浅析汽油在储存和装卸过程中的火灾危害性及处置对策
摘要 近年来,全国汽油产量日益增长,而汽油在储存和装卸过程中发生的火灾事故却也接踵而至,所带来的社会危害更是不可估量。汽油在储存和装卸过程中安全措施的必要性和重要性,是由其生产的特点和火灾爆炸事故的危害性决定的。本文列举了较为典型的汽油储存和装卸过程中引发的火灾案例,就如何预防、控制、消除或减少火灾爆炸事故的发生,提出处置对策。
关键词 汽油储存和装卸 危害性 处置对策 油气回收
国家统计局公布数据显示,2011年全国成品油产量2.85亿吨,同比增长12.6%,其中汽油产量8141万吨,同比增长6.1%。汽油从炼油厂到用户的储、运、销中转过程至少要装卸4次,每次装卸都会有饱和油气排放,累计排放油气约5.5亿m3,因此造成的汽油损失数量高达60多万吨。更为严重的是,1m3体积浓度为10%~40%的油气混入空气中会形成20m3爆炸性气体,而5亿m3油气则会产生100亿m3爆炸性气体,一旦发生事故,损失将不可估量。如何预防、控制、消除或减少汽油在储存和装卸过程中火灾爆炸事故的发生,就显得尤为重要。
1 汽油储存和装卸的火灾危害性
2010年10月11日晚8时25分,西安市灞桥区豁口十字以东200米的一家炼油厂地下储油罐发生爆炸,6人受伤,周围居民被紧急疏散。事故发生后,西安市公安消防支队紧急启动消防应急预案,调集全市多个消防中队近百辆消防车和数百名消防官兵赶赴现场展开抢险,大火烧了近3个小时。据报道,火灾是在一辆汽车卸汽油过程中发生,初步判断起火原因是由于静电打火造成爆燃,最终造成爆炸、火灾事故。
很多化工企业在建设、施工过程中也留下了诸多火灾隐患。因此,如何在目前汽油产量日益增长的同时,提升消防安全水平,增强企业抗御火灾风险的能力,是当务之急。
2 汽油储存和装卸过程中的火灾预防处置对策
2.1认真贯彻落实规范要求
不论是新建还是改造的工程,在总体设计规划方面,应认真贯彻落实GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》,以及GB50156-2002《汽车加油加气站设计与施工规范》的要求。在石油化工企业防火设计及施工过程中贯彻“以人为本”、“预防为主、防消结合”的理念,做到设计本质安全。同时,设计、建设、生产管理和消防监督部门人员应密切结合,防止和减少石油化工企业火灾危害,保护人身和财产安全。
根据消防远近期规划,结合城市发展规划和企业的实际情况,提出具体的解决方案。根据汽油在储存和装卸过程中的特点,在满足各类不同设施要求的同时,有效预防火灾的发生及各类设施问的相互影响。在总平面布置时,结合地形、风向等条件,将储油罐、各类设施等划分为不同的功能区,并有计划地在易燃易爆场所周围按消防要求设置足够的安全缓冲带,既有利于安全防火,也便于操作和管理。
2.2提高企业消防安全“四个能力”
消防部门应要求企业从多方面入手加强消防力量,加强日常管理,切实提高企业消防安全“四个能力”,主要包括以下四个方面:
2.2.1定期组织员工开展安全隐患排查。企业应成立隐患排查小组,定期开展防火安全检查,一旦发现火灾隐患,及时进行更换及维保,确保消防设施、器材的完好有效,提高员工消除火灾隐患能力。
2.2.2定期组织员工开展灭火演练。企业应配备一些常用的消防安全器材,组建一支义务消防队,甚至可以联合周边几个企业,组建一支专职消防队,指定专人管理,定期开展有针对性的灭火演练,切实做到“火灾发现早,小火灭得了”,不断提高员工扑救初级火灾能力。
2.2.3定期组织员工开展疏散演练。企业应成立疏散引导小组,指定疏散引导员,定期开展疏散演练,提高员工疏散逃生能力,一旦发生火灾,能快速有效地引导人员转移到安全地带。
