蒸馏装置火灾爆炸危险性分析摘要运用美国道化学公司（DOW）“火灾、爆炸危险指数法”（第七版），对中国石化北京燕山分公司炼油某厂蒸馏装置的火灾爆炸危险性进行分析评价，暴露出安全生产中存在的问题，得出评价结果，给出采取的对策和措施，厂内安排积极整改，降低了生产装置的危险性。

关键词蒸馏装置；火灾爆炸；分析评价1前言中国石化北京燕山分公司炼油某厂蒸馏装置（以下简称“蒸馏装置”）采用成熟的三级蒸馏（即初馏、常压蒸馏和减压蒸馏）方法，对原油进行加工处理，生产过程中所用物料多为易燃易爆物质，生产操作连续性强，近几年曾先后几次发生着火事故，具有较大的火灾爆炸危险性。

本文采用美国道化学公司（DOW）“火灾、爆炸危险指数法”（第七版），对该装置进行详细分析，评价出生产装置的火灾爆炸危险度等级、导致事故发生的潜在隐患，并提出有效的对策措施。

2蒸馏装置简介蒸馏装置由中国石化建设工程公司设计，燕山建筑安装公司承建，2005年7月开始建设，2006年12月建成竣工，2007年6月投产，加工能力800万吨/年。

蒸馏装置利用成熟的蒸馏工艺技术原理，将原油分离成各种不同沸点的馏份，送至不同的下游装置，进一步加工生产出合格的产品。

装置中存在的主要危险化学品有原油、石脑油、航煤、液化气、硫化氢、燃料气、氨等，另外还存在柴油、蜡油、渣油、缓蚀剂、破乳剂等一般化学品。

生产过程危险有害因素主要包括火灾、爆炸、硫化氢中毒等。

蒸馏装置流程方框图见下页图—1。

3DOW“火灾、爆炸危险指数法”简介道化学公司“火灾、爆炸危险指数法”是由美国道化学公司首创的安全评价方法，自1964年提出第一版至1994年的近三十年中，共进行了六次修改，目前已经发展到第七版。

它是以单元重要危险物质在标准状态下的火灾、爆炸或释放出危险性潜在能量大小为基础，同时考虑工艺过程的危险性，计算初期单元火灾爆炸指数（F&EI）,确定危险等级；再针对采取的安全对策措施，进行火灾爆炸指数的补偿计算，得出单元补偿火灾爆炸指数（F&EI）’，确定危险等级，使危险降低到人们可以接受的程度。

