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防火防爆技术

第二章防火防爆技术

 

第一节燃  烧

 

  一、燃烧及燃烧条件

 

  

(一)燃烧

  燃烧是一种放热发光的化学反应,也就是化学能转变成热能的过程。

在日常生活、生产中所见的燃烧现象,大都是可燃物质与空气(氧)或其它氧化剂进行剧烈化合反应而发生发热发光的现象。

实际上燃烧有的是化合反应,也有的是分解反应。

  简单可燃物质的燃烧,只是元素与氧的化合。

  例:

C+O2=CO2;S+O2=SO2

  复杂物质的燃烧,则先是物质的受热分解,后是化合反应。

  例:

CH4+2O2=CO2+2H2O

  燃烧的化学反应具有放热、发光、生成新物质三个特征,这是区分燃烧和非燃烧现象的依据。

例如,电灯在照明时放出了光和热,但这是物理现象,因为它没有发生化学反应,没有新物质生成,所以,不能称为燃烧;铜和稀硝酸反应虽然生成了新物质硝酸铜,但没有产生光和热,也不叫燃烧。

燃烧也不只限于可燃物与氧的化合,金属钠、赤热的铁在氧气中反应,具有放热、发光、生成新物质等三个特征,所以也叫燃烧。

然而可燃物和空气中的氧所起的反应毕竟是最普遍的,在火灾爆炸事故的原因中也是最常见的。

  

(二)燃烧的条件

  燃烧的发生,必须同时具备三个条件:

  

(1)可燃物。

凡是能与空气中的氧或其它氧化剂起燃烧反应的物质,均称为可燃物。

如汽油、液化石油气、木材等。

  

(2)助燃物。

凡是能帮助和支持燃烧的物质,均称为助燃物。

如空气、氧气、高锰酸钾等,常见的有空气和氧气。

  (3)着火源。

凡是能引起可燃物质发生燃烧的热能源,均称作着火源。

如明火、摩擦、撞击、高温表面、自然发热、化学能、电火花、聚集的日光和射线等。

  实际发生燃烧不仅要具备三个要素,还要求可燃物和助燃物达到适当的比例,着火源必须具有一定的强度,否则即使同时具备了上述三个条件燃烧也不能发生。

  首先,要燃烧就必须使可燃物与氧达到一定的比例,如果空气中的可燃物数量不足,燃烧就不会发生。

如:

在室温(20℃)的同样条件下用火柴去点汽油和柴油时,汽油会立刻燃烧,柴油则不燃,这是因为柴油在室温下蒸气浓度(数量)不足,还没有达到燃烧的浓度。

虽有可燃物质,但其挥发的气体或蒸汽量不足够,即使有空气和着火源的接触,也不会发生燃烧。

  其次,要使可燃物质燃烧,必须供给足够的助燃物,否则,燃烧就会逐渐减弱,直至熄灭。

如:

点燃的蜡烛用玻璃罩罩起来,不使空气进入,短时间内,蜡烛就会熄灭。

通过对玻璃罩内气体的分析,发现还含有16%的氧气。

这说明,一般可燃物质在空气中的氧含量低于16%时,就不能发生燃烧。

  再次,要发生燃烧,着火源必须有一定的温度和足够的能量,否则燃烧就不能发生。

例如,从烟囱冒出来的碳火星,温度约有600℃,已超过了一般可燃物的燃点,如果这些火星落在易燃的柴草或刨花上,就能引起燃烧,这说明这种火星所具有的温度和热量能引起这些物质的燃烧;如果这些火星落在大块木料上,就会很快熄灭,不能引起燃烧,这就说明这种火星虽有相当高的温度,但缺乏足够的热量,因此不能引起大块木料的燃烧。

  总之,要使可燃物质燃烧,不仅要具备燃烧的三个条件,而且每一个条件都要具有一定的量,并且彼此相互作用,否则就不会发生燃烧。

对于正在进行着的燃烧,若消除其中任何一个条件,燃烧便会终止,这就是灭火的基本原理。

 

  二、燃烧过程及形成

 

