從泉州某公司生產(chǎn)裝置試運(yùn)行時起火事件探討關(guān)于環(huán)氧丙烷裝置滅火技術(shù)建議

從泉州某公司生產(chǎn)裝置試運(yùn)行時起火事件探討關(guān)于環(huán)氧丙烷裝置滅火技術(shù)建議2023年12月20日8時14分，福建省泉州市泉港石化園區(qū)一公司生產(chǎn)裝置試運(yùn)行時發(fā)生火情，現(xiàn)場可見大火和黑煙。事故造成1人受輕微傷，無人員受困或失聯(lián)，火情已控制，裝置已停止運(yùn)行，事故原因正在調(diào)查中。據(jù)傳，此次爆炸的或是試運(yùn)行的HPPO裝置。據(jù)閩南網(wǎng)等當(dāng)?shù)孛襟w報(bào)道，60萬噸/年環(huán)氧丙烷項(xiàng)目是福建省和泉州市的重點(diǎn)項(xiàng)目，也是本次事故產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目的子項(xiàng)目之一。該產(chǎn)業(yè)園計(jì)劃建設(shè)60萬噸/年環(huán)氧丙烷、20萬噸/年尼龍66、10萬噸/年尼龍12等項(xiàng)目，建成后產(chǎn)值有望達(dá)210億元。此次投建的環(huán)氧丙烷項(xiàng)目，采用HPPO工藝，是該公司自主研發(fā)的雙氧水法環(huán)氧丙烷技術(shù)。預(yù)計(jì)建成后，泉港石化園區(qū)將擁有完整的“丙烷-丙烯-環(huán)氧丙烷-聚醚”碳三產(chǎn)業(yè)鏈。環(huán)氧丙烷是什么？它有什么危險(xiǎn)性？為什么會造成如此可怖的火災(zāi)現(xiàn)場？一、環(huán)氧丙烷危險(xiǎn)性概述

緊急情況概述：極易燃,與空氣可形成爆炸性混合物,遇明火、高熱有燃燒爆炸的危急。蒸氣比空氣重,能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方,遇火源會著火回燃和爆炸。GHS危險(xiǎn)性類別：易燃液體-類別1；皮膚腐蝕/刺激-類別2；嚴(yán)重眼損傷/眼刺激-類別2；生殖細(xì)胞致突變性-類別1B；致癌性-類別2；特異性靶器官毒性-一次接觸-類別3（呼吸道刺激）象形圖：警示詞：危險(xiǎn)危險(xiǎn)信息：極易燃液體和蒸氣,造成皮膚刺激,造成嚴(yán)重眼睛刺激,可造成遺傳性缺陷,懷疑致癌,可能引起呼吸道刺激。防范說明：使用前取得專業(yè)說明。在閱讀并明了所有安全措施前切勿搬動。遠(yuǎn)離熱源、熱表面、火花、明火以及其它點(diǎn)火源。禁止吸煙。保持容器密閉。容器和接收設(shè)備接地和等勢聯(lián)接。使用不產(chǎn)生火花的工具。預(yù)防措施：采取措施，防止靜電放電。避免吸入粉塵/煙/氣體/煙霧/蒸氣/噴霧。作業(yè)后徹底清洗。只能在室外或通風(fēng)良好之處使用。戴防護(hù)手套/穿防護(hù)服/戴防護(hù)眼罩/戴防護(hù)面具。應(yīng)急響應(yīng)：如感覺不適，呼叫中毒急救中心/醫(yī)生。如誤吸入：將受人轉(zhuǎn)移到空氣新鮮處，保持呼吸舒適的體位。如接觸到或有疑慮：求醫(yī)/就診。如發(fā)生皮膚刺激：求醫(yī)/就診。如仍覺眼刺激：求醫(yī)/就診。脫去被污染的衣服，清洗后方可重新使用。如皮膚(或頭發(fā))沾染：立即去除/脫掉所有沾染的衣服。用水清洗皮膚或淋浴。如進(jìn)入眼睛：用水小心沖洗幾分鐘。如戴隱形眼鏡并可方便地取出，取出隱形眼鏡，繼續(xù)沖洗。安全儲存：存放處須加鎖。存放在通風(fēng)良好的地方。保持容器密閉。存放在通風(fēng)良好的地方。保持低溫。廢棄處置：按照地方/區(qū)域/國家/國際規(guī)章處置內(nèi)裝物/容器。物理和化學(xué)危險(xiǎn)：極端易燃液體，有爆炸危險(xiǎn)。健康危害：吸入蒸氣(尤其是長期接觸)可能引起呼吸道刺激，偶爾出現(xiàn)呼吸窘迫。吸入該物質(zhì)可能會引起對健康有害的影響或呼吸道不適。意外食入本品可能對個體健康有害。皮膚直接接觸可造成皮膚刺激。通過割傷、擦傷或病變處進(jìn)入血液，可能產(chǎn)生全身損傷的有害作用。本品能造成嚴(yán)重眼刺激，眼睛直接接觸可能會造成嚴(yán)重的炎癥并伴隨有疼痛。二、環(huán)氧丙烷的燃燒特點(diǎn)環(huán)氧丙烷是我國化工行業(yè)非常重要的有機(jī)化合物原料，多用于生產(chǎn)聚醚多元醇、丙二醇和各類非離子表面活性劑，是僅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大丙烯類衍生物。