图—1 蒸馏装置流程方框图4蒸馏装置“火灾、爆炸危险指数法”评价4.1评价单元的确定单元：是装置的一个独立部分，与其他部分保持一定的距离，或用防火墙。

根据蒸馏装置的生产工艺流程特点及设备布局情况，将该装置划分为6个单元，分别进行危险性评价。

具体划分出的工艺单元为电脱盐罐单元、初馏塔单元、常压炉单元、常压塔单元、减压炉单元、减压塔单元。

4.2确定评价状态因蒸馏装置在正常生产操作阶段危险性最大，所以对装置进行评价的评价状态，确定为装置正常生产时的状态。

4.3评价过程进行蒸馏装置的火灾爆炸危险性评价应对6个评价单元分别评价，下面以减压塔单元为例，对评价过程进行说明。

4.3.1选取物质系数（MF）减压塔单元主要物料为常压渣油，查“物质系数和特性表”可得，该单元的物质系数MF=21。

4.3.2确定单元工艺危险系数（F3）4.3.2.1一般工艺危险系数（F1）a)基本系数为1.00。

b)物料处理与输送。

减压塔单元生产过程中储存、输送处理大量具有潜在的火灾危险物质，所以危险系数定为0.5。

c)通道。

蒸馏装置四周围有紧急救援车辆的通道，针对于减压塔单元，未形成环形的通道，不符合规范要求，所以危险系数定为0.35。

d)排放和泄漏控制。

减压塔单元周围设置有边沟，事故状态下，利于泄漏物转移，所以危险系数定为0.5。

因此，一般工艺危险系数F1=1.00+0.5+0.35+0.5=2.35。

4.3.2.2特殊工艺危险系数（F2）a)基本系数为1.00 。

b)毒性物质。

减压塔单元减顶分离罐处,存在硫化氢气体, 设备泄漏后极易导致人员硫化氢中毒，硫化氢物质毒性系数为4，硫化氢毒性物质的危险系数为0.2×4=0.8，所以危险系数定为0.8。

c)负压操作。

减压塔单元为负压操作，当减压塔泄漏或其他原因而使之物料与空气接触，很可能会导致危险发生，所以危险系数定为0.5。

d)易燃及不稳定物质量。

根据减压塔单元所储存物质总量乘以燃烧热，查“工艺中的液体和气体—危险系数图”，可得危险系数为1.37。

e)腐蚀与磨蚀。

减压塔单元管线腐蚀速率一般在0.0438mm/a，所以危险系数定为0.1。

f)泄漏—接头和填料。

根据工艺设计及操作情况，以及泵和压盖密封处经常出现泄漏，确定该危险系数为0.4。

g）热油热交换系统。

减压塔单元换热介质可燃且操作温度在闪点或沸点之上，根据该单元热介质的使用温度和数量来确定危险性，危险系数定为0.3。

所以，特殊工艺危险系数F2=1.00+0.8+0.5+1.37+0.1+0.4+0.3=4.47。

4.3.2.3减压塔单元危险系数（F3）的确定F3=F1×F2=2.35×4.37≈10.30，根据规定，计算后数据如大于8，即取F3=8。

4.3.3减压塔单元火灾爆炸指数（F&EI）的确定F&EI=F3×MF=8×21 =168，根据道化学公司（DOW）“火灾、爆炸危险指数法”（第七版）危险等级划分标准，减压塔单元火灾爆炸危险程度属于“非常大”。

4.3.4计算安全措施补偿系数4.3.4.1工艺安全控制补偿系数（C1）a）应急电源。

减压塔单元仪表操作系统有事故应急电源，能从正常状态自动切换到应急状态，所以补偿系数定为0.98。

b）紧急停车装置。

减压塔单元出现异常情况时，蒸馏装置能够紧急停工处理，确保装置生产安全，所以补偿系数定为0.98。

c）计算机控制。

减压塔单元控制系统采用DCS，集中进行工艺生产操作、过程数据检测、过程控制、超限报警、信息处理等，以助于操作者操作，所以补偿系数定为0.97。

d）操作规程/程序。

根据蒸馏装置操作规程减压塔单元部分的规程内容完善程度，补偿系数定为0.91。

所以，工艺控制安全补偿系数（C1），C1=0.98×0.98×0.97×0.91≈0.85。

4.3.4.2物质隔离安全控制补偿系数（C2）a）备用卸料装置。

炼油系统设置污油浮选装置，事故状态下，物料可以通过含油污水系统直接排放到污油浮选事故罐；同时，四蒸馏装置东南侧泄漏物可直排威立雅水务公司处理，所以补偿系数定为0.96。

