??? (3)易燃性石油氣屬于易燃性氣體,與液體石油相比其燃燒特點(diǎn)是:閃點(diǎn)極低,液化丙烷的閃點(diǎn)為-104℃,而汽油的最低閃點(diǎn)為-58℃;可燃范圍較寬,其下限與爆炸下限相當(dāng),上限略高于爆炸上限,火焰溫度在2000℃以上,比液體石油火焰溫度高出約1倍。引燃時(shí)所需的點(diǎn)燃能量極小,約10-1mJ,打個(gè)比喻,一根大頭針從1m高處落到水泥地上所產(chǎn)生的能量即可把處于可燃范圍內(nèi)的石油氣引燃?;谏鲜鎏攸c(diǎn),泄漏到大氣中的石油氣極易被點(diǎn)燃,而且在燃燒的同時(shí)很可能相伴發(fā)生爆炸,從而產(chǎn)生強(qiáng)大的破壞力。密閉在管道或儲(chǔ)存容器中的石油氣雖因濃度超過(guò)燃燒上限而具有不可燃性,可是,一旦火源伴隨著新鮮空氣進(jìn)入上述密閉環(huán)境,產(chǎn)生“回火”,則燃爆將同時(shí)發(fā)生,使管道或容器遭到破壞,從而造成一場(chǎng)巨大的災(zāi)害。再者,石油氣著火后的熱輻射強(qiáng)度是與火焰溫度的四次方成正比的,一座石油氣儲(chǔ)罐著火之后,如果不及時(shí)對(duì)相鄰儲(chǔ)罐采取冷卻措施,那么在十幾分鐘之內(nèi)相鄰儲(chǔ)罐就可能爆炸起火,造成火燒連營(yíng)式的重大事故。
??? (4)油氣聚積性石油氣的主要成分中除了甲烷之外,其余均重于空氣。因此,泄漏出來(lái)的石油氣,尤其是丙烷或丁烷氣,經(jīng)常是聚而不散,形成氣云,并隨著氣流四處飄散,最后下沉聚積于洼地或管溝之中,在達(dá)到一定濃度之后遇到明火即會(huì)引發(fā)火災(zāi)或爆炸事故。對(duì)此,在陰沉而無(wú)風(fēng)的天氣時(shí)尤應(yīng)注意。
??? (5)靜電荷積蓄性LNG及LPG都是經(jīng)過(guò)加工處理的潔凈石油產(chǎn)品,具有較低的電導(dǎo)率,一般在10-10~10-12S/m之間。在輸送與裝卸過(guò)程中,流動(dòng)、噴射、過(guò)濾、沖擊等可能積蓄大量的靜電荷,當(dāng)兩個(gè)帶電體之間的電位差達(dá)到一定數(shù)值,同時(shí)又產(chǎn)生了適當(dāng)?shù)姆烹姉l件,周圍也存在著處于爆炸范圍內(nèi)的混合氣體時(shí),就會(huì)引發(fā)靜電爆炸事故。這類事故主要發(fā)生于裝卸過(guò)程或清洗儲(chǔ)罐時(shí)。
??? (6)節(jié)流效應(yīng)高壓石油氣通過(guò)細(xì)小的孔隙向外排放時(shí),壓力突然降低,體積迅速膨脹,產(chǎn)生了制冷作用,使周圍空氣中的水蒸氣或石油氣中含的水與排出的石油氣形成水合物,并以冰霜的形態(tài)凝結(jié)在孔隙處。這種現(xiàn)象稱為“節(jié)流效應(yīng)”,其結(jié)果是已開(kāi)啟的閥門(mén)將無(wú)法關(guān)閉或部分管道因凍結(jié)而堵塞。這個(gè)極易被人忽視的危險(xiǎn)特性卻時(shí)常會(huì)引發(fā)重大事故。
??? (7)熱膨脹性與熱外溢液態(tài)的石油氣具有較大的熱膨脹系數(shù),以液態(tài)丙烷為例,假設(shè)在-40℃時(shí)的體積為1,但在溫度上升至0℃時(shí)其體積則膨脹至1.094,體積增大了9.4%;溫升至40℃時(shí)其體積將膨脹至1.236,體積增大了23.6%。對(duì)于一個(gè)裝滿液化石油氣的密閉容器來(lái)講,它是難以承受這種由液體熱膨脹而產(chǎn)生的壓力的。因此,為了避免發(fā)生容器脹裂事故,一般規(guī)范均規(guī)定:固定儲(chǔ)存容器的允許裝載量應(yīng)不大于其容積的90%,移動(dòng)容器則不大于其容積的85%,但遺憾的是,盡管對(duì)容器的裝滿度規(guī)定的如此明確,由此而引發(fā)的重大事故仍時(shí)有發(fā)生。在液化石油氣裝入儲(chǔ)存容器之后還可能產(chǎn)生一種稱作“熱外溢”的現(xiàn)象,并由此而引發(fā)事故。對(duì)此,在下面的事故案例中將給予介紹與解釋。
