反應容器是指用來(lái)化學(xué)品生產(chǎn)進(jìn)行化學(xué)反應的容器設備，常見(jiàn)的有固定床反應器、列管式反應器、反應釜、反應精餾塔、合成塔、聚合釜等。大多數反應是在高溫、高壓甚至超高壓條件下進(jìn)行的，參與反應的原料及催化劑多為易燃、易爆的物質(zhì)，反應過(guò)程中稍有不慎就會(huì )引發(fā)火災和爆炸，事故發(fā)生頻率高。反應容器爆炸所產(chǎn)生的強大沖擊波和由于有毒、易燃、易爆物料泄漏而引起的火災易導致建筑物倒塌、人員傷亡，有的甚至引起連鎖爆炸，將整個(gè)車(chē)間、廠(chǎng)區夷為平地。因此加強對反應器火災爆炸事故的研究，預防此類(lèi)事故的發(fā)生及應急救援十分重要。

　　一、反應容器火災爆炸事故原因分析

　　1.反應失控引起火災爆炸

　　許多化學(xué)反應如硝化、磺化、氧化、氯化、聚合等反應都是放熱較大的反應。在反應容器內進(jìn)行反應時(shí)，若正常的反應過(guò)程失控，反應熱蓄積，反應體系的溫度隨之升高，反應速度加快，體系內壓力增大，當內壓急劇上升超過(guò)容器的耐壓能力時(shí)，容器破裂，高壓物料從破裂處噴出。由于溫度的升高，反應物料還可能發(fā)生分解、燃燒，引發(fā)反應失控，發(fā)生火災爆炸事故。

　　2005年2月24日，江蘇某化工公司首次試生產(chǎn)乙二醇二甲醚過(guò)程中，由于乙二醇甲醚的滴加速度過(guò)快，反應釜溫度和壓力急劇上升，操作人員錯誤處置，打開(kāi)了反應釜上用于投放固體原料的閘閥，導致反應釜內的氫氣高速沖出，短時(shí)間達到爆炸極限，高速流動(dòng)的氫氣與閘閥口摩擦產(chǎn)生靜電，引發(fā)了空間氣體爆炸，造成6人死亡，11人受傷，部分廠(chǎng)房炸毀，直接經(jīng)濟損失達500余萬(wàn)元。

　　2.反應容器內形成爆炸性混合物

　　有些氣態(tài)反應的原料混合氣，其原料配比處在爆炸極限范圍之內而具有爆炸性。例如環(huán)氧乙烷與乙醇的化合反應，環(huán)氧乙烷與乙醇在原料總體積中分別占44.5%和55.5%，環(huán)氧乙烷的濃度已在爆炸極限之內（其爆炸極限為3%～100%）；苯酐生產(chǎn)中萘與空氣的重量比為1：9左右，萘蒸氣在空氣中的體積濃度為2.25%（萘蒸氣爆炸極限為0.88%～5.9%）。有的反應在接近爆炸極限的條件下進(jìn)行，如果控制不當易形成爆炸濃度。

　　反應容器內可燃氣體或易燃液體蒸氣未置換或置換不徹底，也是形成爆炸性混合物的重要原因。

　　3.反應容器密封不嚴，物料反應燃燒爆炸

　　反應容器密封不嚴，使空氣進(jìn)入釜內劇烈反應爆炸。1995年5月11日19時(shí)14分，哈爾濱市助劑廠(chǎng)搪玻璃反應釜，由于釜底盲板的密封橡膠墊老化、滲漏，使空氣進(jìn)入釜內導致物料發(fā)生爆炸（當時(shí)釜內是負壓），是羧乙基胺甲乙醚在溫度80℃以上遇氧發(fā)生劇烈的氧化反應導致爆炸，造成死亡1人、傷3人，廠(chǎng)房破損的重大事故，直接經(jīng)濟損失達10余萬(wàn)元。

　　4.反應容器因設計制造缺陷引起爆炸

　　反應容器設計不合理、結構形狀不連續、焊縫布置不當等引起應力集中；設備材質(zhì)選擇不當、制造容器時(shí)焊接質(zhì)量不合要求及熱處理不當等使材料韌性降低；容器殼體受到腐蝕介質(zhì)的腐蝕、強度降低等可能使容器在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生爆炸。

