在石油化工生產、加工、輸送、儲運中常常伴隨著易燃、易爆、高溫、高壓、深冷、有毒有害和腐蝕等危險因素，由于高溫、高壓、深冷能夠提高生產效率，降低能源，取得更好的經濟效益，石油化工的生產工藝日益向高深發展，火災的風險也隨之加大。例如石油裂解裝置內的溫度高達800～900℃，生產尿素的反應壓力在10MPa以上，高壓聚乙烯需要在100～300MPa的壓力和50～300℃的高溫下才能聚合生成，乙烯生產要在～103℃的低溫下才能運送和儲存。高溫、高壓、深冷易使設備材料損壞，金屬材料發生蠕變、改變金相組織，降低機械強度，低溫會使得設備材料變脆易裂。因此事故易發、多發性、突發性和嚴重危害性是石油化工裝置的主要特點。1987年7月8日的石化丙烯睛裝置，1996年6月18日的高化苯酚丙酮裝置，1996年7月19日和2002年7月23日的石化二次乙烯裝置事故，以及今年9月19日的高橋精細化工廠事故，都說明了石油化工生產裝置的事故多發性和危害性。研究石油化工裝置的構造特點、火災危險性和生產過程中的工藝要求，有助于我們了解掌握石油化工裝置的特征和事故發生的規律，有助于我們掌握事故處置的主動權，針對性地采取處置對策，有助于減輕或消除事故危害。

　　
一、石油化工裝置的構造特點及火災危險性
　　
石油化工裝置具有連續性、工藝過程的復雜性特特點，其裝置布置高度密集，管道縱橫交錯，密密麻麻，讓人眼花繚亂。在錯綜復雜盡管石油化工裝置中，我認為塔、爐、罐、槽、泵、管線是構成石油化工裝置的基本要素。因生產物料、產品工藝要求等生產要素不同，石油化工裝置的工藝參數也有很大的差別。這里重點分析以下裝置：
　　
（一）蒸發與蒸餾裝置
　　
蒸發與蒸餾裝置是石油化工生產的重要單元，應用十分廣泛，蒸發是在液體表面發性的氣化現象，是石化生產中最簡單的過程，一般壓力不大，溫度不高，相對危險性較小，蒸餾是借液體混合物中各組分沸點的不同來分離液體，將混合物分離為純組分的操作過程。蒸餾按操作方法分為間歇蒸餾和連續蒸餾；按壓力分可分為常壓蒸餾（一般蒸餾）、減壓蒸餾（真空蒸餾）、加壓蒸餾（高壓蒸餾）、特殊蒸餾四種。其過程是原料→加熱→蒸發→分餾→冷凝→不同產品
　　
用于蒸餾的主要設備稱為蒸餾塔。蒸餾塔按塔板結構（內部結構）可分為填料塔、篩板塔、浮閥塔、滄罩塔、舌型塔、哨旋塔以及管式塔等多種形式的塔器。為了經濟效益和安全設置的需要，在石油工業生產中采用常壓蒸餾與減壓蒸餾聯用并連續進行的方法。

　　
常壓塔的工作溫度一般在370℃左右，例如：工作壓力為0.2MPa的原油→換熱器和加熱爐加熱到360～370℃→常壓塔→分離出汽油、煤油、柴油。
　　
減壓塔，溫度為420℃，真空高為700～720mmHg（蒸餾裝置）

　　
蒸餾裝置主要火災危險性：一是加熱過熱或用明火加熱等引起火災爆炸；二是塔壁、塔盤銹蝕使易燃液體或蒸汽逸出；三進出料管道焊接、密閉裝置損壞，燃液體或蒸汽泄漏引發事故；四是物料凝結堵塞管道使塔內壓力增高引起爆炸；五是減壓蒸餾中由于內部壓力低于常壓，如設備密封不良易吸及空氣而有引發著火或爆炸的危險。
　　
（一）深冷裝置
　　
冷卻、冷凝、冷凍是石油化工生產中重要環節，一般生產都有熱交換，有加熱也有冷卻，通過熱交換中的不同溫度來控制、生產需要的產品。冷卻、冷凝所使用的設備統稱為冷凝、冷卻器。一般說來，冷凍范圍在－100℃內的稱為冷凍，而在－100℃～200℃或更低的溫度稱深度冷凍或簡稱深冷。適當選擇冷凍劑及其操作過程，幾乎可以降到攝氏零度或絕對零度的程度。乙烯的沸點是－103.7℃，因此乙烯的生產裝置需要經過深冷處理才能液化儲存。一般常用的壓縮冷凍裝置由壓縮機、冷凝器、蒸發器與膨脹閥四個部分組成。石化30萬噸乙烯裝置以柴油為原料，裂解和分離，生產聚合級乙烯和化學級丙烯的副產品。

