程长进:高度重视高温熔盐换热系统的安全风险
发布者:xylona | 来源:中国化学品安全协会 | 0评论 | 524查看 | 2024-07-10 11:03:38    

熔盐是盐的熔融态,最常见的熔盐是由碱金属或碱土金属与卤化物、硅酸盐、碳酸盐、硝酸盐以及磷酸盐组成。2023年5月7日,河南某熔盐储热项目发生熔盐高温爆裂事故,造成1人死亡、13人受伤,国家能源局为此发文要求“开展熔盐储热等能源综合利用项目安全排查”。


在化工生产过程中,以高温熔盐作为热交换媒介的情况也较多,乙腈、苯酐、三聚氰胺、丙烯腈等生产装置中均有应用。而这些化工装置中使用的熔盐,多含有硝酸钾、硝酸钠等强氧化剂,在高温环境下存在较大的安全风险。此外,如果熔盐热交换设备一旦泄漏,含有强氧化剂的熔盐与有机物料、易燃物料接触,也易引发事故。


一是


在使用熔盐作为热交换介质的环境中,温度至少在300℃以上,熔盐中的硝酸盐等强氧化剂在高温环境下会分解释放助燃的氧气。而当高温的硝酸盐等强氧化剂与有机物、还原剂、易燃物接触或混合时,能发生剧烈反应,引起燃烧爆炸,硝酸盐还会释放出有毒的氮氧化物气体,造成人员中毒。因此,熔盐使用过程中,如果本身受到有机物或杂质的污染,易引发事故。


2009年1月1日,山东省德州某化工公司乙腈装置发生爆炸,造成5人死亡、9人受伤。发生爆炸的两台固定床反应器,是未清洗干净的二手设备,由于其壳程存有积碳和油垢,使熔盐在高温下加速分解,发生爆炸。


二是


在高温环境下,承载熔盐的换热设备的法兰、焊缝或设备本体极易失效,一旦失效发生泄漏,无论是有机物料进入熔盐侧,还是熔盐进入有机物料侧,当强氧化剂的硝酸钾、硝酸钠与有机物、易燃物等接触时,便会发生剧烈反应,从而引发爆炸着火。


2005年7月26日,江苏省无锡市某精细化工厂在六氯环戊二烯试生产过程中,双环戊二烯裂解釜发生爆炸,造成9人死亡、3人受伤。事故的直接原因是:在六氯环戊二烯的裂解反应阶段,由于双环戊二烯裂解器制造质量存在严重缺陷,下端的管板与壳体法兰连接的角焊缝开裂,导致裂解器的加热载体——熔盐流入到双环戊二烯裂解釜中。熔盐中含有55%的强氧化剂硝酸钾,与裂解釜中的双环戊二烯等有机物发生剧烈化学反应,导致裂解釜爆炸。


三是


高温熔盐对设备的腐蚀。熔盐本身有腐蚀性,在高温环境下,尤其是混入介质后,能加大对设备材质的腐蚀。


2005年9月,某企业三聚氰胺装置因氨过热器内漏,导致高压氨进入了熔盐侧,氨和熔盐发生化学反应,导致反应器严重腐蚀损坏,管束报废。


四是


高温熔盐泄漏引发燃烧爆炸。在运行过程中,如果换热设备泄漏,高温熔盐进入车间环境中,遇到积水,能引起积水迅速汽化。如果遇到附近堆放的有机物或易燃的物料,能引起燃烧、爆炸。


因此,有关化工企业要深刻吸取事故教训,举一反三,健全并落实安全风险防控措施。


一是


全面排查本企业使用的熔盐中强氧化剂含量,以及与有机物、还原剂接触的安全风险。准确掌握熔盐中所含物质的成分配比,尤其是要了解熔盐中硝酸钾、硝酸钠等氧化剂的含量,了解高温熔盐受热分解、混入杂质的风险,更要了解高温熔盐在生产过程与物料接触发生剧烈反应失控的风险。对于熔盐组分不明的,要暂停使用。


二是


强化熔盐换热设备完整性管理,防止设备管线、法兰、阀门等腐蚀磨损或焊缝开裂导致熔盐泄漏,定期监测特征物质含量。要加强熔盐对设备的腐蚀性研究,了解换热设备材料的腐蚀机理,定期对设备进行腐蚀检测,评估设备剩余寿命,对于腐蚀严重、失效概率高的设备要立即更换。要对高温换热设备中的法兰、焊缝等连接部位进行重点监控,在生产运行中,要确保设备完好性,防止失效造成泄漏。


三是


涉及有机物、还原剂等禁忌化学品的反应过程,要逐步淘汰使用含强氧化剂的熔盐作为换热媒介的技术设备,不断提升本质安全水平。对于仍在使用的,要立即开展风险评估,采取有效措施防控事故发生。


四是


强化熔盐运行系统管控,防控熔盐中混入杂质的风险。熔盐是在加热炉-管线-换热设备间循环,其中如果混入了有机物、易燃物等杂质,就容易引发熔盐物性的变化,加剧对设备材质的腐蚀,甚至发生熔盐分解或反应,引发泄漏、燃烧、爆炸。企业还要加强对熔盐组分的分析,防止购入的熔盐混入杂质。同时,在熔盐系统要设立警示标志,防止熔盐高温设备、管道对人造成危害。在运行过程,在可能发生泄漏的地点不能堆放易燃易爆物品,不能有积水的存在。


| 本文作者系中国化学品安全协会总工程师

最新评论
0人参与
马上参与
最新资讯