環(huán)氧丙烷沸點(diǎn)接近常溫（34.2℃），屬低閃點(diǎn)（-37℃）、易揮發(fā)、易燃、易爆的危險(xiǎn)化學(xué)品，同時具有一定的毒性，屬于甲B類易燃液體。環(huán)氧丙烷揮發(fā)形成的蒸氣比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇火源會著火回燃、池火和爆炸。安工院近些年針對環(huán)氧丙烷燃燒特性開展了大量實(shí)驗(yàn)研究，主要研究結(jié)論如下：環(huán)氧丙烷火焰燃燒溫度高，最高達(dá)到1250℃，高溫持續(xù)時間長，燃燒過程存在間歇性閃爆現(xiàn)象。汽油和石腦油的火焰溫度比其低200℃-300℃，而乙醇的火焰最高溫度在700℃-800℃之間，環(huán)氧丙烷燃燒時在高溫區(qū)域還會出現(xiàn)轟鳴現(xiàn)象，原因是燃料揮發(fā)劇烈，在火焰區(qū)的燃?xì)鉂舛忍幱诒ǚ秶詢?nèi)。環(huán)氧丙烷燃燒速度快，其速率是石腦油的1.6倍、溶劑油的1.4倍、乙醇的2.7倍。環(huán)氧丙烷燃燒熱輻射值高。環(huán)氧丙烷熱輻射強(qiáng)度遠(yuǎn)高于石腦油、汽油、乙醇等易燃液體。三、環(huán)氧丙烷的滅火難點(diǎn)中石化安全工程研究院、天津消防研究院、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)火災(zāi)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室等科研單位近些年采用抗溶合成泡沫、抗溶氟蛋白泡沫、抗溶成膜氟蛋白泡沫及抗溶水成膜泡沫等常規(guī)泡沫滅火劑對環(huán)氧丙烷、凝析油、石腦油、正戊烷等典型的低沸點(diǎn)易燃液體進(jìn)行了泡沫滅火試驗(yàn)研究。從試驗(yàn)結(jié)果看，當(dāng)前常規(guī)的泡沫滅火劑對環(huán)氧丙烷只能控火、不能滅火，目前國內(nèi)缺少能撲滅環(huán)氧丙烷等低沸點(diǎn)易燃介質(zhì)有效泡沫滅火劑。環(huán)氧丙烷無法滅火的主要原因是環(huán)氧丙烷液體沸點(diǎn)低，易蒸發(fā)，飽和蒸汽壓較高，靠普通泡沫的覆蓋隔離作用難以完全阻止可燃蒸氣向燃燒區(qū)的輸送，即使使用較大的供給強(qiáng)度和較長供給時間也難以徹底撲滅其火災(zāi)。曾在壓縮空氣泡沫滅火實(shí)驗(yàn)中發(fā)生泡沫層厚度1000mm時，泡沫層表面依然在燃燒的困境。環(huán)氧丙烷飽和蒸汽壓大，屬于滅火難度較大的液體。目前，相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范均未對該類儲罐泡沫滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做明確規(guī)定，如：美國NFPA11《低倍數(shù)、中倍數(shù)、高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)》規(guī)定“沸點(diǎn)低于37.8℃的易燃液體應(yīng)采用較高的供給強(qiáng)度，適宜的供給強(qiáng)度應(yīng)通過試驗(yàn)確定”；歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN13565(2)《固定滅火系統(tǒng)第2部分：泡沫滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)》規(guī)定“沸點(diǎn)低于40℃的易燃液體應(yīng)采用較高的供給強(qiáng)度，適宜的供給強(qiáng)度應(yīng)通過試驗(yàn)確定”；GB50151《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定“空氣泡沫系統(tǒng)不適用于儲存沸點(diǎn)低于45℃的低沸點(diǎn)易燃液體儲罐”。目前國內(nèi)設(shè)置的吸氣式泡沫滅火系統(tǒng)不足以對低沸點(diǎn)可燃液體儲罐進(jìn)行有效防護(hù)，該類儲罐區(qū)的消防安全水平有待提高。四、環(huán)氧丙烷裝置火災(zāi)事故處置建議（一）在泡沫滅火劑選擇方面，優(yōu)先選擇抗燒等級高的環(huán)氧丙烷專用泡沫滅火劑。