　　
乙烯的沸點－103.7℃在常溫下蒸發可得到－70～－100℃的低溫，乙烯的臨界溫度為9.5℃，能在高壓（3MPa）和較高的溫度（－25℃）下冷凝，又能在低壓（0.27Mpa）和較低溫度（－123℃）下蒸發，石油化工生產中乙烯、丙烯是石油裂解的產品，可以就地取材，因此在石油化工生產中常把乙烯作為冷凍劑。乙烯生產中常用丙烯作乙烯的冷凍劑（乙烯在0.1Mpa下沸點－47.7℃），乙烯與丙烯交換冷卻，經過多級壓縮逐級降溫，乙烯、丙烯在常溫下均屬可燃氣體，乙烯的爆炸極限為2.75～34%，丙烯的爆炸極限為2～11.1%。
　　
由于乙烯、丙烯均屬不飽和烴，性質的不穩定性、深冷裝置高壓和低溫對裝置的破壞性，以及乙烯、丙烯的易燃易爆性等特性，石油化工生產中深冷裝置的火災危險性極大。
　　
（三）聚合反應裝置
　　
聚合裝置是將若干個分子結合成一個較大的組成相同而分子量較高的化合物的反應過程，如聚氯乙烯是氯乙烯的聚合物等。聚合過程在工業上應用很廣泛。乙烯低壓聚合可生產高密度聚乙烯塑料；乙烯高壓聚合可生產低密度聚乙烯塑料；丁乙烯、異戊乙烯、苯乙烯、異丁烯、氯丁二烯、丙烯睛等都可以通過聚合生產各種不同材質的橡膠。


乙烯聚合目前主要有高壓法和低壓法兩種。高壓聚合法的生產壓力在100～300MPa（1000～3000kgf/平方厘米），再進行二級壓縮至100～280MPa（1000～2800kgf/平方厘米），經過預熱進入聚合反應器，并連續加入少量氧或有機過氧化物，在100～220℃下聚合成熔融狀聚乙烯，再生粒半成品聚乙烯。反應成為：
低壓法生產的壓力一般低于2MPa，是將配制好的催化劑、活化劑和高純度乙烯加入聚合釜內，在60～80℃和0.1～0.5MPa下進行聚合反應。在反應中采用較多的是以氧化鎂為載體，四氯化鈦為催化劑，三甲基鋁或三異丁基鋁為活化劑的催化體系進行聚合反應。乙烯低壓聚合生產流程如圖：

　　
聚合反應按照聚合分式可分為本體聚合，懸浮聚合、溶液聚合和乳液聚合、縮合聚合五種。聚合生產火災危險性很大：一是反應壓力高、速度快、易分解，如乙烯高壓聚合反應一般在130～300MPa下進行，反應過程中流速很快，停留在聚合裝置中的時間為10秒到幾分鐘，聚合溫度高達150～300℃，再加上此條件下乙烯的不穩定性，能分解成碳、甲烷、氫氣等，一旦反應失控很容易著火、爆炸。二是原料、單體、催化劑等易燃易爆，如烷基鋁在空氣中氧化自燃，遇濕燃燒爆炸，氧氣作為催化劑加速反應，催化劑的加入均加速了反應過程，如投料控制不當，反應將是很危險的。三是聚合設備和管道常被聚合物堵塞，以致使裝在反應器上的濕度計，放射性液面計不能起作用，導致反應失控。石化高壓聚乙裝置的爆炸威力，據技術人員介紹相當于0.5噸TNT炸藥。

