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一起苯乙烯储罐事故的分析

2020-12-04
来源:中国安全生产 作者:中国化学品安全协会 杨林


   金属常压固定顶储罐是化工行业应用十分广泛的一种储罐,主要用于储存各类化工原料及产品。在使用过程中,如果储罐的安全设施不齐全或操作不当,容易发生罐顶、罐体凹陷变形的设备事故。因此,分析储罐凹陷变形的原因,提出预防措施,对常压储罐的安全生产有重要意义。

 

事故经过

 

  事故企业为唐山市南堡开发区的一家民营复合材料生产厂家,拥有一条2t/a不饱和聚酯树脂及360m2/a采光板生产装置。

  2020816日早8时左右,不饱和聚酯树脂生产装置开车启动,操作人员启动苯乙烯输送泵向稀释釜输送苯乙烯,此时储罐储存苯乙烯约为40m3,输送过程中苯乙烯储罐突然发出巨响及凹陷变形,操作人员采取了停泵停止外送苯乙烯措施,由于只有一台苯乙烯储罐,事故导致该企业无法继续生产,目前处于停产状态,给企业带来相当大的经济损失。事故储罐有效容积100m3,不锈钢材质,设有液位计、温度表,罐顶设有阻火器、呼吸阀及喷淋水降温设施,储罐温度在30℃左右。




凹陷变形的苯乙烯储罐

 

事故分析

 

  现场检查发现,储罐顶部呼吸阀的入口、出口金属网型阻火器被严重堵塞,另外,呼吸阀正压阀盘被粘在阀座上,不能进行上、下开关动作。

  在事发当天的外送苯乙烯过程中,液位下降,罐内形成负压,需要大量吸入空气,由于呼吸阀进出口金属网阻火器堵塞严重,导致吸入空气量无法及时得到补充,储罐负压持续增加,最终导致储罐发生凹陷变形。

  通过对事故储罐的现场检查,该企业的苯乙烯储罐在安全设施方面存在如下问题。

  1.温度控制设施达不到要求,只采用罐顶喷淋水的方法控制温度,未对氯乙烯罐体进行保冷,未设置冷冻循环水冷却装置。罐内苯乙烯温度控制在30℃,远大于苯乙烯18℃的适宜储存温度。

  2.未设置氮气保护设置,不能防止在外送物料时空气进入储罐,为苯乙烯聚合创造了条件。

  3.未设置储罐压力表,缺少储罐压力表,操作人员在储罐进、出物料过程无法知道储罐压力,也是导致储罐发生凹陷变形的重要原因之一。

 

苯乙烯聚合物形成原因及防止聚合的方法

 

  检查呼吸阀金属网阻火器上的堵塞物为苯乙烯聚合物,此次事故的主要原因是苯乙烯气体在阻火器、呼吸阀发生了聚合反应,将呼吸阀金属网阻火器堵塞,造成储罐呼吸作用失效。

  现对苯乙烯在储运过程发聚合的条件及防止聚合应采取措施进行分析。

  1.苯乙烯的性质

  苯乙烯分子式C8H8,分子量104.14,是无色透明带有强烈的令人不愉快气味的液体,易燃,比重0.909,沸点145.2℃,闪点 31 (开杯法),燃点490 ℃,爆炸极限1.1-6.1%(体积),苯乙烯是不饱和芳烃, 在空气中氧气的作用下,常温就能发生缓慢热激发的聚合反应。

  2.控制苯乙烯聚合的方法

  (1)增加阻聚剂。常用的阻聚剂为叔丁基邻苯二酚(TBC),一般加入量为10-50ppm

  (2)控制储存温度。苯乙烯的储存的适宜温度为18℃,为控制温度,苯乙烯储罐罐体应做保冷,并设置冷冻循环水装置。

  (3)设置氮气保护装置。苯乙烯储罐采用氮气能保护有效地阻止空气中的氧气与储罐内的苯乙烯进行接触,防止苯乙烯冷凝聚合在呼吸阀、阻火器积聚而造成堵塞,同时,氮封还可减少苯乙烯蒸气挥发,避免污染环境。

4)减少铁离子的影响。铁锈对苯乙烯产品中聚合物生成量影响较大,这是因为在有氧存在的条件下,苯乙烯通过Fe2+离子的催化作用,产生过氧化物,随着温度的升高过氧化物又促进聚合物的生成。




被堵塞的金属网阻火器

 

预防苯乙烯储罐凹陷变形的措施

 

  分析近几年发生的多起储罐凹陷变形事故,其中大多与储罐内物料的性质有关,其中高黏度、易凝结、易聚合的物料最易造成呼吸阀堵塞或不能打开;另外与物料储存温度的骤降及天气的影响也有很大关系。为防止常压储罐发生凹陷变形,建议采取以下安全措施。

  1. 根据物料的性质及安全要求设置相应的安全设施,使物料储存在适宜温度、压力操作条件下。

  2. 减少物料发生聚合发生的可能性,储罐增加氮封装置,一方面防止苯乙烯聚合,另一方面减小储罐发生火灾爆炸的风险。

  3. 增加储罐的压力检测设置,可以及时发现储罐压力的异常,迅速采取措施,避免储罐凹陷事故的发生。

  4. 严格执行呼吸阀定期检查制度,对易发生凝结、聚合物料的呼吸阀要加大检查频次,定期对呼吸阀进行解体检查。

  5. 严格控制物料的输送速度,防止液位变化过快导致储罐超压(负压)。

【责任编辑:cheng】