　　5.反應容器中高壓物料竄入低壓系統

　　與反應容器相連的常壓或低壓容器、儲柜，由于反應容器中高壓物料的竄入，發(fā)生爆炸。如1991年8月22日，平頂山市樹(shù)脂廠(chǎng)發(fā)生重大火災事故就是由于聚合工段反應釜超壓，當班職工緊急處理時(shí)，未徹底關(guān)閉通往常壓下的泡沫捕集器的閥門(mén)，引起泡沫捕集器爆炸，隨后又引起整個(gè)工段的可燃性混合氣體爆炸。

　　6.水蒸氣或水漏入反應容器發(fā)生危險

　　采用水蒸氣加熱或水冷卻的反應容器，若水蒸氣或冷卻水漏入容器內，容器內物料遇水分解放熱，溫度、壓力急劇上升，造成沖料，發(fā)生火災。

　　7.反應容器泄放系統不合理引起事故

　　在物料泄放時(shí)，泄放口位置、高度必須按要求設置，排出的物料要進(jìn)入事故槽，嚴禁排放不合理，避免排出的物料四處漂散，遇明火燃燒爆炸。

　　二、預防反應容器火災爆炸事故的措施

　　1.嚴格按照安全規程生產(chǎn)

　　反應容器的工藝規程需經(jīng)專(zhuān)門(mén)的科研和設計單位審定，沒(méi)有權威部門(mén)的相應鑒定，不允許隨意改變生產(chǎn)工藝。生產(chǎn)操作人員必須熟悉生產(chǎn)工藝規程、操作條件、原材料、產(chǎn)品、中間產(chǎn)物的反應特性和火災爆炸危險性質(zhì)，杜絕操作失誤或任意更改工藝參數。

　　2.維護容器的耐壓強度

　　反應容器作為一種承壓設備，應嚴格按照壓力容器的設計、制造工藝進(jìn)行，消除板材、焊接等質(zhì)量上的缺陷。容器在使用過(guò)程中要防止由于腐蝕等原因造成器壁變薄，耐壓強度降低。因此，容器要定期進(jìn)行探檢、維修、耐壓試驗，確保容器的耐壓強度，并請權威部門(mén)進(jìn)行登記、注冊，定期檢驗。

　　3.防止反應失控發(fā)生

　　按作業(yè)指導書(shū)嚴格監測和控制反應容器內的溫度、壓力、物料組成和投料順序等，以使反應保持正常。杜絕投料次序顛倒，如丙二醇甲醚的生產(chǎn)必須先投入過(guò)量的甲醇后才能加入環(huán)氧丙烷。如果順序顛倒則引起環(huán)氧丙烷的聚合放熱，后果不堪設想。同時(shí)對于生產(chǎn)原料、中間產(chǎn)品以及成品應有嚴格的質(zhì)量檢驗制度，保證其純度和含量，清除因有雜質(zhì)而引起的不安全因素。

　　4.抑制物料混合氣爆炸的危險性

　　在爆炸極限范圍之內進(jìn)行的反應，空氣或氧氣與反應原料的混合器宜放置在反應器進(jìn)口附近，確保原料氣混合后立即進(jìn)入反應器反應，減少可能發(fā)生爆炸的空間。還可采取原料氣和氧氣或空氣分別進(jìn)料方式，以避免爆炸性混合物的形成。在接近爆炸極限條件下進(jìn)行的反應，應嚴格控制原料氣與空氣或氧氣的混合比例。生產(chǎn)裝置要有自動(dòng)化控制儀表、組分分析儀和安全聯(lián)鎖警報裝置。定期校驗儀表警報裝置，確保靈敏可靠。

　　對于具有可燃氣體或易燃液體蒸氣的反應容器，進(jìn)料前必須用惰性氣體置換。反應完畢后同樣需要用惰性氣體置換掉容器內的可燃氣體或蒸氣，才能放入空氣。置換必須徹底。