　　
高化廠的丁二烯聚合生產順丁橡膠，脫氧、脫炔、聚合串聯，聚合溫度50～60℃，壓力0.1～1MAa,使用酒精、丁二烯、金屬鈉等危險品，具有易燃、遇濕燃燒等危險特性。
　　
（四）催化重整裝置
　　
在加熱、加壓和催化劑作用下，對原料的分子結構加以重新調整的工藝稱為催化重整。催化重整主要是對直餾汽油、粗汽油進行重整，通過重整使原料中脂肪脫氫、芳香花和異構化，同時有輕度的熱裂化，提高辛烷值。催化重整所用的催化劑有：鉬鋁、鉻鋁、鉑、鎳等催化劑。例如鉑重整一般是以常減壓蒸餾裝置的輕汽油為原料，在鉑（即白金）催化劑的作用下，重整調整分子結構，以提高汽油的辛烷值抽取苯、甲苯、二甲苯等化工產品。
　
　催化重整裝置內塔群、設備管線多，原料及產品都是閃點較低的液體和爆炸性很強的氣體。以預處理過程中大量使用氫氣（1平方米原料油需加入70～120平方米的氫氣）并在2～2.5Mpa的高壓下加氫，且氫氣對碳鋼設備腐蝕很大，催化重整過程中，需要很大的加熱爐才能供應所需的反應熱，因此產生過程中火災危險性很大。

　　
（五）熱裂化裝置
　　
熱裂化裝置是化工裝置中較危險的生產裝置，它主要是對常減餾分油在分餾塔與塔底重油一起加熱，經裂化后進行冷卻，進行高壓蒸發、分餾、再進行低壓蒸發獲得裂解氣、粗汽油和輕柴油。

　　
熱裂化的主要火災危險性在于，生產過程在高溫、高壓下進行，裂化溫度450～770℃，壓力2～7MPa，裂解加熱爐管處用火加熱至800～1000℃，裝置內的油品溫度一般超過其自燃點，若漏出即會起火。熱裂化過程中產生大量的裂解氣，一旦裝置不嚴密很容易形成爆炸性氣體混合物，遇加熱滬火源爆炸。熱裂化裝置是事故多發裝置。
　　
（六）氧化裝置

　　
氧化和還源是石油化工生產的基本單元，如通過對氨的氧化制取硝酸；通過對乙烯的氧化制成環氧乙烷，通過對導丙苯的氧化制成苯酚丙酮。氧化裝置生產過程非常危險。
　　
氧化反應通常是放熱反應，有些反應工藝要求需要加熱。如乙烯氧化成環氧乙烷，反應溫度為200~280℃，反應壓力為1～2MPa；異丙苯氣化生成苯酚丙酮，反應溫度為105～120℃，反應壓力為0.3MPa。氧化裝置最危險的設備是氧化塔，也稱氧化反應哭。反應過程中投料配比不當，控溫控壓不當、儀器儀表提供數據有誤等極易發生事故。
　　
（七）石油化工生產中的安全裝置
　　
石油化工由于其生產中壓力容器和物料具有高度危險性，為防止或減少事故發生，在石油化工裝置設計建設中安裝了許多安全裝置。主要安全裝置有：
　　
1、旁通管（閥）。在石油化工的自動化裝置中生產進料、出料管上都設有旁通道，設置旁通管的主要作用一是滿足集控操作需要，二是最大限度地滿足安全要求；三是滿足裝置連續生產的需要。旁通管通


常設置在自動調節閥的上部，裝置運行中當儀表自動調節閥正常使用時處于常關狀態。當自動調節閥失靈或檢修時關閉兩側的檢修閥，開啟旁通閥，可以連續生產。當設備故障成反應失控時，也可以通過旁道管閥，導流，控制事態，降低危險性。判斷旁道閥是否開關要看閥桿螺絲的長短，即螺絲長則開啟，螺絲短則關閉。閥門的開關方式是逆時針為開，順時針為關。形狀速度要依據管道直徑和流速等要素確定，通常是管徑粗、流速快，開關速度慢，防止瞬間高壓。完全斷料需要同時關閉主、旁道兩個閥門。
　　
2、緊急切斷閥。


緊急切斷閥是自動化生產裝置中的重要安全裝置，在生產異常或發生事故等情況，裝置控制室可以通過遠程控制，直接切斷進料閥門。緊急切斷閥一般設置在較危險的裝置進料管上，其兩側設有檢修閥。

