可燃液体静电分类防护的探讨

孙立富，秦国明，刘全桢，孟 鹤，李亮亮

(1．中国石化安全工程研究院，山东青岛 266071；2．化学品安全控制国家重点实验室，山东青岛 266071；3．中国石化山东石油分公司，山东济南 250014)

可燃液体静电分类防护的探讨

孙立富1,2，秦国明3，刘全桢1,2，孟 鹤1,2，李亮亮1,2

(1．中国石化安全工程研究院，山东青岛266071；2．化学品安全控制国家重点实验室，山东青岛266071；3．中国石化山东石油分公司，山东济南250014)

分析了可燃液体的分类依据，以闪点60 ℃、电导率1 000 pS/m为分界点，把可燃液体分为本质静电危险类、外部静电危险类和特殊工况静电危险类3类，根据分类提出了人体静电消除装置、静电消除器、缓和器和静电在线监测设施的配置要求。

可燃液体 静电 分类防护

静电放电是可燃液体生产、储运时发生燃爆的重要原因，国内外标准、规范中都有比较全面的防护措施条款。但由于缺少分类防护的理念，对不同液体采取基本一样的防护措施，使设计、施工及作业人员在防护意识上概念模糊，静电燃爆事故时有发生。因此，探讨可燃液体的静电危险性分类并根据分类确定防护措施，对有效避免或减少静电燃爆事故具有非常重要的意义。

1 分类依据

火灾危险性、挥发性、蒸气压和导电性是较为常见的液体分类方式，其主要分类依据是液体的闪点或者电导率，两者结合起来就可以作为可燃液体静电危险性分类的依据。

1.1 闪点

液体的火灾危险性、挥发性和蒸气压分类主要以闪点为依据，可以表征正常储存状态下可燃液体的蒸气与空气混合物在发生静电放电时的燃爆可能性。

a)按闪点分别对液化烃、可燃液体以及液体石油产品进行火灾危险性分类，甲类(<28 ℃)，乙类(28～<60 ℃)，丙类(>60 ℃)。

b)石油液体分为非挥发性和挥发性两大类。非挥发性的石油液体是用闭杯测试法测得的闪点为60 ℃或以上者，挥发性的石油液体是用闭杯测试法测得的闪点低于60 ℃者。

c)炼制产品类别分为低蒸气压产品、中蒸气压产品和高蒸气压产品。低蒸气压产品是闭杯闪点高于38 ℃(100°F)的产品，意指在正常情况下储运这类产品的温度要比他们的闪点低得多，所以不会产生可燃性蒸气。

综合以上分类来看，由于夏季操作温度超过38 ℃在我国是比较正常的，从安全余量上考虑，应当认为可燃液体闪点高于60 ℃正常情况下不会产生可燃性蒸气。

1.2 电导率

液体的导电性分类以电导率为依据，有3种方法。

a)静电导体即电导率等于或大于1×10-6S/m的物料，静电亚导体即电导率小于1×10-6S/m大于1×10-10S/m的物料，静电非导体即电导率等于或小于1×10-10S/m的物料。

b)把液体导电率分为高导电率(>1 000 pS/m)、中导电率(50～1 000 pS/m)、低导电率(<50 pS/m)3类。

c)将液体产品分为3大类：导体、非导体或半导体。当液体具有低于50 pS/m的导电率时，该液体就被认为属于非导体，它们通常被称为静电储集体；电导率超过50 pS/m的液体以及导电液体，常常称为非静电储集体。

根据国标要求，研究人员用MAIHAK MLA900(数字型)电导率仪对汽油、柴油及乙醇汽油的电导率进行了大量测试。表1是对多地油库装油油罐车内汽油电导率的现场测试值。

表1 油库油罐车汽油电导率

从测试值来看，汽油、柴油的电导率在1～1 000 pS/m范围内，乙醇汽油大于2 000 pS/m。综合电导率标准要求和实际测试值，可以把1 000 pS/m作为电导率的分界点。

2 静电危险性分类

静电危险性分类是对可燃液体的分类，依据闪点和电导率分为本质静电危险类、外部静电危险类和特殊工况静电危险类3类。

2.1 本质静电危险类

电导率低于1 000 pS/m、闪点低于60 ℃的可燃液体，在储运过程中产生静电积聚，并形成可燃性蒸气-空气混合物，在一定条件下会引发静电燃爆事故，称为本质静电危险类。汽油、轻柴油、煤油等属于本质静电危险类。

2.2 外部静电危险类

电导率高于1 000 pS/m、闪点低于60 ℃的可燃液体，在正常储运过程中不产生静电积聚，但形成可燃性蒸气-空气混合物，在一定条件下会由外部的人体、器具等引发静电燃爆事故，称为外部静电危险类。乙醇汽油属于外部静电危险类。