  

(一)燃烧过程

  可燃物质燃烧实际上是物质受热分解出的可燃性气体在空气中燃烧,因此可燃物质的燃烧多在气态下进行。

  由于可燃物质的聚集状态不同,当其接近火源时变化也不同。

气体最容易燃烧,其燃烧所需的热量只用于本身的氧化分解,并使其达到燃点。

液体在火源作用下,首先使其蒸发,然后可燃气体氧化、分解进行燃烧。

在固体燃烧中,如果是简单物质硫、磷等,受热时首先熔化,然后蒸发成蒸气进行燃烧,并有分解过程。

如果是复杂物质,在受热时首先分解,析出气态和液态产物,然后气态产物和液态产物的蒸汽着火燃烧。

各种物质的燃烧过程如图2—1所示。

 

图2—1物质燃烧过程

 

  物质在受热燃烧时,其温度变化也是很复杂的,如图2—2所示。

 

图2—2物质燃烧时的温度变化

 

  T初为可燃物开始加热时的温度。

最初一段时间,加热的大部分热量用于熔化或分解,可燃物温度上升较缓慢,到T氧(氧化开始温度)时,可燃物开始氧化。

由于温度尚低,故氧化速度不快,氧化所产生的热量,还不足以克服系统向外界所放热量,如果此时停止加热,仍不能引起燃烧。

如继续加热,则温度上升很快,到T自氧化产生的热量和系统向外界散失的热量相等。

若温度再稍升高,超过这种平衡状态,即使停止加热,温度亦能自行上升,到T′自出现火焰而燃烧起来。

T自为理论上的自燃点,T′自为开始出现火焰的温度,即通常测得的自燃点。

T自到T′自这一段延滞时间称为诱导期。

  诱导期在安全上有实用价值。

在可燃气体存在的车间中使用的防爆照明,当灯罩破裂或密封性丧失时,即使能自动切断电路熄灭,但灼热的灯丝自3000℃冷到室温还需要一定的时间,爆炸的可能性取决于可燃气体的诱导期。

对于诱导期较长的甲烷或汽油蒸气(数秒),普通灯丝不致有危险,但对于诱导期很短的氢(0.01秒)就需要寻求冷却得特别快的特殊材料作灯丝,才能保证安全。

  