　　
3、安全閥、放空管、回收管、火矩。這些安全附件是壓力裝置中重要安全附件，當反應或裝置內壓力超過一定值時，安全閥會自行開啟泄壓或放空。安全閥通常設部。為確保放空物料的安閥上加裝放空加上回收管，將放空物料回收到物料槽（罐）中儲存或放空至火炬焚燒。但也有一些生產技術較落后或生產條件較差的企業不設回收管，發生事故時直接放空。放空物料（噴料）不回收會導致燃燒爆炸或擴大事故災害。直接防空的管路應安裝阻火器。安全閥的動作壓力按裝置的要求不同調節。

　　
4、防爆膜（爆破片）。在壓力裝置泄壓孔上設置的金屬薄片稱為防爆膜，也稱爆破片。當裝置壓力超過一定值時，金屬薄片瀑破，達到泄壓保護裝置的目的。由于防火膜爆破后會發生大量沖料（噴料），對裝置構成更大的危險。因此一般在放爆膜上加裝放空回收管，將防爆模爆破后沖出的物料回收到槽（罐）或放空至火炬焚燒。但有些生產條件較差的裝置不加裝放空回收管。有些裝置設雙層防爆膜，并在防爆膜之間安裝數據采集裝置以裝置以增加反應的安全性。

