案例學(xué)習(xí) | 苯乙烯儲(chǔ)罐凹陷變形原因分析及應(yīng)對(duì)措施
金屬常壓固定頂儲(chǔ)罐是化工行業(yè)應(yīng)用十分廣泛的一種儲(chǔ)罐，主要用于儲(chǔ)存各類化工原料及產(chǎn)品。在使用過(guò)程中，如果儲(chǔ)罐的安全設(shè)施不齊全或操作不當(dāng)，容易發(fā)生罐頂、罐體凹陷變形的設(shè)備事故。因此，分析儲(chǔ)罐凹陷變形的原因，提出預(yù)防措施，對(duì)常壓儲(chǔ)罐的安全生產(chǎn)有重要意義。
事故企業(yè)為唐山市南堡開(kāi)發(fā)區(qū)的一家民營(yíng)復(fù)合材料生產(chǎn)廠家，擁有一條2萬(wàn)噸/年不飽和聚酯樹(shù)脂及360萬(wàn)平米/年采光板生產(chǎn)裝置。 事故發(fā)生在早上8時(shí)左右，操作人員啟動(dòng)苯乙烯輸送泵向稀釋釜輸送苯乙烯,此時(shí)儲(chǔ)罐儲(chǔ)存苯乙烯約為40立方米，輸送過(guò)程中苯乙烯儲(chǔ)罐突然發(fā)出巨響及凹陷變形，操作人員采取了停泵停止外送苯乙烯措施。由于只有一臺(tái)苯乙烯儲(chǔ)罐，事故導(dǎo)致該企業(yè)無(wú)法繼續(xù)生產(chǎn)，給企業(yè)帶來(lái)相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)損失。 事故儲(chǔ)罐有效容積100立方米，不銹鋼材質(zhì)，設(shè)有液位計(jì)、溫度表，罐頂設(shè)有阻火器、呼吸閥及噴淋水降溫設(shè)施，儲(chǔ)罐溫度在30℃左右。
在事發(fā)當(dāng)天的外送苯乙烯過(guò)程中，液位下降，罐內(nèi)形成負(fù)壓，需要大量吸入空氣，由于呼吸閥進(jìn)出口金屬網(wǎng)阻火器堵塞嚴(yán)重，導(dǎo)致吸入空氣量無(wú)法及時(shí)得到補(bǔ)充，儲(chǔ)罐負(fù)壓持續(xù)增加，最終導(dǎo)致儲(chǔ)罐發(fā)生凹陷變形。
通過(guò)對(duì)事故儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)檢查，該企業(yè)的苯乙烯儲(chǔ)罐在安全設(shè)施方面存在以下問(wèn)題：
溫度控制設(shè)施達(dá)不到要求，只采用罐頂噴淋水的方法控制溫度，未對(duì)罐體進(jìn)行保冷，未設(shè)置冷凍循環(huán)水冷卻裝置。罐內(nèi)苯乙烯溫度控制在30℃,遠(yuǎn)大于苯乙烯18℃的適宜儲(chǔ)存溫度。
未設(shè)置氮?dú)獗Ｗo(hù)設(shè)置，不能防止在外送物料時(shí)空氣進(jìn)入儲(chǔ)罐，為苯乙烯聚合創(chuàng)造了條件。
未設(shè)置儲(chǔ)罐壓力表，操作人員在儲(chǔ)罐進(jìn)、出物料過(guò)程中無(wú)法知道儲(chǔ)罐壓力，也是導(dǎo)致儲(chǔ)罐發(fā)生凹陷變形的重要原因之一。
苯乙烯聚合物形成原因及防止聚合的方法 檢查呼吸閥金屬網(wǎng)阻火器上的堵塞物為苯乙烯聚合物，此次事故的主要原因是苯乙烯氣體在阻火器、呼吸閥發(fā)生了聚合反應(yīng)，將呼吸閥金屬網(wǎng)阻火器堵塞，造成儲(chǔ)罐呼吸作用失效。 現(xiàn)對(duì)苯乙烯在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程發(fā)生聚合的條件及防止聚合應(yīng)采取的措施進(jìn)行分析。 1.苯乙烯的性質(zhì) 苯乙烯分子式C8H8，分子量104.14，是無(wú)色透明帶有強(qiáng)烈的令人不愉快氣味的液體，易燃，比重0.909，沸點(diǎn)145.2℃, 閃點(diǎn)31 ℃(開(kāi)杯法)，燃點(diǎn)490℃,爆炸極限1.1%-6.1% (體積)。苯乙烯是不飽和芳烴，在空氣中氧氣的作用下，常溫就能發(fā)生緩慢熱激發(fā)的聚合反應(yīng)。 2.控制苯乙烯聚合的方法 (1)增加阻聚劑。常用的阻聚劑為叔丁基鄰本二酚(TBC)，一般加入量為10-50ppm。 (2)控制儲(chǔ)存溫度。苯乙烯儲(chǔ)存的適宜溫度為18℃，為控制溫度，苯乙烯儲(chǔ)罐罐體應(yīng)做保冷，并設(shè)置冷凍循環(huán)水裝置。 (3)設(shè)置氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置。苯乙烯儲(chǔ)罐采用氮?dú)獗Ｗo(hù)能有效地阻止空氣中的氧氣與儲(chǔ)罐內(nèi)的苯乙烯進(jìn)行接觸，防止苯乙烯冷凝聚合在呼吸閥、阻火器積聚而造成堵塞，同時(shí)，氮封還可減少苯乙烯蒸氣揮發(fā)，避免污染環(huán)境。 (4)減少鐵離子的影響。鐵銹對(duì)苯乙烯產(chǎn)品中聚合物生成量影響較大，這是因?yàn)樵谟醒醮嬖诘臈l件下，苯乙烯通過(guò)Fe2+離子的催化作用，產(chǎn)生過(guò)氧化物，隨著溫度的升高過(guò)氧化物又促進(jìn)聚合物的生成。 預(yù)防苯乙烯儲(chǔ)罐凹陷變形的措施 分析近幾年發(fā)生的多起儲(chǔ)罐凹陷變形事故，其中大多與儲(chǔ)罐內(nèi)物料的性質(zhì)有關(guān)，其中高黏度、易凝結(jié)、易聚合的物料最易造成呼吸閥堵塞或不能打開(kāi)； 另外與物料儲(chǔ)存溫度的驟降及天氣的影響也有很大關(guān)系。為防止常壓儲(chǔ)罐發(fā)生凹陷變形，建議采取以下安全措施: 根據(jù)物料的性質(zhì)及安全要求設(shè)置相應(yīng)的安全設(shè)施，使物料儲(chǔ)存在適宜溫度、壓力操作條件下。 減少物料發(fā)生聚合的可能性，儲(chǔ)罐增加氮封裝置，一方面防止苯乙烯聚合，另一方面減小儲(chǔ)罐發(fā)生火災(zāi)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。 增加儲(chǔ)罐的壓力檢測(cè)設(shè)置，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)罐壓力的異常，迅速采取措施；增加壓力低低停泵聯(lián)鎖，避免儲(chǔ)罐凹陷變形事故的發(fā)生。 嚴(yán)格執(zhí)行呼吸閥定期檢查制度，對(duì)易發(fā)生凝結(jié)、聚合物料的呼吸閥要加大檢查頻次，定期對(duì)呼吸閥進(jìn)行解體檢查。 嚴(yán)格控制物料的輸送速度，防止液位變化過(guò)快導(dǎo)致儲(chǔ)罐超壓（負(fù)壓）。