(二)燃烧形式

  由于可燃物质存在的状态不同,可分为均一系燃烧和非均一系燃烧。

均一系燃烧指的是燃烧反应在同一相中进行,如氢气在氧气中燃烧。

与其相反的燃烧反应在两相间即是非均一系燃烧,如石油、木材和塑料等液体和固体的燃烧。

  可燃性气体的燃烧有混合燃烧和扩散燃烧之分。

可燃性气体预先同空气(或氧气)混合,而后进行的燃烧即为混合燃烧。

若可燃性气体与周围空气一边混合一边燃烧,则称为扩散燃烧,如可燃性气体自管中喷出在管口发生的燃烧,即为扩散燃烧。

  混合燃烧反应迅速,火焰传播速度也快,化学爆炸即属于这种形式。

在扩散燃烧中,由于氧进入反应带只是部分参与反应,所以常产生不完全燃烧的碳黑。

  可燃液体的燃烧有蒸发燃烧和分解燃烧之分。

液体蒸发产生的蒸气进行燃烧叫蒸发燃烧。

难挥发可燃液体的燃烧是受热后分解产生的可燃性气体进行燃烧,故称为分解燃烧。

液体的蒸发燃烧和分解燃烧的机理和气体燃烧是相同的。

  可燃固体燃烧,如木材和煤的燃烧,是由分解产生的可燃气体的燃烧,因此属于分解燃烧。

像硫磺和萘这类可燃固体的燃烧,是先熔融蒸发而后进行燃烧。

因此可看作蒸发燃烧。

固体燃烧一般有火焰产生,故又称火焰型燃烧。

当可燃固体燃烧到最后,分解不出可燃气体时,就剩下炭,此时没有可见火焰,燃烧转为表面燃烧或叫均热型燃烧。

金属的燃烧也是一种表面燃烧。

此外根据燃烧的起因和剧烈程度的不同,又有闪燃、着火以及自燃的区别。

  1.着火与着火点

  可燃物质在空气充足的条件下,温度超过某个数值时,与火源接触即行着火,火源移去后,仍能继续燃烧。

我们将火源移去后仍能继续燃烧的最低温度称为该物质的着火点或燃点。

物质燃点的高低,反映了这个物质火灾危险性的大小。

  2.闪燃与闪点

  各种液体的表面都有一定量的蒸气,蒸气的浓度取决于该液体的温度。

在一定温度下,可燃液体的蒸气与空气混合而成的气体混合物,一遇火源即产生一闪即灭的瞬间燃烧,这种燃烧现象称为闪火或闪燃。

液体发生闪燃时最低温度即为液体的闪点。

某些液体的闪点如表2—1所示。

 

表2—1某些可燃液体的闪点

 

  一般称闪点小于或等于45℃的液体为易燃液体,闪点大于45℃的液体为可燃液体。

  3.自燃与自燃点

  可燃物质不需火源接近便能自行着火的现象称为自燃,此时的最低温度称为自燃点。

某些物质的自燃点见表2—2。

 

表2—2某些气体及液体的自燃点

 

  自燃现象可分为受热自燃和本身自燃两种。

  

(1)受热自燃。

可燃物质虽然未与明火接触,但在外部热源的作用下使温度达到其自燃点而发生着火燃烧的现象称作受热自燃。

  在石油化工生产中,由于可燃物靠近高温设备管道,加热或烘烤过度,或者可燃物料泄漏到未保温的高温设备管道等原因,均可导致可燃物自燃着火。

  

(2)本身自燃。

某些物质在没有外来热源的作用下,由于物质内部所发生的化学或生化的过程而产生热量,这些热量在适当的条件下会逐渐积聚,使物质温度上升,达到自燃点而燃烧。

这种现象称为本身自燃或自热燃烧。

能引起本身自燃的物质有植物油、油脂类、煤、硫化铁等其它化学物质。

  影响自燃点的因素有压力、组分、催化剂、可燃物质的化学结构等。

一般来说,压力越高,自燃点越低;活性催化剂能降低物质的自燃点;混合气体中氧浓度增高,将使自燃点降低;各种固体粉碎的越细,自燃点也越低;饱和碳氢化合物的自燃点高于其相应的不饱和化合物的自燃点;芳香族碳氢化合物的自燃点高于含有同数碳原子脂肪族碳氢化合物的自燃点,正位结构物质的自燃点低于异构物质的自燃点。

  (3)物质的燃点、自燃点和闪点的关系

  易燃液体的燃点比闪点约高1~5℃,而闪点愈低,二者的差距愈小。

苯、二硫化碳、丙酮等的闪点都低于0℃,这一差数只有1t左右。

在开口的容器中作实验时,很难区别出它们的闪点与着火。

可燃液体中闪点在100℃以上者,燃点与闪点的差数可达30℃或更高。

  由于易燃液体的燃点与闪点很接近,所以在估计这类液体有火灾危险性时,只考虑闪点就可以了。

一般来说,液体燃料的密度越小,闪点越低,而自燃点越高;液体燃料的密度越大,闪点越高,而自燃点越低。

 

  三、燃烧速度及热值

 

  

(一)气体燃烧速度

  由于气体燃烧不需要像固体、液体那样经过熔化、蒸发等过程,而在常温下就具备了气态的燃烧条件,所以燃烧速度很快。

气体的燃烧速度随物质的组成不同而异。

简单气体比复杂气体的燃烧速度要快。

  气体的燃烧速度通常以火焰传播速度来衡量。

一些气体与空气的混合物在直径为25.4mm的管道中,火焰传播速度的试验数据如表2—3。

 

表2—3某些气体在空气中的火焰传播速度

 

