丙烯酸装置焚烧炉爆鸣事故的分析及预防

胡定永

（吉林石化公司电石厂，吉林 吉林132021）

某厂丙烯酸装置氧化岗位反应器系统进行开车前的空气升温操作，往反应器系统投入空气，投入的空气经过急冷塔顶后，由调节阀门调节压力进入汽提塔向焚烧炉系统引入空气，此前焚烧炉运行正常，温度不低于600℃。在逐渐增大空气流量的过程中致使焚烧炉炉肩尾气分配风筒处发生爆鸣，空气的质量流量瞬时由0增大到15 t/h。经检查，风筒产生变形，开裂3处。随即对焚烧炉紧急停车，随后开始事故分析。

1 工艺流程

从丙烯酸酯装置急冷塔塔顶来的丙烯酸尾气进入汽提塔，在塔底与从丙烯酸废水给料泵送来的丙烯酸废水经逆流接触，控制一定汽提温度后将丙烯酸废水汽提至塔顶，然后从塔顶进入尾气预热器，经焚烧后的烟道气预热后进入废物焚烧炉焚烧，装置各丙烯酸及酯类、甲苯和废水贮槽放空尾气也经过为期风机送入焚烧炉焚烧，焚烧介质采用天然气。

尾气进入到炉肩分配风筒后，进入炉膛进行焚烧。图1为焚烧炉工艺流程。

2 原因分析

2.1 现场检测

发生爆鸣后，岗位及时停止向焚烧炉进空气，同时焚烧炉紧急停车降温，通空气置换合格后处理漏点。同时，对进入焚烧炉的空气和丙烯酸废水储罐进行取样分析检测，由于甲苯为油性物质，易漂浮在水表面，且容易分层，对废水储罐在清洗置换前后取样，用气相色谱用分析，检测结果如表1所示。

图1 焚烧炉工艺流程Fig 1 Technology process of incinerator

表1 废水组成Tab The composition of waste water

从表1可以看出，未经置换的废水中含有一定的甲苯。甲苯属于甲B类易燃液体，易燃易爆、易挥发性物质，爆炸极限低（体积分数1.27%～7%）、闪点低（4℃）。

2.2 工艺操作方面原因

从汽提塔至焚烧炉之间管线管径较粗（φ625 mm），沿途有蒸汽伴热，停车后空气吹扫不彻底，管线内可能存留可燃介质积聚在炉肩死角部位，在焚烧炉开车初期未切入空气时，管线内氧含量较低，即使存在一定的易燃气体，也不至于形成爆炸性混合物，但当大量空气随管线进入焚烧炉时，将管线内的可燃介质一同吹进焚烧炉，导致炉内氧含量急剧升高，与存留的可燃介质形成爆炸性混合物，遇明火发生爆鸣。

焚烧炉在点炉开车之前，将所加的隔离盲板全部拆除，拆除盲板后有可能使装置内的含可燃介质的尾气串入焚烧炉尾气管线，初期管线内氧含量不足，还不足以形成爆炸性混合物，当通过向焚烧炉进大量空气时，管线内瞬间氧含量增加，与尾气中的可燃气体形成爆炸性混合物，遇明火发生爆鸣。

2.3 管理方面原因

据废水罐取样分析，上面漂浮一层含甲苯的油状物，当甲苯挥发通过尾气管线进入焚烧炉后，就极易产生爆炸的危险。废水罐液位较低，罐内有70℃热水的伴热盘管正常运行，这期间不排除甲苯挥发通过贮槽放空管线串入焚烧炉入口管线的可能，未能有效的识别出危险源。

2.4 环境方面原因

由于发生事件的时间是在7月下旬，环境温度高达30℃，且废水罐为密闭常压储罐，检修前未将该罐内废水清洗置换，还剩余5%液位，在停车的20 d时间内，外界温度高，使甲苯蒸汽挥发，挥发的甲苯蒸汽沿着管道进入焚烧炉炉体内，积聚在不易流动的死角部位，由于甲苯的爆炸极限低，因此当大量空气沿着进入焚烧炉炉体的管道时，与积聚的甲苯蒸汽瞬间形成爆炸性混合物，产生爆炸。

3 经验教训

3.1 现场安全管理不到位

进入焚烧炉的尾气管线在每年大检修中都没有检修项目计划，没有进行吹扫，只堵加盲板隔离，加之管线较为复杂，即使吹扫也难以彻底吹扫干净，只是对焚烧炉炉体进行了吹扫置换，长时间后管线内可能串入可燃介质。

3.2 风险识别及削减措施不到位

对管线内残留可燃介质的风险识别不到位，未能在投入空气前充分识别出管线内残留可燃介质与空气形成爆炸性混合物的风险，未能采取有效的防范风险的措施。

对甲苯的危险性未能充分加以认识，当废水储罐液位较低后，加之外部环境温度高，甲苯很容易挥发，对于焚烧炉而言，甲苯进入是相当危险的（因甲苯的爆炸极限很低）。

对向焚烧炉内切入空气的速度很快且流量很大，导致瞬间氧含量大幅增加，达到可燃物爆炸极限的风险识别不到位。

4 结束语

要强化操作前的安全管理和危险源识别。在向焚烧炉切入空气之前应充分考虑管线内残留可燃介质的因素，在向焚烧炉切入空气之前，先向汽提塔加新鲜水置换，尽量降低塔顶可燃介质沿着管道进入焚烧炉系统，然后再缓慢少量的切入空气，保证氧含量的低限使其不足以与可燃介质形成爆炸性混合物，降低发生爆鸣的风险。

强化过程安全管理。强化日常开停车期间和检修期间的过程安全管理，消除危险源和有毒有害因素，严格执行生产受控制度，即在停车期间考虑将废水罐加水清洗置换合格，停用罐体热水加热盘管，以降低可燃介质甲苯在空间的含量，减少挥发量。