按GB15308-2006測試方法,該泡沫滅火劑以環(huán)氧丙烷為測試燃料，抗燒時間應(yīng)不低于25min，滅火時間應(yīng)低于3min。其次，選擇常規(guī)的高滅火性能的抗溶水成膜泡沫滅火劑或抗溶氟蛋白泡沫滅火劑進(jìn)行滅火，該滅火劑的滅火性能等級應(yīng)為I級，抗燒水平應(yīng)為A級。（二）在滅火戰(zhàn)術(shù)方面，應(yīng)大幅提高泡沫供給強(qiáng)度。對于環(huán)氧丙烷的池火、流淌火等火災(zāi)場景，泡沫供給強(qiáng)度建議不低于30L/min·㎡，比常規(guī)的油料滅火所需泡沫供給強(qiáng)度至少要提高2-3倍；另外，泡沫液儲備量應(yīng)滿足至少5次滅火總攻的需求，單次總攻持續(xù)噴射時間應(yīng)按不低于30min計(jì)算。同時，對環(huán)氧丙烷的燃燒設(shè)備，應(yīng)加大對設(shè)備表面的均勻冷卻，尤其是對設(shè)備的氣液交界面上部區(qū)域重點(diǎn)冷卻，杜絕設(shè)備表面的冷卻盲區(qū)，協(xié)助泡沫對設(shè)備內(nèi)裸露環(huán)氧丙烷液面的有效覆蓋，設(shè)備的冷卻強(qiáng)度不應(yīng)低于10L/min·㎡。在冷卻過程，消防水射流避免破壞環(huán)氧丙烷液體表面的泡沫層。（三）在關(guān)鍵消防裝備配置方面，首選高噴泡沫消防車、消防機(jī)器人等實(shí)施遠(yuǎn)距離泡沫噴射滅火。盡量采用緩施加方面施加泡沫，將泡沫射流落至設(shè)備表面，然后泡沫流淌至液面覆蓋，利于泡沫在液面形成完整的泡沫層。（四）在滅火方式方面，對于燃燒面積小的區(qū)域，如泵區(qū)、反應(yīng)器、換熱器、蒸餾塔、管廊底部等，除了采用泡沫滅火外，還可同步采用干粉消防車以干粉槍、干粉炮進(jìn)行快速輔助滅火。干粉快速切斷火焰根部區(qū)域，以泡沫覆蓋隔離與干粉化學(xué)滅火結(jié)合的方式，提高滅火效率。在環(huán)氧丙烷滅火中，干粉在處置殘留火焰、設(shè)備壁面環(huán)繞火焰等方面具有明顯優(yōu)勢，宜與泡沫協(xié)同滅火。（五）在火災(zāi)防護(hù)方面，應(yīng)加強(qiáng)對鄰近生產(chǎn)裝置的冷卻保護(hù)，尤其是環(huán)氧丙烷火焰直接侵襲的設(shè)備表面、火焰間歇性觸及的設(shè)備區(qū)域以及下風(fēng)向的鄰近區(qū)域。設(shè)備表面的冷卻噴淋強(qiáng)度不低于20L/min·㎡，并采取措施防止生產(chǎn)裝置內(nèi)流出環(huán)氧丙烷液體進(jìn)入到密閉空間，防范閃爆風(fēng)險(xiǎn)及次生事故。（六）在事故后處置方面，滅火結(jié)束后對反應(yīng)裝置內(nèi)殘留的環(huán)氧丙烷液體應(yīng)持續(xù)泡沫覆蓋。至少每隔20min對覆蓋泡沫層進(jìn)行檢查和補(bǔ)充，以保證泡沫層的完整性，直到所有環(huán)氧丙烷液體得到安全處置。其次，應(yīng)對環(huán)氧丙烷液體裸露區(qū)域定時開展油氣濃度檢測，做好防火防爆工作。五、環(huán)氧丙烷專用泡沫滅火劑研制中石化安全工程研究院近些年針對環(huán)氧丙烷、正戊烷等低沸點(diǎn)易燃液體滅火難的行業(yè)難題，充分考慮低沸點(diǎn)熱蒸汽易穿透泡沫層、火焰溫度高、常規(guī)泡沫滅火劑難以撲滅等問題，研發(fā)了環(huán)氧丙烷專用泡沫滅火劑。該專用泡沫滅火劑主要含有改性的關(guān)鍵組分水溶性高分子聚合物，與成膜劑、發(fā)泡劑、抗凝劑等組分組成了滅火劑生產(chǎn)配方。該高分子聚合物具有對火焰的耐高溫能力，增強(qiáng)了泡沫滅火劑的抗燒性，可抵御高溫火焰；該專用滅火劑增加了泡沫的柔韌性，可形成致密的粘稠膠膜，使低沸點(diǎn)易燃液體不易穿透。以環(huán)氧丙烷為測試燃料，依據(jù)GB15308-2006測試方法,通過滅火性能測得其控火時間為43s、滅火時間為1.92min、抗燒時間為31.83min，明顯優(yōu)于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求，滅火效果顯著，已取得天津消防所的檢測報(bào)告，具備批量生產(chǎn)能力。研發(fā)的環(huán)氧丙烷專用泡沫滅火劑可替代現(xiàn)有的抗溶性泡沫滅火劑，克服現(xiàn)有技術(shù)只能控