石油化工企业火灾扑救处置要点分析

＊申茂庆

（北京市大兴区消防救援支队 北京 102600）

引言

石油化工是指以石油为原料从事化学品生产加工的工业领域，广义上石油化工包括石油炼制、石油化工和天然气化工[1]。石油化工涉及产品众多，石油气裂解可以生产小分子烃类、烯烃和芳烃，由烯烃可以向下衍生出相应的醇、醛、酸类及环氧化合物等多种化学品，苯及同系物可以进一步合成氯苯、硝基苯、磺酸基苯、苯酚等芳香烃物质，而烯烃、芳香烃经过一系列变化可以生产合成橡胶、合成纤维、工程塑料、颜料涂料、洗涤剂、粘合剂等多种工业产品。这些工业产品共同组成了能源化工和材料工业的产业体系，对于国家工业化发展具有重要意义[2]。

石油化工行业生产具有以下特点：一是，生产工艺伴随着高温高压、易燃易爆炸的特点；二是，多数产品有毒有害，对皮肤、呼吸道和消化道具有刺激、腐蚀作用；三是，工业化连续性生产，大型生产装置多，工艺流程繁琐，生产环境较为恶劣；四是，产品多样，不同的产品性能不同，对储存和使用的具体要求各异。无论是石油化工产品本身，还是石油化工生产过程以及运输储存过程都存在火灾发生的诱因，极易导致石油化工企业发生火灾事故，为火灾扑救工作带来很大挑战。因此，需要认真分析石油化工行业火灾危害的类型，结合火灾特征和险情特点，提出针对性救援灭火方案，从而最大可能地降低石油化工行业火灾带来的损失。

1.石油化工行业火灾危害类型

(1)多数易燃

石油化工行业涉及到的原料、中间产品和最终产品基本都是有机物，从物料的化学结构上看，其主要组成元素是C元素和H元素，偶有O、N、S等杂原子掺杂其中，C元素和H元素的结构组成造成有机物达到相应燃点都可以燃烧，而杂原子由于原子电负性比较强，局部增加有机物整体的不稳定性，进一步加剧有机物被氧化的过程。从石油化工企业的装置看，除卧式换热器、流体泵、空气压缩机等少数装置外，大多数化工装置和物料储罐基本上以竖直排列为主，高大密集充分利用空间效率，但是对石化企业火灾扑救造成很大困难。易燃物料容易向四周流淌，迅速形成大面积的火灾；烈火炙烤附近装置，造成附近装置金属强度降低而垮塌；密集排列的装置孔洞较多，火借风势更不容易控制，引发立体火灾。

(2)易爆炸风险

石油化工装置的爆炸根据性质不同可划分为物理爆炸和化学爆炸。物理爆炸通常是操作不当，由于温度、压力超标或静电聚集，能量得不到及时释放而发生的爆炸；化学爆炸是可燃物达到爆炸极限，氧化反应的能量聚集在有限的空间内而产生的爆炸。石油化工企业多见于化学爆炸，比如管线中可燃蒸汽与空气混合发生爆炸，格氏试剂、活泼金属等接触含活泼氢的物质而发生爆炸，硝基苯、磺酸基苯等强氧化剂遇见还原剂发生爆炸。石油化工装置发生爆炸冲击波除了对人员和设备带来直接危害，飞溅物料、机械碎片也可能抛向四周，造成二次伤害，因此，石化企业火灾救援过程应尽量避免火灾导致更严重的爆炸事故。

(3)含有毒物质

石油化工企业的生产、输送和储存等环节都围绕化工物料展开，其中许多化学物质含有不同程度的毒性，比如，吸入大量乙醇和甲醚会引起嗜睡、浑身无力等症状，甲苯、二甲苯具有麻痹中枢神经的作用，不慎接触后轻者头晕目眩、胸闷乏力，严重者会造成精神萎靡、记忆减退等神经衰弱症候。此外石化企业火灾发生过程中，一些含杂原子物质燃烧过程也可能产生有毒物质，例如一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等，当被困事故危险区域较长时间，就可能发生人员中毒甚至危及生命。

