火灾爆炸事故的原因

火灾爆炸事故原因与防范

火灾爆炸事故原因与防范（反应容器）

原因：

1 反应失控引起火灾爆炸

许多化学反应如硝化、磺化、氧化、氯化、聚合等反应都就是放热量较大

得反应。在反应容器内进行反应时，若正常得反应过程失控，反应热蓄积，反

应体系得温度随之升高，反应速度加快，体系内压力增大，当内压急剧上升超

过容器得耐压能力时，容器破裂，高压物料从破裂处喷出。由于温度得升高，

反应物料还可能发生分解、燃烧，引发反应失控，发生火灾爆炸事故。

导致反应失控得原因有：反应热未能及时移出，反应物不能均匀分散与操

作失误等。冷却剂选择不当、换热设备不能及时导出反应器中过多得热量、因

器壁结垢传热效果变差、冷却剂供给设备发生故障、换热系统堵塞等原因，都

可能导致反应热未能及时移出。停电、搅拌系统故障、桨叶损坏、转速不够、

桨叶形式不当、物料粉碎度不够等则会使反应物料在器内分散不均匀，造成散

热不良或局部反应过于剧烈而发生危险。违反生产操作规程、物料超装、催化

剂加入过多、原料配比、投料次序与时间不当、冷却剂阀门开关失误、升温速

度过快、温度、压力指示数读错、计量仪器仪表有故障等原因均可引起物料化

学反应得异常。

许多化学反应，还会因物料中存在危险杂质而导致剧烈得副反应、过反应，甚至使反应异乎寻常加快导致反应失控。

2 反应容器内形成爆炸性混合物

有些气态反应得原料混合气，其原料配比处在爆炸极限范围之内而具有爆

炸性。例如丙烯氧化反应得丙烯与空气在原料总体积中分别占6、16%与67、7%，丙烯浓度已在爆炸极限之内（其爆炸极限为2%~11%）；苯酐生产中萘与空气得

重量比为1：9 左右，萘蒸气在空气中得体积浓度为2、25%（萘蒸气爆炸极限为0、88%~5、9%）。有得反应在接近爆炸极限得条件下进行，如氨氧化制稀硝酸、甲醇蒸气在空气中氧化，其配比接近爆炸极限；乙烯氧化生成环氧乙烷或乙醛

得反应中循环气得氧含量在爆炸极限附近，如果控制不当易形成爆炸浓度。

反应容器内可燃气体或易燃液体蒸气未置换或置换不彻底，也就是形成爆

炸性混合物得重要原因。

3 反应容器密封不严，物料泄漏引起燃烧爆炸

反应容器密封不严，物料冲出，遇明火燃烧爆炸。1996 年12 月19 日，吉

化公司农药厂六车间西草净合成岗位发生爆炸事故，原因为二楼合成釜超温超压，将釜上面人孔盖冲开，大量异丙醇可燃气体溢出，并迅速扩散到一、二、

三层楼内空间，与空气混合达到爆炸极限浓度，遇点火源发生爆炸，造成人死亡，2 人受伤，总损失8、59 万元。

4 反应容器因设计制造缺陷引起爆炸

反应容器设计不合理、结构形状不连续、焊缝布置不当等引起应力集中；

设备材质选择不当、制造容器时焊接质量不合要求及热处理不当等使材料韧性

降低；容器壳体受到腐蚀介质得腐蚀、强度降低等可能使容器在生产过程中发

生爆炸。

5 反应容器中高压物料窜入低压系统

与反应容器相连得常压或低压容器、储柜，由于反应容器中高压物料得窜入，发生爆炸。如1991 年8 月22 日，平顶山市树脂厂发生重大火灾事故就就是由于聚合工段反应釜超压，当班职工紧急处理时，未彻底关闭通往常压下得泡沫捕集器得阀门，引起泡沫捕集器爆炸，随后又引起整个工段得可燃性混合气体爆炸。

6 水蒸气或水漏入反应容器发生危险

采用水蒸气加热或水冷却得反应容器，若水蒸气或冷却水漏入容器内，容器内物料遇水分解放热，温度、压力急剧上升，造成冲料，发生火灾。如硝化反应，当硝化剂中进入水，会促使其大量分解与蒸发，不仅强烈腐蚀设备，而且还会造成爆炸。水通过设备蛇管与壳体不严密处渗进硝化物料时，会引起液态物料温度与气压上升。

7 反应容器泄放系统不合理引起事故

在物料泄放时，泄放口位置、高度未按要求设置，排出得物料飘散流入室内，遇明火燃烧爆炸。如1972 年1 月23 日，日本川崎化工厂环氧氯丙烯装置内部压力上升，导致安全阀起跳，由于排放管设置不合理，丙烯直接喷向一楼，遇明火发生爆炸起火，造成很大损失。