  管子的直径对火焰传播速度有明显的影响。

一般随着管子直径的增加而增加;但当达到某个极限值时,速度就不再增加;同样,传播速度随着管子直径的减小而减少,当直径减小到某个极限值时,火焰就不能传播,阻火器就是根据当传播直径低于某一数值,可以阻止火焰传播的这一原理制成的。

  

(二)液体燃烧速度

  液体的燃烧速度取决于液体的蒸发。

其燃烧速度有两种表达方式。

一种是以每平方米面积上每小时烧掉液体的质量来表示,叫作液体燃烧的质量速度;一种是以单位时间内烧掉液体层的高度来表示,叫作液体燃烧的直线速度。

  易燃液体的燃烧速度与很多因素有关,如液体的初温、贮罐直径、罐内液面的高低及液体中含水量的高低等。

初温越高,贮罐中液面越低,燃烧速度就越快。

石油产品含水量越高燃烧速度越慢。

  几种易燃液体的燃烧速度见表2—4。

 

表2—4几种易燃液体的燃烧速度

 

  (三)固体物质的燃烧速度

  固体物质的燃烧速度,一般要小于可燃气体和液体。

不同性质的固体物质其燃烧速度有很大差别。

例如萘衍生物、三硫化磷、松香等,其燃烧过程是:

受热熔化、蒸发、分解氧化、起火燃烧,一般速度较慢。

有的如硝基化合物、含硝化纤维素的制品等,本身含有不稳定的因素,燃烧是分解式的,比较剧烈,速度很快。

对于同一固定物质,其燃烧速度还取决于表面积的大小,如果燃烧的表面积越大,则燃烧速度越快。

  (四)热值与燃烧温度

  所谓热值,就是单位质量的可燃物质在完全烧尽时所放出的热量。

不同的物质燃烧时,放出的热量是不同的,热值大的可燃物质燃烧时放出的热量多。

  燃烧温度实质上就是火焰温度,因为可燃物质燃烧所产生的热量是在火焰燃烧区域内析出的,因而火焰温度也就是燃烧温度。

  很明显,热值是决定燃烧温度的主要因素。

热值数据是用热量计在常温下测得的。

高热值包括燃烧生成的水蒸气全部冷凝成液态水所放出的热量;低热值不包括燃烧生成的水蒸气全部冷凝成液态水所放出的热量。

 第二节爆  炸

 

  一、爆炸及其分类

 

  物质自一种状态迅速变成另一种状态,并在瞬间放出大量能量的现象称为爆炸。

  爆炸可分为两类,即物理性爆炸和化学性爆炸。

  

(一)物理性爆炸

  物质因状态或压力发生突变而形成的爆炸现象称为物理性爆炸。

物理性爆炸前后物质的性质及化学成分并不改变。

例如蒸汽锅炉爆炸、压缩气瓶爆炸都属于此类。

  

(二)化学性爆炸

  物质发生极迅速的化学反应,生成高温高压的反应产物而引起的爆炸称作化学性爆炸。

化学性爆炸前后物质的性质和成分均发生了根本的变化。

  

(1)简单分解爆炸。

引起简单分解的爆炸在爆炸时并不一定发生燃烧反应。

爆炸时所需热量是由爆炸物本身分解时产生的。

属于这一类的有乙炔银、碘化氮等。

这类物质撞击感度较高,受震动即可引起爆炸,是比较危险的。

某些气体由于分解产生很大的热量,一定条件下可能产生分解爆炸,尤其在受压情况下更容易发生爆炸,例如乙炔在压力下分解爆炸就属此类情况。

  

(2)复杂分解爆炸。

这类爆炸物质的危险性较简单分解爆炸物稍低,这类物质爆炸时伴有燃烧现象,燃烧所需的氧由本身分解时产生。

例如梯恩梯、黑索金、硝铵炸药等。

  (3)爆炸性混合物的爆炸。

所有可燃气体、蒸气及粉尘同空气(氧)的混合物所发生的爆炸均属此类。

例如:

氢、汽油蒸气、面粉粉尘等与空气的混合物发生的爆炸。

此类爆炸在石油化工生产中最为常见,较易发生。

 