(4)低温冻伤

石油化工企业的火灾救援过程也有可能会发生低温冻伤事故，主要原因是救援人员靠近高压低温储罐而没有做好相应保护措施，主要见于空分装置、液化烃类储罐、液化天然气储罐。空气分离装置储存的液氮临界温度为-147.05℃，液氧临界温度为-119.15℃。常见的液化烃类包括C2～C4烷烃或烯烃，沸点温度都在0℃以下（标准状态下）。液化天然气经过石油裂解、重整、纯化处理后得到，其常压下沸点为-162℃，工业上为了节省成本通常采用适当加压提升其沸点的办法储存。正是由于物质结构决定上述物质加压低温存储的性质，而低温加压装置在火灾扑救过程又会给救援人员造成冻伤伤害，需要引起特别的注意。

(5)其他伤害

石油裂解的重质组分由于工艺技术原因会存在一定量水分，当石化火灾蔓延至重质油附近时，高温导致重质油中的水分迅速气化，产生的动能推动表层重质油向四周飞溅，遇见周围空间的易燃物还会引起燃烧。据不完全统计，对于一些石化企业大型的重质油储罐，因火灾喷溅作用，重质油残骸可以顺风飘散100m左右。此外，石化企业火灾持续时间长，装置金属部分因为高温炙烤，抗压力强度和稳定性会下降，而普通钢材料在700℃下10min左右，其抗压强度基本丧失，钢架结构会发生严重变形，此时很容易发生装置、管道和储罐破损和垮塌。石化企业火灾救援还要注意灼伤、擦伤等意外伤害，只有充分认识石化企业火灾危险来源，才能在救援行动中避免由此带来的不必要伤害。

2.石油化工行业发生火灾的灾情特点

（1）易燃易爆，火情多变。石油化工企业发生火灾后，由于化工原料、产品高度易燃，容易形成大面积的高温燃烧区域，同时火势顺着管道内残存的物流流窜，迅速发展成为更大的火势，进一步增加过火面积。石化装置发生火灾通常伴随着爆炸，带火焰的可燃物四处飞溅，引燃周边易燃物，增加了事故救援的难度。特别是对于设备、管线较为密集的区域，混杂的多种物料在狭小空间剧烈燃烧更容易引起爆炸。总之，复杂的火情给救援工作带来巨大挑战。

（2）有毒有害，灾情复杂。不同于常规的火灾事故，石油化工企业发生的火灾，在燃烧、爆炸过程中会释放出有毒有害气体，使救援人员很难靠近火灾发生区域，需要配备专用的防火防毒消防设备。此外，在石化企业发生火灾附近，要装备毒性污染物监控装置，不仅要保证火情得到有效控制，还要兼顾污染物对周围大气、水源与土壤造成的危害，避免片面强调救火，而忽视对自然环境造成的损害。同时对于释放有毒物质的跑、冒、滴、漏的管道和设备，如何根据火灾现场形势准确判断泄露的具体位置，对于整个火灾救援过程显得尤为重要。

（3）工艺复杂，不可控因素多。石油化工企业存在交错纵横的管道网络，连接着各种反应装置、分离装置、换热装置以及工艺回收装置，各种装置的工作条件不同，材料的耐高温、抗爆炸冲击的强度不同，一旦某处发生火灾险情，及有可能导致附近的耐高温性能弱、抗压力冲击差的装置也发生火灾。此外，许多化工生产需要在高温、高压条件下进行，火灾发生时高温物料来不及冷却，而火灾高温极有可能继续促进化学反应更加剧烈的进行，增加了石化企业火灾救援的难度。

