不多可以算废了。但是比起多人伤亡的风险还是不算什么大的成本。

API650/EN14015/Vopak的有关经验指出,苯罐内浮顶选择铝合金舌型密封加囊式密封不是一种很好的做法,如果浮盘面板破裂内芯就会吸收储液,双浮盘式不锈钢内浮顶可能是最佳的长期应用选择。还有就是API650中关于漂浮部件的最小公称厚度是铝合金/不锈钢都是1.2毫米。《炼化企业内浮顶储罐清罐和内部检修作业指导意见》提出两点1)装配式铝合金箱式内浮盘连接件与本体的焊缝在运行过程中易发生撕裂渗漏,存在重大安全隐患,已使用的企业,应制定专项检修方案,重点检查浮盘。(2)更新的浮动元件(浮筒或浮箱)壁厚要求:铝合金板厚度不小于2毫米,不锈钢板厚度不小于1.5毫米。注意此次事故苯罐的浮箱壁厚0.65毫米。所以看起来中石化会对自己的内浮顶储罐的浮盘进行全面的整改。

还有就是赛科苯罐设计温度是-10度到+65度,这个温度无法承受零下16度的冷却温度,也无法达到69度的水苯共沸的温度,所以高温煮罐和低温冷却的良好效果都很难实现,所以针对苯罐的设计还是需要提高一下的。
安全专项: 注安考试
行业:
  • 危化化工
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