  二、分解爆炸性气体的爆炸

 

  分解爆炸性气体在分解时可以产生一定的热量。

当物质的分解热为83.68~125.52kJ(20~30kcal)时在一定条件下点火之后,火焰就能传播开来。

分解热在这个范围以上的气体,其爆炸是很激烈的。

  乙炔分解爆炸产生的热量,假定没有热的损失,火焰可达3100℃。

在容积为1.2L的容器中测定时,乙炔爆炸产生的压力的时间是初压的9~10倍。

达到最高压力的时间随初压而变,初压为0.2MPa时,时间是0.18s;初压为1.0MPa时,时间是0.03s。

乙炔分解爆炸的诱爆距离亦与压力有关,压力越高,诱爆距离就越短。

具体见表2—5。

 

表2—5乙炔在直径2.5cm管内爆炸的诱爆距离

 

  从表2—5中可看出,当初压为2.0MPa时,诱爆距离不到1m,高压乙炔危险性大,就是这个道理。

 

  三、爆炸性混合物爆炸

 

  可燃气体或蒸气预先按一定比例与空气混合均匀,遇有火源,将发生异常激烈的燃烧,甚至达到爆炸的程度,这种混合物称为爆炸性混合物。

  在石油化工生产中,可燃物料从工艺装置、设备、管道中通过法兰、焊口、阀门、密封等缺陷部位泄漏到厂房大气中;可燃物料与空气(氧)有串联的部分,由于控制不当或误操作,既可能导致可燃物料进入空气(氧)系统,也可能导致空气(氧)进入可燃物料系统;负压操作的可燃物料系统,密封不可靠时,空气也可以进入。

  爆炸性混合物与火源接触,便有自由基产生而成为链锁反应的作用中心,火焰是以一层层同心圆球面的形式往各方向蔓延的。

火焰的速度在距离点火源0.5~1m处只有每秒若干米或者还要小一些,但以后逐渐加速,达到每秒数百米(爆炸)以至于数千米(爆震)。

若在火焰扩散的路程上有障碍物(如贮罐、容器),则由于气体温度的上升以及由此而引起的压力增加(体积膨胀),可造成极大的破坏作用。

  爆炸性混合物爆炸后产生的压力与混合物的种类、浓度、初始压力、容器的形状和大小等因素有关。

各种爆炸性混合物产生的爆炸压力随浓度而异,在计算可燃气体的爆炸温度和爆炸压力时,应采用反应当量浓度。

某些物质的最大爆炸压力列于表2—6。

 

表2—6某些物质的最大爆炸压力

 

  四、爆震

 

  燃烧速度极快的爆炸性混合物在全部或部分地封闭状态下或处于高压下燃烧时,假若混合物的组成或预热条件适宜,可以产生一种比爆炸更为剧烈的现象,称为爆震。

爆震的特点是具有突然引起的极高压力,其传播是通过超音速的“冲击波”,每秒可达2000~3000m。

爆震是在极短的时间内发生的,燃烧产生急速膨胀,像活塞一样挤压周围空气,反应所产生的能量有一部分传给被压的空气层,于是形成了冲击波。

冲击波传播极快,以至于物质的燃烧也落在它的后面,所以它的传播不需要物质的完全燃烧,而是由它本身的能量所支持的。

这样,冲击波就能远离爆震发源地而独立存在,并能引起该处其它爆炸物的爆炸。

 

  五、粉尘爆炸

 

  煤尘、铝粉、镁粉、塑料粉尘、纤维粉尘、硝铵粉尘等,悬浮于空气中,达到一定浓度遇高温、摩擦、火花等引爆能源会引起爆炸,此种爆炸称为粉尘爆炸。

  粉尘爆炸的特点是燃烧热值越大的物质,其爆炸的危险性越大,例如煤、碳、硫的粉尘等;易氧化的物质其粉尘也易爆炸,例如镁、氧化亚铁、染料等;易带电的粉尘也易爆炸,如化学纤维等;粉尘粒度越细也越容易发生爆炸。