（4）持续时间长，扑救消耗大。石油化工企业火灾伴随着爆炸，高温加快了有毒有害物质产生，爆炸导致可燃性物料和机械部件向四周抛洒飞溅，火灾短时间内不能得到有效控制，还会导致金属部件强度性能下降，出现大型装置设备垮塌事故，这些都给火灾救援和装置抢救工作造成很大阻碍。同时化工生产流程繁多，工艺条件各不相同，单纯依靠消防队伍很难快速控制火势，此时需要企业工程技术人员的配合，提供生产工艺的技术资料，研判装置及物料的现场情况，采用科学的灭火方法、专业的灭火器材，尽早尽快控制火势发展范围，减少不必要的人力、物力的耗费。

（5）次生伤害频发，救援风险高。面对石化企业火灾事故，救援人员无时无刻不是身处高温炙烤，此外还有火灾引发的爆炸冲击，有毒有害物质持续排放，燃烧物的飞溅喷射，管道设备的垮塌倾覆。由于火灾引发的次生灾害频发，考验着救援队员临危受命的勇气，更考验着救灾指挥员的领导力和判断力。如何在石油化工企业火灾发生现场及时汇总事故信息，客观分析危险源位置，准确判断火灾规模和程度，科学制定灭火战略与措施，将成为决定火灾扑救的关键性因素[3]。

3.石油化工装置火灾扑救的应对策略

（1）评估灾情，明确扑救重点。面对石油化工企业火灾，全面评估灾情，制定扑救方案，是打赢火灾扑救战斗的首要因素。救援人员到达现场后，第一时间询问火情位置、原因及装置状况，并派出观察小组从地面、空中两个方向侦察火势发展情况，从而对火场变化做出合理准确的判断。救援指挥部人员要沉着冷静、不急不燥，严判火灾对附近高温高压装置与易燃易爆化学品的影响，防止火势蔓延发生二次事故。在了解企业装置工艺条件和火灾附近危险源的基础上，结合现有资料对火势走向进行预判，整合附近火灾扑救人员和设备，统一指挥各种救援力量，按照相关救援方案开展火灾救援工作。

石油化工企业火灾救援方案要突出重点工作，那就是全力避免火灾事故演变成燃爆事故。面对短时间内难以扑灭的火灾，应该及时给火灾核心区域装置进行冷却降温，防止设备因为燃烧的热辐射能力不能及时消散而产生剧烈的爆炸。进行冷却防爆操作要注意扑救的持续性和连贯性，对于装置设备的明火，及时利用泡沫喷射的方法，对火势核心区域进行覆盖，阻断燃烧发生的条件，有效抑制火势蔓延。对于装置冷却环节，可以按照上下左右周期性、规律性进行洒水作业，按照设备重要程度、火势严重程度等因素综合确定洒水降温的范围，同时要避免急冷和冷却局部位置引发材料热胀冷缩而爆裂，造成企业设备二次受损[4]。

（2）组织力量，控制火灾发展。石化企业火灾救援工作任务繁重，必须调集公安、消防、交通等多部门人员协同参与，按照既定部署开展扑救活动。石油化工企业火灾救援行动刻不容缓，一旦确定了行动方案，必须坚决执行，务必降低火灾造成的损失，切实保证人民的生命及企业的财产安全。救援指挥部按照救援战略部署及时派出救援力量，根据不同专业、不同分工，有顺序、分批次开展救援行动，避免救援力量分散施救、各自为战而降低火灾的扑救效率[5]。由于石油化工企业火灾不同于普通火灾，必须要求经验丰富的专家学者成立火灾救援顾问组，为火灾扑救和灾后评估提供技术支持，达到尽快扑灭火情，减少人员和财产损失的目的。控制石化企业火灾的难点是开闭相关阀门，包括主管阀门、旁通阀和泄压阀等，防止物流随管道流通，导致火情蔓延及反复。这就需要救援指挥人员会同企业工程技术人员，提前预判物流位置和火灾蔓延方向，掌握关键阀门的位置，一旦火情稳定，立刻组织力量执行阀门开闭任务，从而将火灾限制在可控范围内。