　　5.及時(shí)維修、清理設備管路內結焦

　　要定期維修清除設備內的污垢、焦狀物、聚合物，以保證設備傳熱良好，并防止其堵塞設備管道形成瞬間高壓爆裂和發(fā)生自燃。清除方法可用水沖刷器壁表面和管道，用氮氣或水蒸氣吹掃。清理時(shí)不得使用鐵質(zhì)工具或金屬條，清理出來(lái)的污物必須送至安全地點(diǎn)處理掉。如污垢、焦狀物等，可請專(zhuān)業(yè)清洗公司清理。

　　6.防止水漏入反應容器

　　反應容器的夾套和盤(pán)管冷卻系統的水位和水壓應略低于器內的液位和液壓。為了能及時(shí)發(fā)現反應容器的裂紋或孔洞，在排水管可安裝自動(dòng)電導報警器，當管中漏入極少物料時(shí)，水的導電率會(huì )發(fā)生變化，利用這種變化進(jìn)行檢測并發(fā)出聲響警報。

　　7.確保證反應容器進(jìn)出物料安全

　　為了防止進(jìn)出物料因靜電火花發(fā)生燃燒爆炸，反應容器、管道、器具應采用靜電連線(xiàn)聯(lián)成一體，并進(jìn)行接地，接地線(xiàn)必須連接牢靠，有足夠機械強度，并定期檢查。液體物料的輸送，必須通過(guò)控制流速限制靜電的產(chǎn)生。特殊的物料應應采用鋁管或不銹鋼金屬軟管。

　　反應容器卸料時(shí)，應采用真空卸料。裝卸料口開(kāi)戶(hù)時(shí)，應盡量采用密閉措施，如果做不到，應安裝移動(dòng)式的排氣罩進(jìn)行通風(fēng)。

　　8.配置防事故安全系統

　　反應容器應設防事故自動(dòng)聯(lián)鎖系統，如設物料溫度與催化劑加入量的聯(lián)鎖裝置；壓力或溫度極限調節報警裝置。當參數越出安全規定范圍，能立即進(jìn)行自動(dòng)調節。若調節無(wú)效能發(fā)出報警信號，通告操作人員采取緊急措施排除故障。

　　為了保證反應容器內壓力上升時(shí)能自動(dòng)進(jìn)行泄壓，必須在設備上安裝安全閥。對于不宜安裝安全閥或危險性較大的設備，可安裝爆破片。低壓系統與高壓系統反應器的連接處應設單向閥，以防止高壓反應器內的物料竄入低壓系統發(fā)生爆炸。反應容器應備有事故排放罐，或排出反應物料的備用容器和放空管，在設備發(fā)生失控的緊急狀態(tài)下，可將物料通過(guò)放空管排出容器，防止事故擴大。反應生產(chǎn)崗位必須配備氮氣和水蒸氣半固定滅火裝置。

　　9.反應容器的安全排放

　　反應容器的放空管一般應安設在頂部，室內容器安設的放空管應引出室外。放空管應有足夠高度，高于附近有人操作的最高設備2m以上，并保證排出的可燃氣體，應經(jīng)冷卻裝置冷卻后接至放空設施。放空管上應安裝阻火器或其他限制火焰的設備，以防止氣體在管道出口處著(zhù)火，并使火焰擴散到工藝裝置中去。放空管應有良好的接地，管口應處在防雷保護范圍內。

　　10.培訓事故處置方法

　　將消防知識宣傳和教育作為崗位培訓的一項重要內容。尤其注意對生產(chǎn)操作人員進(jìn)行應急措施培訓工作，掌握特殊情況下的應急措施、滅火與疏散方法。通報的國際、國內的事故教訓和操作經(jīng)驗，提出事故的可能原因，以便及時(shí)能做出準確的判斷和正確采取處理辦法。

　　三、反應容器發(fā)生火災爆炸事故應急救援

　　在化工生產(chǎn)中當發(fā)生反應失控、大量泄漏或火災事故時(shí)，工廠(chǎng)應緊急啟動(dòng)化學(xué)品安全生產(chǎn)消防應急預案，召集相關(guān)人員立即趕至現場(chǎng)。