2.3 特殊工况静电危险类

在储运过程中，电导率高于1 000 pS/m的可燃液体在特殊工况下会产生静电，闪点高于60 ℃的可燃液体在特殊工况下也会形成可燃性蒸气-空气混合物，这两种情况下会引发静电燃爆事故，称为特殊工况静电危险类。特殊工况主要包括：

a)可燃液体被分裂成微小液滴而形成可带电荷的油雾，这在顶部装载、喷溅装载和装载初期容易产生。

b)水以及其他污染物或者成分的变化会显著提高可燃液体的电导率，但产生的静电也会明显增加。

c)可燃液体装载时，容器内已经聚集了高浓度可燃液体蒸气时，就可能存在引燃的条件，这种情况可发生于转换装载过程。

d)可燃液体，特别是经过加氢处理的物料，如果其中溶解的氢或者在处理过程中带入的其他轻烃类在油罐内释放出来，那么在固定顶储油罐的气相空间就有可能产生可燃性蒸气—空气混合物。

属于外部静电危险类的乙醇汽油的灌装过程就属于特殊工况。可以认为变性燃料乙醇刚加完时，少量变性燃料乙醇以杂质的性质出现，加大了静电起电量，这就是乙醇汽油灌装时发生燃爆事故的重要原因[1]。

3 分类防护措施

依据标准、规范的各项规定和静电危险性分类，可以规范可燃液体生产、储运过程静电防护仪器设备的配置要求。生产、储运设施及工艺的防静电措施如接地、流速控制等本文不作赘述。

3.1 人体静电消除装置

“防止人体带电时，泵房的门外、油罐的上罐扶梯入口与采样口处、装卸作业区内操作平台的扶梯入口及悬梯口处、装置区采样口处、码头入口处等作业场所应设人体静电消除装置。”，该规定的范围包括所有液体石油产品。

“下列甲、乙、丙A类油品(除原油外)作业场所，应设消除人体静电装置：①泵房的门外；②储罐的上罐扶梯入口处；③装卸作业区内操作平台的扶梯入口处；④码头上下船的出入口处。”，该规定的范围缩小至甲、乙、丙A类油品(除原油外)，即闪点不高于120 ℃的油品。

本质静电危险类、外部静电危险类和特殊工况静电危险类可燃液体储运设施应设置人体静电消除装置。该要求范围比后者略小，丙A类油品如存在转换装载过程以及溶解有氢或者其他轻烃类，则设施应设置人体静电消除装置。

3.2 静电消除器

“当不能以控制流速等方法来减少静电积聚时，可以在管道的末端装设液体静电消除器。”和“当不能以改善工艺条件等方法来减少静电积聚时，应采用液体静电消除器。静电消除器应装设在尽量靠近管道出口处。”，两个规定基本一致。

本质静电危险类和特殊工况静电危险类可燃液体的储运设施应按上述要求设置静电消除器。

3.3 缓和器

“采用缓和器时，带电油品在缓和器内停留的时间一般可按缓和时间的3倍来设计。对于电导率大于50 pS/m的油品，可以不受缓和时间的限制。”，没有范围限制，可选择安装。“当输送甲、乙类油品的管道上装有精密过滤器时，油品自过滤器出口流至装料容器入口应有30s的时间。”，对经过精密过滤器的油品规定了缓和时间。“管道泵及泵入口永久过滤器、缓冲器应设置静电接地。”，没有规定如何安装。

本质静电危险类和特殊工况静电危险类可燃液体的储运设施应按上述要求设置缓和器。如乙醇汽油防静电混合器就是缓和器的一种。

3.4 静电在线监测设施

由于液体静电在线监测设施开发滞后，目前国内外标准规范都没有对液体静电进行在线监测的规定。国内已成功开发了油品静电在线监测仪，直接测量管道内流动油品的电荷密度[2]，并能应用于可燃液体的静电在线监测。

特殊工况静电危险类可燃液体的储运设施可根据实际情况设置静电在线监测设施，必要时采取联锁控制。部分加油站地下油罐存在油品含水量较高的情况，边卸油边加油过程应视作特殊工况。

4 结语

事实上，虽然没有明确的分类概念，但国外已有相关标准资料以闪点和电导率这两个参数为依据提出了相应的静电防护措施。本文对可燃液体静电危险性分类的方法、数值界限和防护仪器设备配置要求提出建议，希望能引起人们的深入探讨。

[1] 孙立富.液体静电燃爆危险性与电导率关系的探讨.安全、健康和环境[J],2012,12(12)：30-32.

[2] 刘全桢.静电在线监测的新突破[J].中国防静电,2013(4):11-14.

StudyonElectrostaticDischargeClassificationProtectionofCombustibleLiquid

Sun Lifu1,2,Qin Guoming3,Liu Quanzhen1,2, Meng He1,2, Li Liangliang1,2

(1.SINOPEC Research Institute of Safety Engineering, Shandong, Qingdao，2660712.State Key Laboratory for Safety Control of Chemicals, Shandong, Qingdao，2660713.SINOPEC Shandong Petroleum Branch, Shandong, Jinan，25001)

According to the standard classification of flammable liquids with the flash point of 60 ℃ and the conductivity of 1 000 pS/m as the critical point, the flammable liquid can be divided into essential electrostatic hazard class, external electrostatic hazard class and specially conditional electrostatic hazard class. Based on this, we propose the configuration requirements of body elsctrostatic eliminators, electrostatic eliminators, electrostatic moderators and electrostatic online monitors.

combustible liquid; electrostatic; classification protection

2016-11-02

孙立富，高级工程师，1992年毕业于青岛化工学院生产过程自动化专业，现在中国石化安全工程研究院从事静电安全研究工作。