（3）灵活战术，疏堵结合抗火灾。石油化工企业火灾火情不是一成不变的，应该根据火灾现场形势的变化，及时调整扑救策略。在开始火灾扑救时，要了解火灾燃烧的物料，采取针对性的灭火手段，比如针对存放活泼金属、格氏试剂的仓库，很容易与水发生化学反应而放出热量，特别是活泼金属与水反应后生成氢气，如果直接采用喷水灭火，很容易助长火势，发生更大的危险。对于灭火战术的安排，一方面设置火灾变化情况的观察哨，利用相关仪器设备动态观测火情，及时给附近救援人员提供火情变化信息，当火灾逼近时及时提醒救援人员撤离；另一方面，采取灵活的扑救方法，根据不同物料着火采取不同灭火介质，结合装置着火情况选择灭火策略。针对火灾持续时间长，存在金属材料性能下降而发生变形、折断的风险，及时掌握火灾导致装置性能变化的程度，采取灵活战术应对突发情况。

控制石油化工企业火灾要坚持疏堵结合的原则，严密监视火场火情的细微变化，防止火情反复。堵漏是针对泄露的管道和装置发生易燃、易爆、有毒、有害物料泄露的位置，阻断其向周围空间扩散的趋势。采用胶粘剂和金属焊接是常规的堵漏方式，而带压堵漏就需要借助一定工具，比如夹具、塞子、高强度密封胶等。疏转作业是将装置内部残存的物流及时转移，排至回收管、放空管、备用管，并最终转移至安全的储槽或无害化处理。

（4）后勤保障，满足持续性救援。石化行业火灾具有持续时间长、火势发展快、存在爆炸和毒性物释放的特点。在石化行业火灾扑救过程中，要及时保障救援物资充沛，救援设备随见随用。对于灭火材料，其中泡沫灭火材料和冷却水的用量较大，坚持固定灭火为主、移动灭火为辅的原则，合理搭配使用固定、半固定泡沫系统与冷却水喷洒进行灭火，保证对明火的全覆盖，对着火核心区域和核心装置的持续性洒水降温，必要时调集区域自来水管网来保障供水。对于消防物资设备，按时按量及时补充，本着对救援人员负责，对企业财产负责，对人民群众生命财产负责的精神，调动周边可用的救援物资设备，争取一次性扑灭大火，防止火情反复带来的二次伤害[6]。

（5）技术创新，开展智能化救援。在石化企业火灾救援过程中，及时引进先进的技术装备，加强消防人员对新型灭火装备的培训，提高其操作新型设备的能力和水平，从而不断提高火灾扑救的效率。近年来，在有条件的地区引进了新型远程消防供水系统，提高了消防用水供应效率，采用大吨位水罐消防车提高了针对大型火灾的应变能力，智能化移动水炮减少了人员暴露，使救援人员在较为安全距离操控灭火设备。同时，伴随着智能化、信息化技术的成熟，新一代卫星通讯指挥车、消防机器人也逐渐普及，大大提升了灭火工作从机械化向智能化发展的进程。

4.结束语

综上所述，不同于普通民房火灾，石油化工企业发生的火灾具有易燃易爆、有毒有害、燃烧迅速、火情复杂等特点，给火灾救援工作带来巨大挑战。因此，在扑救石油化工企业火灾的过程中，认真评估险情，结合石油化工行业生产管理特点，确定冷却防爆、关闭阀门。疏堵结合的救援原则，根据现场火情和装置受损情况，确定火灾扑救方案，制定灵活的扑救战术，组织力量迅速扑救，保障救援人员物资供应，更新技术装备开展智能化救援，全力保障火灾救援工作的顺利开展。同时，石化企业火灾救援工作要着眼实际，战术灵活，不仅要及时控制火势，防止火势蔓延造成二次灾害，还要兼顾人员安全，将企业资产损失降至最低水平，为推进石油化工企业灾后重建工作提供必要支持，促进石化行业持续性发展，为国民经济的平稳、健康运行做出应有的贡献。