当对含有溶解水的重质油进行脱水操作时,升温速度过快、操作条件不稳定,易产生突沸。如某厂在焦油间歇蒸馏操作时,焦油含水在10%左右,温度达到102℃以后进入脱水阶段,升温速度过快,产生突沸串塔。
熔化高凝固点油品时,如果熔化速度过快,水分短时间蒸发,易发生突沸溢油。如用煤气加热熔化沥青操作,经常发生溢油着火事故。
为避免油品在加热操作过程中发生突沸现象,应掌握正确的加热方法,比重小于水的油品不宜在储存设备中加热,工艺要求在储存设备中加热时,温度应控制在储存压力下低沸点物料的饱和温度以下。当含有溶解水的重油进行脱水操作或熔化高凝固点油品时,在脱水阶段应当恒温蒸发脱水,不可急于升温,以免升温过快,水分来不及蒸发,处于过热状态,达到一定程度后发生突沸。
3 高温下油品的自燃和防护措施
可燃物不与明火接触而发生着火燃烧的现象称为自燃。一般,液体油品相对密度越小,其闪点越低,而自燃点越高;液体油品相对密度越大,闪点越高,而自燃点越低。表1为一些物质的闪点和自燃点。
3.1 自燃的形式
自燃有受热自燃和自热自燃2种。
受热自燃:可燃物被加热到一定温度,即使不与明火接触也能自行着火的现象,称为受热自燃。可燃物无明火作用而自行着火的最低温度,称为自燃点。
自热自燃:某些物质在没有外来热源作用下,由于物质内部发生化学、物理和生物化学作用而产生热量,逐步积聚使物质温度达到自燃点发生燃烧的现象称为自热自燃。
3.2 高温下油品的自燃着火与防范
防止高温油品自燃着火的措施和对策主要是根据油品自燃点的高低,破坏燃烧所具备的条件。
3.2.1 硫化物自燃着火
石油化工和煤焦化工很多物料都含有硫化物,在工艺条件下,硫化物和有机硫化物对设备的直接腐蚀作用,形成硫化铁和硫化亚铁。干燥的硫化铁和硫化亚铁在较低温度下,甚至能在常温的空气中自行发热燃烧。在生产时如果操作不当或安全防护措施不到位,很容易发生硫化物自燃着火事故,这种事故比较常见,危害较大,下面仅举一例。
鞍钢化工厂炼焦化产品回收车间高37m、直径4.5m的脱酚塔于1990年8月22日19时50分突然倒塌。其经过是对塔进行检修时,按操作规程的停塔步骤停塔,并直接用蒸汽对塔进行置换吹扫18h,停止蒸汽吹扫6h后,将塔体人孔盖等打开通风凉塔。打开人孔盖40min后,发现塔体下半部人孔往外冒黄烟,立即将除塔顶吊装孔外的其余已打开的人孔全部封闭,并直接通人蒸汽置换,黄烟立即消失。为尽早进行检修,通人蒸汽40min后便将蒸汽停下,同时用一临时胶管向塔内填料段加水。5h后再次发现从塔顶冒黄烟,即又向塔内通入蒸汽,3—5rain后塔体开始倾斜,倾斜到一定角度突然倒塌,将距塔下30m处的脱酚泵房砸毁。此时,切断电源,继续往塔内填料段喷水,但由于塔体被摔得支离破碎,无法阻止空气进入,塔内填料段仍继续自燃,倒塌16h后自燃达到最猛烈阶段,过后逐渐减弱直至熄灭。
分析发生自燃的原因:脱酚塔是用蒸汽蒸吹法从剩余氨水蒸氨后的废水中脱酚的主要设备。由于废水中仍含有少量的氨、氰化氢和硫化氢,而废水在脱酚塔内操作温度的条件下,其中氰化氢、硫化氢首先分别被解析出来,转移到蒸汽中并在吸收段被烧碱溶液吸收,与铁(金属填料)充分接触,生成了硫化亚铁、硫化铁。随着时间的延长,硫化亚铁便逐渐积累起来,达到了在适宜温度下遇空气引起自燃的条件。在塔用蒸汽置换清扫后,温度尚未降下来时打开了塔的所有人孔,在塔内形成了空气的较强对流。此时,脱酚塔内的硫化亚铁、硫化铁、温度和流通的空气具备了自燃条件,发生了自燃。