　　
5、數據資料采集裝置。為了控制工藝參數，提高石油化工生產質量和效率，也為了生產安全，一般石油化生產設備在裝置的不同部位裝有溫度，壓力、物料（產品）等數據采集和采樣裝置，這些裝置為操作、控制人員提供第一線真實資料，數據采集裝置失靈，對生產安全將會構成極大威脅。
　　
6、氮氣、蒸汽吹掃系統。多數石油化工裝置安裝有氮氣和蒸汽吹掃系統，這些系統的管網與裝置緊密相連，當生產工藝需要時，自動或手動開啟氮氣或蒸汽系統可以為生產工藝的服務；當設備搶修時可以對裝置進行吹掃置換，為搶修提供安全保障；當裝置發生故障或意外事故時，可以吹掃管路，加速氣化，增加流速、防止物料沉積和堵塞，可以稀釋物料、降低濃度、減緩反應或加壓保護物料，也可以作為處置泄漏及火災事故的稀釋劑和滅火劑。
　　
7、報警裝置、滅火裝置。溫度、壓力、流速等工藝參數發生異常時在控制室發生的報警，生產裝置及附近安裝的可燃氣體、有毒氣體濃度檢測、報警裝置，都是石油化工生產中重要的安全裝置。為了確保裝置事故后能快速有效處置，許多化工裝置設置了水噴淋系統、泡沫噴淋系統、高壓消火栓系統和固定消防炮冷卻、滅火系統，這些滅火設施在一定條件下會發揮重要的控制事態發展的作用。
　　
8、管線標識，石油化工生產管線縱橫交錯，錯綜復雜，為了便于管理，在行業中規定了管線的基本標識，不僅便于生產工人操作，也有利于滅火救援中的操作。通常情況下，易腐蝕的物料管線用不銹鋼作材料，不涂顏色；循環水管線涂墨綠顏色；酸（堿）液管線涂粉經顏色；氮氣吹掃管線涂淡黃色；放空管線（緊急出料管線）涂黃色；消防供水、滅火劑輸送管線涂紅色；水蒸汽管線設保溫層外包白鐵皮；主物料管線不涂色。
　　
二、石油化工裝置事故處置的基本對策
　　
石油化工裝置的復雜性、極度危險性和事故的突發性、多變性，對事故處置的有效性、安全性提出了嚴峻的課題。這里就事故處置的基本對策作一探討。
　　
（一）冷卻防爆
　　
冷卻防爆是消防隊到時的首到任務。如果到場時，裝置的全部或局部及地面均在燃燒，應先設法用泡沫撲滅地面火災，并在地面及臨近溝槽表面噴射泡沫，抑制流淌火災實施泡沫覆蓋保護，在此基礎上對事故裝置及鄰近設備實施從上至下的全方位冷卻。冷卻中要優先選擇重要裝置，并分別利用裝置鄰近高壓固定炮、半固定消火栓系統，快速出水，冷卻水槍要來回擺動，不能停留在同一部位，防止冷卻不均勻使裝置變形，裝置爆炸后防爆膜爆破，或裝置開裂，冷卻時要防止冷卻直接進入反應器而擴大事態（許多反應催化劑忌水）。為防止物料泄漏燃爆對消防車輛和作戰陣地構成的威脅，消防車輛停靠離裝置距離應在50米以上，車輛停靠位置、指揮陣地、分水陣地應設置在上風或側上風。
　　
（二）關閥斷料
　　
關閥斷料是減輕或消除石油化工裝置事故危害的有效手段。實施關閥斷料戰術（工藝）措施時，要摸清閥門的位置和形狀，物料的數量和反應時流速、閥門關閥時的技術要求（如速度、方向等），并在工廠技術人員參與下進行。如自動調節閥、緊急切斷閥門還在工作，可通過自動調節閥的調節和緊急切斷閥切斷物料來源；人工關閥時要同時關閥自動調節閥兩側的檢修閥和旁通閥。閥時操作人員必須作氣密性防護并戴好手套。溫度高、輻射熱強時，操作人員在水槍掩護下實施關閥斷料。
　　
（三）堵漏疏轉
　　
堵漏與疏轉是化工災害控制的兩種手段。在對石油化工裝置實施全方位冷卻的同時，要設法對泄漏部位實施堵漏。堵漏時要根據泄漏裝置（管道）的具體情況，選配堵漏工具和堵漏膠。目前常用的不帶壓堵漏技術有焊接堵漏、粘接堵漏、壓按堵漏等三種。而帶壓堵漏技術有夾具堵漏法、夾具注膠法、堵塞堵漏法、頂壓堵漏法、引流堵漏法、纏繞堵漏法、內壓堵漏法、冷凍堵漏法、頂壓焊接堵漏法等十多種方法。疏轉是將物料安全轉移的方法，在石油化工生產裝置中，可以采用排空管、回收管將物料安全轉移到其他生產裝置或回收槽（罐）；對于冷凝液化氣或粘稠液體，轉移過程中可以用氮氣吹掃，加速變化，加速流動（石化高壓聚乙烯裝置設置了30MPa氮氣系統）。地面流淌物料可通過地溝導流并回收
　　
4、偵檢測瀑
　　
偵檢測瀑的目的是了解掌握可燃燒氣體濃度，隨時為作戰人員提供現場危險指數，為指揮決策提供依據。通過檢測確定危險等級，實施安全警戒。偵檢要保持不間斷，最好要相對固定、定時，至少每半小時要將偵檢信息通報指揮部。有條件的，要在不同方向，尤其是下風、側下風架架設固定檢測點，通過有線、無線網絡隨時向指揮部提供檢測情況。
　　
5、適時進攻
　　