2.2.4定期组织开展消防安全培训。培训工作要立足企业消防员、安全员以至每一位职工,灌输企业火灾以自救为主、协作为辅的理念,使得企业内部人人懂消防、人人重安全,提高员工消防宣传教育能力。
2.3设计安装切实有效的油气回收装置
储油罐因为呼吸阀和排气阀向大气排放大量油气,尤其是装卸汽油时由于分子的剧烈运动产生大量油气,通过特种装置将油气进行回收利用可以保障汽油储存和装卸场所的安全,扫除了火灾和爆炸事故的隐患。
目前国内外油气回收技术中,吸收法因其吸收塔体积庞大需要很大的空间、吸收剂不断消耗而需要补充、回收率最低、能耗高等问题逐渐被取代。目前通行的主要有冷凝法、吸附法和膜分离法3种,但这3种油气回收装置也存在不同程度的安全隐患。在电器部分防爆达标的情况下,各种油气回收技术设备的火灾安全隐患主要来源于与油气接触设备部分。
冷凝法,即利用制冷技术将油气的热量置换出来,实现油气组分从气相到液相的直接转换。但油气通过管道和换热器空间时,若处理不当会造成换热器冷脆现象,换热器损坏,油气溢散,引发安全问题。
吸附法,即利用活性炭、硅胶或活性纤维等吸附剂对油气/空气混合气的吸附力的大小,实现油气和空气的分离。但其安全隐患主要来源于吸附剂床层、脱附真空泵。对吸附剂床层一般小心地进行初次饱和吸附操作,若不妥善处理,初次吸附时,大吸附容量下易产生放热风险。正常吸附状态,麻层的温升一般不超过80℃。因此,必须考虑设置温度监控和异常温升的连锁停机风险控制。此外,在脱附初期,由于进入脱附真空泵管线上存留着上一次吸附罐吹扫过程残留的气体,这种气体易出现低至1%~8%体积浓度,真空泵若产生摩擦静电火花,易出现火灾安全问题。
膜分离法,利用特殊高分子膜对烃类有优先透过性的特点,让油气和空气混合气在一定压力的推动下,使油气分子优先透过高分子膜,而空气组分则被截留排放,富集的油气传输回油罐或用其他方法液化。但当有气体通过有机膜时易产生静电,如油气浓度在爆炸燃烧范围内,极易产生爆炸燃烧,因此,膜组件都应设置有效的防静电设施。气体压缩机将油气压缩至3.5~8Bar,由于在3.5Bar压力下的油气温度达到80℃左右,采用水环恒温压缩是可取的方式。用汽油作为密封液和导热介质,对压缩机的防爆要求极高。用于膜分离的真空泵同样也存在装置运行开始阶段的进口油气浓度在1%~8%防爆问题,应引起高度关注。
介于以上几种油气回收方法又派生了一些组合方法,尤以冷凝一吸附法为最优。实验证明:冷凝法在油气温度越低时效率越高(如表1),而吸附法的优点是可以达到较高的处理效率。冷凝一吸附法通常先将油气温度降至-75℃,使油气达到92.62%的回收率,然后利用吸附剂使回收率达到95%以上,并使排放浓度低于25g/m3。这样既避免制冷系统因温度低于-110℃可能造成的冷脆现象,又避免了吸附系统大吸附容量下的放热风险。只工作在低吸附容量范围的吸附剂也延长了使用寿命,同时解析后的油气再回到冷凝系统的前端进行富集,从而免去了吸附法后的喷淋油洗过程。与冷凝技术有关的油气回收设备,都可以有针对性地进行计量回收,更易于对油气回收装置的实际效果进行评价。
冷凝一吸附法还能够兼顾GB20950-2007《储油库大气污染物排放标准》、GB20952-2007《加油站大气污染物排放标准》中非甲烷总烃25g/m3的排放限值和GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》中苯的排放限值12mg/m3等技术指标,满足实际应用要求,性能安全稳定。
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