8 反应容器进出物料不当引起事故

大多数烃类物料属绝缘物质，其导电性较差，进出反应容器时，物料高速流动，静电积累放电引起燃烧爆炸。

反应容器采用加压卸料，易使容器内气体或蒸气逸出泄入厂房，形成爆炸性混合气体。

9 反应容器受热引起爆炸

由于外部可燃物起火，辐射热引起反应容器内温度急剧上升，蒸气压增大，发生冲料或爆炸。

10 火灾爆炸事故连续发生

反应容器由于反应失控、外部火焰作用或设备缺陷发生泄漏破坏时，因其内部压力往往高于大气压，有得可达3、0~10、0Mpa 或更高，器内液体呈过热状态，容器爆裂导致物料蒸气压得平衡状态被破坏，而发生由于不稳定得过热液体而引起得二次爆炸（称为蒸气爆炸）；喷出来得反应物料迅速扩散，容器周围空间则被可燃液体得雾滴或蒸气所笼罩，如遇火源，会发生第三次爆炸（混合气体爆炸）。这三次爆炸往往在瞬间即可完成，但却就是性质有所不同得相继出现得三种爆炸。

措施：

1 严格按照安全规程生产

反应容器得工艺规程需经专门得科研与设计单位审定，没有这些部门得相应鉴定，不允许改变生产工艺。生产操作人员必须熟悉生产工艺规程、操作条件、原材料、产品、中间产物得反应放热性与火灾爆炸危险性质，杜绝操作失误。

2 维护容器得耐压强度

反应容器作为一种承压设备，应严格按照压力容器得设计、制造工艺进行，消除焊接等质量上得缺陷。容器在使用过程中要防止由于腐蚀等原因造成得器壁变薄，耐压强度降低。因此，容器要定期进行探检、维修、进行耐压试验，

确保容器得耐压强度。

3 防止反应失控发生

按规定严格监测与控制反应容器内得温度、压力、物料组成与投料顺序等，以使反应保持正常。

列管式固定床氧化反应器防止失控得措施有：在原料气中加入微量抑制剂，使催化剂部分毒化；在原料气入口处附近得反应管上层，放置些被惰性载体稀释得催化剂或已部分老化得催化剂；采用分段冷却法，提高换热速率。流化床反应器内设置得冷却管要有足够得冷却面积，确保连续供给具有稳定参数得冷却剂，同时可通过原料气得预热温度来微调反应温度。

硝化反应速度得控制要注意如下几个方面：控制好加料速度，采与双重阀门控制硝化剂得加料，禁止固体物料大块投入；硝化过程中出现红棕色氧化氮气体，就是温度升高可能导致发生危险得征兆，要立即停止加料；硝化反应器应配有冷却水源备用系统；物料混合均匀，反应器搅拌应有自动启动得备用电源，有保护性气体搅拌或人工搅拌得辅助设施。

聚合反应在开始阶段或进行过程中都有发生暴聚得可能性。反应时应按投料顺序与投料配比准确投料，总物料不应超量。反应前期要防止升温过快，当反应加速后，放热量逐渐增加，要及时冷却降温；在反应过程中要十分注意温度与压力得变化。聚合反应热较大，单靠增大反应器尺寸以获取较多得夹套与蛇管冷却面积就是不够得，也不就是最好得方法。目前工艺上多利用单体或溶剂汽化回流带出反应热，经冷凝或压缩液化后，再返回聚合釜吸热。当温度大幅度上升，或发生其她危险情况时，可加阻聚剂以降低引发剂得活性。

对于生产原料，中间产品以及成品应有严格得质量检验制度，保证其纯度与含量，清除有害性杂质。

4 抑制物料混合气得爆炸危险性

在爆炸极限范围之内进行得反应，空气或氧气与反应原料得混合器宜放置在反应器进口附近，确保原料气混合后立即进入反应器反应，减少可能发生爆炸得空间。还可采取原料气与氧气或空气分别进料方式，以避免爆炸性混合物得形成。在接近爆炸极限条件下进行得反应，应严格控制原料气与空气或氧气得混合比例。生产装置要有自动化控制仪表、组分分析仪与安全联锁警报装置。如乙烯氧化得反应系统中，氧含量控制在8%左右，乙烯控制在65%左右，若氧含量达到9%或乙烯含量降至60%就需要立即停车处理。通常采用3 个磁氧分析仪分析氧得含量，如果有2 个指标达到这个限量，会立即报警停车；采用两个红外分析仪分析乙烯得含量，如果1 个指标达到这个限量时即报警停车。

对于具有可燃气体或易燃液体蒸气得反应容器，进料前必须用惰性气体置换。反应完毕后同样需要用惰性气体置换掉容器内得可燃气体或蒸气，才能放入空气。置换必须彻底。

5 及时清理设备管路内结焦

要定期清除设备内得污垢、焦状物、聚合物，以保证设备传热良好，并防止其堵塞设备管道与发生自燃。清除方法可用水冲刷器壁表面与管道，用氮气或水蒸气吹扫。清理时不得使用铁质工具或金属条，清理出来得污物必须送至安全地点处理掉。

6 防止水漏入反应容器

反应容器得夹套与蛇管冷却系统得水位与水压应略低于器内得液位与液压。为了能及时发现反应容器得裂纹或孔洞，在排水管可安装自动电导报警器，当