b）排放系统。

减压塔单元周围设置围堰、边沟、含油污水地漏系统，能够及时把单元内的泄漏物排放干净，所以补偿系数定为0.91。

c）联锁装置：减压塔单元压缩机系统设有保护正常安全运行的一套自保联锁系统，所以补偿系数定为0.98。

物质隔离安全控制补偿系数（C2），C2=0.96×0.91×0.98≈0.86。

4.3.4.3防火措施安全补偿系数（C3）a）泄漏检测装置。

减压塔单元多处安装了可燃气体报警器和硫化氢报警器，可燃及有毒气体检测报警器检测情况良好，所以补偿系数定为0.98。

b）钢结构。

减压塔单元大部分承重钢结构设置了防火涂层，但仍有少部分承重钢结构未涂覆防火涂层，且钢结构上已覆盖的防火涂层有少量掉落，未及时得到维护，所以补偿系数定为0.98。

c）消防水供应系统。

减压塔单元使用的消防水压力为稳高压，能够按计算的最大需水量连续供应4h，所以补偿系数定为0.97。

d）特殊灭火系统。

减压塔单元设置火灾事故报警器，发现火灾爆炸情况可以现场手动报警，同时报警信号也可自动传到中央控制室报警主机，所以补偿系数定为0.91。

e）手提式灭火器材/喷水枪。

减压塔单元设置有部分8公斤干粉灭火器、50公斤干粉灭火器，消防水炮等灭火装备，所以补偿系数定为0.97。

f）电缆防护。

减压塔单元的仪表和电缆支架均考虑了加钢板金属罩加以保护，有部分电缆管深埋于地下，所以补偿系数定为0.98。

防火措施安全补偿系数（C3），C3=0.98×0.98×0.97×0.91×0.97×0.98≈0.81。

4.3.4.4安全措施总补偿系数（C）C=C1×C2×C3=0.85×0.86×0.81≈0.59。

4.3.4.5计算补偿后危险程度（F&EI）’（F&EI）’=MF×F3×C=21×8×0.59≈99即实际危险程度为“中等”。

5火灾、爆炸危险等级评价计算结果蒸馏装置各评价单元火灾、爆炸危险等级评价计算结果见表—1。

表—1 蒸馏装置各评价单元火灾、爆炸危险等级评价计算结果评价装置：蒸馏装置电脱盐罐初馏塔常压炉常压塔减压炉减压塔1.物质系数MF 16 21 21 21 21 21 一般工艺危险系数(F1) 2.35 2.35 2.35 2.35 2.35 2.35 特殊工艺危险系数(F2) 3.97 3.97 3.97 3.97 3.97 4.47 工艺单元危险系数(F1×F2)=F3(大于8取8)8 8 8 8 8 8 火灾、爆炸指数(F3×MF=F&EI) 128 168 168 168 168 168 火灾、爆炸危险等级中等非常大非常大非常大非常大非常大工艺控制安全补偿系数C1值0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 物质隔离安全补偿系数C2值0.87 0.87 0.86 0.87 0.86 0.86 防火设施安全补偿系数C3值0.78 0.78 0.78 0.78 0.78 0.81 安全措施总补偿系数C=C1×C2×C30.58 0.58 0.57 0.58 0.57 0.59 补偿火灾、爆炸危险指数(F&EI)’=F&EI×C74 97 96 97 96 99 补偿火灾、爆炸危险等级较轻较轻较轻较轻较轻中等蒸馏装置各评价单元初评计算结果与补偿计算结果对比见表—2。

表—2各评价单元初评计算结果与补偿计算结果对比表装置名称评价单元初期危险指数评价补偿危险指数评价F&EI 危险等级（F&EI）’危险等级蒸馏装置电脱盐罐128 中等74 较轻初馏塔168 非常大97 较轻常压炉168 非常大96 较轻常压塔168 非常大97 较轻减压炉168 非常大96 较轻减压塔168 非常大99 中等6火灾、爆炸危险等级评价过程中发现的问题6.1各单元生产中仍需要加强安全管理初评计算结果表明，没有采取任何安全措施之前，电脱盐罐单元初期评价的危险等级为“中等”，其他单元初期评价的危险等级为“非常大”。

补偿计算结果表明，所有单元的危险等级都降为“中等”到“较轻”级。

说明所评价单元在采取安全措施和预防手段的条件下，危险等级大大降低，达到了可以接受的程度。

但初馏塔单元、常压炉单元、常压塔单元、减压炉单元的火灾、爆炸危险程度仍然较高，危险等级接近“中等”。