石油化工裝置火災事故，物料泄漏量不大，壓力不高，短時間控制泄漏源的情況下，可實施快速滅火，先滅后堵。在泄漏量大、壓力較高、一時難以斷料等情況下應冷卻待滅，控制災情；當壓力降低到一定值，火勢明顯減弱，堵漏器材到位和堵漏相關工作準備充分時，可實施滅火后快速堵漏，滅一個火點堵一個泄漏點的方法，逐步消除災情。適時進攻要求我們抓住爆炸前、爆炸后間隙，泄漏源基本控制后的有利時機適時組織進攻，消滅火災。進攻中，每支水槍不應多于2人，水槍手行動要遵循水槍手準則，做到“三個便于”。進攻時或冷卻中裝置發生異常，有爆炸征兆時，要及時組織撤退。
　　
6、借助先進裝備
　　
石油化工裝置事故極其危險，裝置本身的復雜性、物料的易爆炸性，事故的多發性，突變性，對每個指戰員來都是難題，應對這樣的高難度災害，要更多地借助先進裝備。目前國內國外非常注重對石油化工事故——這種高難度災害處置方法和手段的研究，較成熟的應付大場面復雜災害的先進裝備主要有：消防衛星通信指揮車、消防機器人、消防坦克。
　　
三、幾點建議
　　
（一）重視個人防護
　　
石油化工裝置及物料的易燃易爆、有毒、腐蝕和事故的突變性，對指戰員的防護提出很高的要求。進入易燃易爆現場，尤其是實施關閥堵漏操作人員，指戰員一定要內穿全棉防護服、外穿嚴密性防護服。高溫、輻射較強的現場還應作隔熱防護；對腐蝕性物料處置還應有防腐措施；對冷凍裝置的處置還應有防凍措施；對于有毒場所，尤其是毒氣濃度較高、毒性較大的現場，全體人員（包括戰斗員、指揮員、通信員、駕駛員）都應采取防毒保護措施，不得在污染區佩戴和脫下呼吸器。石化丙烯裝置事故造成78人中毒教訓深刻。
　　
（二）加速先進裝備的引進、消化和開發
　　
充分利用現代網絡傳媒的優勢，加快網絡指揮系統的開發。建成集網絡戰士、有無線移動移動中心、固定指揮中心和全國及至全球專家決策系統于一體的指揮控制系統，通過網絡戰士的數據、圖像信息采集，移動指揮控制中心的現場信息采集、分析與網格專家系統的數據、圖像信息互動，提高指揮決策的準確性和事故的處置的有效性。同時在現有條件下建議主管中隊甲車配備偵檢儀器。
　　
（三）加強撤退戰術的研究和訓練
　　
撤退作為進攻戰術的重要組成部分，這已形成了全總隊上下的共識，并在實踐中取得了成效。既然作為戰術那就有研究的必要。開展撤退訓練一方面為了增強意識，另一方面更重要的是要加強戰術訓練。在撤退訓練中應抓住以下基本要素：（1）撤退準備，如進攻中預先選擇撤退路線、清理障礙、車輛停靠方位有利于撤退等；（2）規定信號，如手勢、舞動指揮旗、電臺呼叫、傳話、放炮、車輛同時鳴笛（報警）、預先架設高音喇叭（撲救時較及時）、信號槍（彈）、直升機高空喊話等。（3）確定專人觀察，如在戰斗展開程序中規定有人專門觀察災情突變，在制高點或相應位置隨時觀察火場變化，發現異常及時報告，觀察人員應當加強平時學習和研究等，一些發達國家消防救援都有專門觀察災情突變的專業人員，美國“9.11”紐約世貿中心大樓火災時，觀察人員一是沒有及時到達指定位置，二是沒有預感到會在這么短時間里倒塌，消防官員說：如果觀察人員及時到位，如果臨時指揮系統建立起來的話，不會死那么多人。（4）輕裝撤退，如卸掉身上攜帶的裝備，放下手中的水槍和水帶，拆下消防車連接的水帶、吸水管等。（5）取捷徑撤退，如翻越圍墻、跳入水溝、不繞道撤退等。（6）利用地形地物作掩護，如爆炸發生時就地臥倒，保護面部；躲藏于低洼處，利用裝置、設備、消防車輛、圍墻等背火面就地掩護等。
　　
（四）進一步完善電子預案
　　
電子預案的制訂為打有準備之仗奠定了一定的基礎，電子預案起到資料保存和作戰提示作用，但熟悉預案要靠用心記和用心背，比較困難如果在電子預案中增加模擬操作平臺，通過模擬對抗來激發指戰員對預案學習、熟悉的興趣，也可以通過多人同時模擬對抗、網上互動操作來考核指戰員對電子預案的熟悉程度，那將事半功倍。當然要有人去研究火災發展規律，給滅火人員出難題，要有人去研究復雜情況下的滅火對策，這一切通過多媒體互動形式來實現，有驚無險。
　　

（五）在石油化工設備區安裝自動滅火裝置

自動化石油化工生產裝置，對溫度、壓力、投料、出料、添加催化劑、數據采集、事故防范均實現了自動控制，所有操作均在中央控制室完成。但化工裝置內的消火栓系統、消防炮裝置沒有實現自動控制，這實屬一大遺憾。目前國內早已開發出了遠程自動控制固定炮，國外的許多現代化化工生產裝置，均安裝了遠程自動控制固定炮，如果在國內的石油化工生產裝置及裝置周圍都安裝了不同口徑、不同射程、不同用途的自動（遙控）消防炮，或者延伸一點講，把安置在各層平臺上消火栓箱內的水槍也改成自動控制的水槍，那可以省去我們許多一線的水槍手。從企業的安全角度考慮，安裝了自動消防固定槍（炮），在裝置發生事故時，中央控制室就可以操縱冷卻、滅火，也許可以大大降低裝置的事故風險。建議在修訂規范及建審時考慮這一問題。