　　1.成立應急指揮小組和救援分隊

　　應急救援小組由各救援小組組長(cháng)組成，總經(jīng)理任組長(cháng)，副總經(jīng)理任副組長(cháng)各救援分隊如下：

　　通訊聯(lián)絡(luò )隊：擔負各隊之間聯(lián)絡(luò )與對外聯(lián)系通訊任務(wù)；

　　治安隊：擔負現場(chǎng)治安、交通指揮、設立警戒、指揮員工疏散；

　　防化應急隊：擔負查明事故原因、物料性質(zhì)，提出補救措施、搶救傷員、指導人員疏散；

　　消防隊：擔負開(kāi)啟消防泵，現場(chǎng)消防稀釋?zhuān)瑩渚然馂牡热蝿?wù)；

　　檢修搶險隊：擔負現場(chǎng)檢修、搶險等任務(wù)；

　　醫療救護隊：擔負現場(chǎng)人員救援人員的臨時(shí)救援防護等工作；

　　物資供應隊：擔負搶險物資的購買(mǎi)，物品的供應等任務(wù)；

　　運輸隊：擔負搶險物資及人員的運輸任務(wù)。

　　2.控制發(fā)生事故的危險區域

　　對危險區域實(shí)施控制，防止無(wú)關(guān)人員、車(chē)輛、明火等進(jìn)入而引起的傷害及事故進(jìn)一步擴大。

　�。�1）清除火源：迅速關(guān)閉警戒區的救援人員的手機、電話(huà)機等通訊器材、關(guān)閉該區域的電器設備。

　�。�2）實(shí)施警戒：以該反應器裝置為中心、裝置四周的主通道上設警戒線(xiàn)，由治安隊嚴格控制本公司及外來(lái)人員進(jìn)入，禁止車(chē)輛通行。

　　3.偵檢反應容器事故現場(chǎng)

　　當泄漏未形成火災時(shí)，防化應急分隊派人身穿防化防火消防服，佩帶正式自給式空氣呼吸器進(jìn)入泄漏地點(diǎn)查看，確定泄漏原因及現狀，并迅速匯報指揮小組，當已形成火災時(shí)，嚴禁人員進(jìn)入。

　　4.控制反應容器事故的源頭

　　防化應急分隊把現場(chǎng)偵檢情況后，指揮小組應提出控制源頭的技術(shù)方案，并召集搶險搶修隊、消防隊落實(shí)控制源頭的方案。

　�。�1）由搶修搶險隊派人穿防化服，佩戴保護用具，關(guān)閉與反應器相近的物料管線(xiàn)，并帶專(zhuān)用堵漏工具進(jìn)入現場(chǎng)堵漏，如無(wú)法堵漏或泄漏嚴重應立即撤出相關(guān)人員，脫離危險現場(chǎng)。

　�。�2）在搶險搶修對未進(jìn)入現場(chǎng)時(shí)，應緊急啟動(dòng)消防設施，根據物料的性能，使用有針對的滅火器材，同時(shí)啟動(dòng)消防冷卻系統對四周裝置及區域進(jìn)行保護。

　�。�3）上級消防大隊趕至現場(chǎng)時(shí)應由上級消防領(lǐng)導統一調度、指揮。

　　5.反應容器四周物料的轉移

　　首先控制反應器內物料的大量外泄，當一時(shí)無(wú)法控制泄漏時(shí)，事故應急指揮小組應緊急碰頭，撤離反應器內的易燃物、可用自身機泵輸送，如無(wú)法輸送，或用專(zhuān)用槽車(chē)駁離，或用耐火耐溫的防火材料形成隔離墻，避免事態(tài)進(jìn)一步擴大。

　　6.反應容器事故的緊急滅火

　　當泄漏發(fā)展到一定程度時(shí)，應按制定的企業(yè)滅火作戰方案執行，集中兵力，一舉殲滅火勢，并迅速疏散所有的人員，只留守滅火作戰人員，防止人員傷亡。

　　7.清洗反應容器的污染區域

　　事故泄漏或火災爆炸事故得到控制前后，應做好善后工作

　�。�1）利用消防用水和冷卻用水對污染的反應裝置進(jìn)行沖洗，充分清洗剩余的物料和氣體。

　�。�2）對參加救援和參加滅火作戰的人員應進(jìn)行規范沖洗，不能對人員產(chǎn)生新的傷害。

　�。�3）留守救援及消防人員現場(chǎng)值班24小時(shí)，避免未能徹底消除事故隱患，以免死灰復燃。