  粉尘爆炸与可燃气体爆炸相似,有一定的浓度范围,也有上、下限之分,一般只有粉尘的爆炸下限,这是因为粉尘爆炸上限较高,通常情况下不易遇到。

部分粉尘爆炸特性见表2—7。

 

表2—7部分粉尘的爆炸特性

 

  六、爆炸极限及其影响因素

 

  

(一)爆炸极限

  可燃气体、粉尘或可燃液体的蒸气与空气形成的混合物遇火源发生爆炸的极限浓度称为爆炸极限。

通常用可燃气体在空气中的体积百分比(%)来表示。

可燃粉尘则以毫克/升表示。

  可燃气体和空气的混合物并不是在任何混合比例下都能发生燃烧或爆炸,当混合物中可燃气体含量接近于反应当量浓度时,燃烧最激烈。

若含量减少或增加,燃烧速度就降低。

当浓度高于或低于某一极限时,火焰便不再蔓延。

可燃气体或蒸气在空气中刚刚足以使火焰蔓延的最低浓度,称为该气体或蒸气的爆炸下限;同样,足以使火焰蔓延的最高浓度称爆炸上限。

在上限和下限之间的浓度范围称爆炸范围。

如果可燃气体在空气中的浓度低于下限,因含有过量空气,即使遇到着火源也不会爆炸燃烧;同样,可燃气体在空气中的浓度高于上限,因空气非常不足,所以也不会爆炸,但重新接触空气还能燃烧爆炸,这是因为重新接触空气后,将可燃气体的浓度稀释进入了燃烧爆炸范围。

石油化工生产中常见物质的爆炸极限见表2—8。

 

表2—8常见物质的爆炸极限

 

  

(二)影响爆炸极限的因素

  爆炸极限不是一个固定值,它受着各种因素的影响,主要有以下几种:

  1.原始温度

  混合物的原始温度越高,则爆炸范围越大,即下限降低,上限升高。

温度对一氧化碳、甲烷的爆炸极限的影响如图2—3、图2—4所示。

 

图2—3不同温度下CO在空气中的爆炸极限

 

图2—4不同温度下甲烷在空气中的爆炸极限

1—密闭容器,直径2cm,长50cm;

2—密闭容器,直径2.5cm,长105cm;

3—密闭容器,直径1.8m,长150cm

 

  2.原始压力

  压力增加,爆炸范围扩大,压力降低,爆炸范围缩小。

压力对爆炸上限的影响十分显著,而对下限的影响较小。

甲烷在不同压力下的爆炸极限如图2—5所示。

 

图2—5不同压力下甲烷在空气中的爆炸极限

1—圆筒容器,尺寸37cm×8cm;

2—球形容器,直径7.6cm;3—圆筒容器

 

  但是,也有例外的情况,例如磷化氢与氧混合,一般不反应,如果将压力降低至一定值,混合物反而会突然爆炸。

  3.惰性介质的影响

  若混合物中所含的惰性气体量增加,爆炸范围就会缩小,惰性气体的浓度提高到某一数值,混合物就不会爆炸。

混合物中惰性气体量增加,对上限的影响较对下限的影响更为显著。

  4.容器的尺寸和材料

  容器、管子的直径越小,则爆炸范围越小。

当管径(或火焰通道)小到一定程度时,火焰即不能通过,这一间距叫临界直径,也称最大灭火间距。

  容器的材质对爆炸极限也有影响,例如氢和氟在玻璃容器中混合,甚至在液态空气的温度下(-180℃以下)于黑暗中也会发生爆炸,而在银制容器中,在一般温度下才能发生反应。