??? (8)石油氣中毒在烴類化合物中烷烴對(duì)人體健康的不良影響是最小的。盡管如此,即使在有足夠氧氣存在的情況下吸入石油氣也會(huì)對(duì)人的中樞神經(jīng)產(chǎn)生緩慢的麻醉作用,輕者使人有疲乏的感覺(jué),中度時(shí)會(huì)產(chǎn)生“醉酒”現(xiàn)象,嚴(yán)重者則會(huì)導(dǎo)致停止呼吸和心臟跳動(dòng),搶救不及時(shí)將會(huì)造成死亡。而更多的“油氣中毒事故”是在吸入石油氣的同時(shí)伴隨著缺氧,一般來(lái)說(shuō),在新鮮空氣中烴類氣體是可以從人體中被置換出來(lái)的,只要搶救及時(shí)、方法正確就不會(huì)造成嚴(yán)重后果,也不會(huì)留下后遺癥。但石油氣中含有硫化物時(shí)后果就嚴(yán)重得多了,對(duì)此要給予特別注意。石油氣中毒事故常發(fā)生于維修或清掃儲(chǔ)存容器時(shí)。
??? 按照《安全學(xué)》的理論,石油氣的危險(xiǎn)特性屬于“物的不安全狀態(tài)”,是生產(chǎn)過(guò)程中的事故隱患,也是事故的根本原因。
??? 二、事故典型案例與原因分析
??? 1、石油氣儲(chǔ)存過(guò)程中的事故
??? (1)首例低溫儲(chǔ)罐爆炸事故1944年美國(guó)克利夫蘭市的一座容積為2×104m3的鋼制雙壁低溫液化氣儲(chǔ)罐突然破裂,大量液化氣外泄并到處流散,流入城市下水管溝之后被引爆并發(fā)生大火。其后果是133人死亡,300多人受傷,直接損失達(dá)800×104美元以上。原因是鋼材的強(qiáng)度和沖擊韌性達(dá)不到要求,同時(shí)在結(jié)構(gòu)計(jì)算方面也不夠精確,屬于選材不當(dāng)與計(jì)算不準(zhǔn)的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。這次事故使人們對(duì)液化氣低溫儲(chǔ)存產(chǎn)生了懼怕心理,從而使這項(xiàng)新技術(shù)被迫停頓下來(lái)。直到20年后,由于9%鎳鋼的出現(xiàn)及焊接與檢驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步,才使雙壁低溫儲(chǔ)罐得以迅速發(fā)展。
??? (2)液化氣儲(chǔ)罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故1966年法國(guó)的一個(gè)煉油廠的液化氣罐區(qū),在工人從球罐上取過(guò)氣樣之后,通至球罐底部取樣管上的單向閥因被冰堵而不能自動(dòng)關(guān)閉,致使大量液化氣從取樣管噴出形成氣云。當(dāng)氣云飄移至數(shù)百米以外時(shí)被火源引燃,發(fā)生四處蔓延的大火。盡管消防人員盡力用水冷卻整個(gè)罐區(qū),但仍未能防止連續(xù)發(fā)生的球罐爆炸事故,造成了16人死亡、60人嚴(yán)重?zé)齻闹卮髠鍪鹿省_@是一起典型的由高壓氣體的節(jié)流效應(yīng)引起的事故,其嚴(yán)重后果是強(qiáng)烈的熱輻射造成的。
??? 2、石油氣輸送過(guò)程中的事故
??? (1)震爆事故美國(guó)某港口的一條工作壓力為6.5MPa的液化丙烷管道在生產(chǎn)過(guò)程中突然破裂,大量的液化丙烷先從裂口處噴向地面,然后折轉(zhuǎn)向上形成蒸氣云升到離地面高約20m的空中,約20min便擴(kuò)散至離出事地點(diǎn)約300m處的建筑物群,遇火源后起火爆炸并產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波。緊接著,震爆前沿的火球便沿著水平方向以極快的速度向外擴(kuò)散,在震聲隆隆中形成一片火海和磚瓦飛揚(yáng)的驚人場(chǎng)景。結(jié)果是半徑8km以內(nèi)的建筑物全部被毀。這是一起典型的震爆事故,其嚴(yán)重后果是由外泄的700t以上液化丙烷燃爆造成的。
??? (2)液化氣罐車爆炸事故1978年7月11日14時(shí)30分左右,一列掛有一節(jié)容積為43m3的液化丙烯罐車的火車在西班牙巴塞羅納市附近沿海岸行駛時(shí)爆裂,造成150余人死亡、120余人受傷、約100輛汽車被燒毀、14棟建筑物燒毀倒塌的重大事故。事故原因是,罐車內(nèi)液化氣裝得過(guò)滿,充滿度接近100%,而且是上午氣溫較低時(shí)裝的。一路之上經(jīng)過(guò)烈日暴曬使罐內(nèi)的液化丙烯因升溫而膨脹,致使罐內(nèi)的液體靜壓力超過(guò)容器的設(shè)計(jì)壓力而出現(xiàn)裂紋。罐車內(nèi)的液化丙烯從裂紋處大量外泄,蒸發(fā)后向空中擴(kuò)散,被海邊野炊的明火引燃,并因“回火”而造成容器爆炸。爆炸后容器沿周向焊縫斷裂為兩段,分別沿縱向往前后偏左的方向拋出約100m,其中前段與建筑物相撞,事故波及范圍長(zhǎng)200m以上,寬約30~80m。