在通常情况下,一般钢制容器对爆炸极限无明显影响。

  5.能源

  燃烧和爆炸都需要一定的点火能源,火源的能量、热表面的面积、火源与混合物的接触时间等,对爆炸极限均有影响。

如甲烷对电压100V,电流强度为1A的电火花,无论在什么浓度下都不会爆炸,若电流强度为2A,则爆炸极限为5.9%~13.6%,3A时为5.85%~14.8%。

  6.其它因素

  除上述原因外,还有其它因素也能影响爆炸的进行。

如光的影响,在黑暗中氢与氯的反应十分缓慢,但在强光照射下则能发生链锁反应导致爆炸。

又例甲烷与氯的混合物,在黑暗中长时间都不会发生反应,但在日光照射下就会引起激烈的反应,如果比例适当,便会爆炸。

另外表面活性物质对某些介质也有影响,在530℃时,氢与氧完全无反应,但如果投入石英、玻璃、铜或铁棒时,则发生爆炸。

 

  七、爆炸的破坏作用

 

  在石油化工生产中,一旦发生爆炸事故,会造成严重的物质损失及人员伤害,它的破坏性较其它事故更强。

爆炸的破坏作用主要表现为以下几种形式。

  

(1)震荡作用。

在波及破坏作用的区域内,有一个使物体受震荡而被松散的力量。

  

(2)冲击波。

随着爆炸的出现,冲击波最初出现正压力,而后又出现负压力。

爆炸物的数量与冲击波的强度成正比,而冲击波压力与距离成反比关系。

  (3)碎片冲击。

机械、设备、建筑物爆炸后,碎片飞出,会在相当范围内造成伤害,其一会造成人员伤害,其二还可能砸坏邻近周围的设备等。

石油化工生产中属于爆炸碎片造成伤亡的比例很大。

  (4)造成火灾。

一般爆炸温度在200~300℃左右时,对一般物质来说,因自燃点较高,不足以造成火灾。

但是当设备破坏之后,从其内部喷射出来的可燃气体或液体蒸气,由于摩擦、打击或遇到其它的火源、热源可能被点燃着火;也有的工艺装置中的可燃物料在生产中的操作温度超过物料的自燃点,设备破坏后漏出,遇空气即自燃着火,爆炸后继而发生火灾,加重了爆炸的破坏力。

石油化工生产中爆炸伴随火灾同时发生的事故是常见的。

  爆炸破坏作用的大小,与爆炸物的数量、爆炸物的性质、发生爆炸时的条件和爆炸的位置有关。

第三节液化石油气

 

  一、概述

 

  随着石油化工的发展,液化石油气已作为一种重要的化工原料和新型的燃料,在石油化工生产中及居民的日常生活中正得到越来越广泛的应用。

  液化石油气是石油化工生产的一种轻质碳氢化合物。

它含有乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、丁烯、丁烷及戊烯、戊烷。

液化石油气常以液态烃相称。

  液化石油气是石油化学工业中宝贵的化工原料,如果没有液化石油气,则石油化工的主要产品——橡胶、塑料、纤维将无法生产,因此,液化石油气是石油化工企业的粮食。

 

  二、液化石油气的性质

 

  液化石油气无色透明,具有烃类的特殊异味,它在常温常压下呈气态,在气态下比空气重1.5~2倍,容易在地面及低洼处积聚。

液化石油气在常温下极易挥发,它的饱和蒸气压随温度升高而急剧增加,其膨胀系数也较大,一般为水的10倍以上,气化后体积膨胀300倍左右。

液化石油气的闪点、沸点都很低,在0℃以下,它的爆炸范围较宽,一般在1%~11%(体)。

具体见表2—9和表2—10。

 

表2—9液化石油气理化常数

 

表2—10液化石油气的饱和蒸气压  单位:

kgf/cm2①

  ①1kgfcm2=98.07kPa,下同。

 

  三、液化石油气的危险性

 

  

(一)火灾爆炸危险性

  由于液化石油气的闪点低,引燃能量小,爆炸下限低,爆炸范围大,遇着火源就有燃烧、爆炸的危险。

  液化石油气的爆炸速度为2000~3000m/s,火焰温度可达2000℃,闪点在0℃以下,最小引燃能量在0.2~0.3mJ。

液化石油气在常温、常压下极易气化,气化后体积能迅速扩大250~350倍,而且它比空气重,容易停滞和积聚在地面的空隙坑、沟、下水道、墙角等低洼处,一时不易被风吹散。

液化石油气的热值远比其它燃

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