油品安全性质

油品安全性质
第一节油品火灾危险性划分
石油及其产品的诸多性质与发生火灾的可能性或发生火灾密切相关,这些性质就构成了油品火灾的危险性。
4.1.1油品具有挥发性
油品是一种液体,而任何液体都具有变为气体的性质,即挥发性。不同的液体在同一条件下或不同的条件下其挥发性不同。油品尤其是轻质油品,如汽油,其挥发性特别大。我们靠近加油站、泵房和储油容器就能嗅到油品的气味。油品挥发性的大小,常用饱和蒸汽压和馏份来表示。通常情况下,饱和蒸汽压大和馏份低的油品比饱和蒸汽压小和馏份高的油品更容易挥发,火灾的危险性大。据实验表明,常温常压下1kg汽油大约可以蒸发为0.4m3的汽油蒸气,蒸发速度较快;煤油和柴油在常温常压下蒸发慢一点,润滑油蒸发得更慢。所以,汽油的火灾危险性比煤油大,煤油的火灾危险性又比柴油大。此外,同一种油料的挥发性随着温度的变化而变化,温度升高,挥发加快;温度降低,挥发减慢。从油料中挥发出来的油蒸气迅速与空气混合,形成可燃气体。由于蒸发出来的油气比重较大,一般在1.59~4之间,其油蒸气飘浮于地面,可以扩展几十米,常常弥漫在作业场所或储油场所,任意飘散或在低洼处积聚,一旦接触火种就会立即引起燃烧或爆炸,其燃烧速度很快,顷刻之间便形成较大的火灾。可见,油品挥发性具
有较大的火灾危险性,处理不当容易造成火灾。
4.1.2油品具有燃烧性
油品具有燃烧性是因为它的烃类中含有较多的可燃性碳,而且它是以蒸汽进行燃烧,蒸汽的密度又较大,这就决定了油品容易燃烧。据实验资料介绍,在直径4.5米的立式油罐中,在油面上引火,2~3秒后,油面即全部被火焰所覆盖,而且燃烧的速度相当快。油品燃烧的容易程度取决于本身的烃类结构,如果向烃类中加进或从烃类中取出某种元素,其燃烧特性就会显著的改变。
由于油品是以蒸汽形式进行燃烧,因此,着火的容易程度和燃烧速度与蒸汽压、闪点、燃点和自燃点等因素有关。而且油品燃烧的速度与它的馏份相关,轻馏份燃烧的速度比重馏份快。如由轻馏份和重馏份组成的汽油,首先是轻馏份燃烧,此时燃烧的速度较快,而重馏份燃烧时的速度接近煤油。汽油的燃烧速度是150~300mm/h深度,煤油的燃烧速度130~200mm/h深度。例如,一个深12.7mm的汽油池,其中的汽油可在150~300s内烧光。油品的燃烧性本身就是火灾的危险性,任何违背防止油品燃烧的举措都会造成严重的火灾后果。
4.1.3油品具有爆炸性
油蒸气与空气的混合物达到某一浓度时,遇火源就可能发生火灾和爆炸。由于油品在储油容器内气体
空间的油蒸气浓度是随着燃烧状况而不断变化的,因而,燃烧和爆炸也往往是相互转变和交替进行的。一般来说,爆炸下限越低的油品,危险性越大;爆炸极限越大的油品,就越容易发生爆炸,其火灾危险性越大。油品爆炸性与火灾的危险性是分不开的,采取有效措施防止油品燃烧或爆炸,对于防止和避免发生火灾具有重要意义。
4.1.4油品具有带电性
油品和油蒸气的电阻率一般在1012Ω·cm左右,属绝缘体。而油品的带电性则是指它在运动过程中均能产生静电。如在收发、装卸和转运过程中,油料与管线、泵体、容器等壁面以及油流与空气相互磨擦或碰击均能产生静电,不易导走,而且所产生的静电电场强度和油面电位,往往高达(2~3)×104V。而汽油的最低点火能量为0.2mJ。当静电放电产生的电火花能量达到或大于油蒸汽的最小点火能量时,就会立即引起燃烧和爆炸。
4.1.5油品具有沸溢性
盛有重油混合物或原油的敞口储罐在其发生火灾期间,可自发地出现沸溢现象。因爆炸冲掉罐顶盖时也可发生这种现象。油品一旦发生沸溢,燃烧的油料将大量外溢,甚至出现溢流和喷射突溢现象,形成巨大的火龙或火柱。有时火柱高达70~80米,火柱顺风喷射距离可达120米左右。燃烧油罐一旦发生沸溢,将波及临近油罐,扩大灾情,同时给火灾扑救造成困难和伤亡。
造成重质油品沸溢的原因主要是辐射热、热波和水蒸气的作用。油罐着火时,辐射热在向四周连续不断扩散的同时,也使液面得到加热,并随着加热时间的延长和温度升高,被加热的液层逐渐增厚,当油料被加热到沸点时,燃烧着的油料就会沸腾而溢出罐外,即产生沸溢现象。油料在燃烧时,位于液表面的轻馏份首先被烧掉,留下的重组份带着热量则逐渐下沉,从而使油料逐层往深处加热,这种现象叫做热波,热油与冷油的分界面为热液面。实际上温度的升高是分段进行的,当轻馏份蒸出前逐渐消耗掉时,火焰基部与油表面之间的蒸气空间就越来越小,因此,当再没有更多的轻馏份可蒸出时,就会使表面温度迅速升高,在热波处油温可达到150~316℃,在辐射热和热波同时作用的情况下,这就不可避免地使油料达到沸点温度,使燃烧着的油料推出罐外。如果油料不纯,油中含水或油层中包裹着游离状态的水份,当热波面与油中悬浮水滴相遇或达到水垫层高度时,水被加热气化,并形成气泡。当热波中的油温达到150~316℃之间时,一些水就转变成蒸气,体积可膨胀大约1700倍,并以巨大的压力急剧地冲向液面,将着火的油料推向空中,形成巨大的火柱。
沸溢现象并非在所有的燃烧着的油料中都会发生,它必须同时具备三个条件才会发生。
一是油料具有热波的性质。一般地说,沸点范围较窄,各组分间比重相差不大的轻质油通常没有热波性质,它只能在距液面约6~9cm处存在一个固定热面,即热波界面的推移速度与燃烧直线速度相等,故不会产生沸溢现象。对具有宽沸点范围的油料,如原油、重质油等,存在明显的热波性质。二是油料中含有乳化或悬浮状的水,或在油层下有水垫层。三是油料有足够的粘度,能在蒸气泡周围形成油
料薄膜。
由此可见,虽然重质油的闪点高,着火燃烧的危险性小,但它的沸溢性质却容易造成严重的火灾后果,对此不能掉以轻心。实验证明,油罐着火后,沸溢的时间取决于罐中储油的数量、含水量以及着火时间的长短。当油罐出现剧烈振荡并发生强烈嘶哑声音时,即是沸溢或突溢的预兆,必须采取果断措施加以控制。
4.1.6油品具有膨胀性
一般物质都具有热胀冷缩的性质,油品也不例外。油品的体积是随着温度的升高而膨胀,随着温度的下降而收缩的。例如,汽油通常每增加37.8℃,其体积膨胀6%,体积膨胀的同时,蒸气压也增大。所以,储存汽油的密封油桶如果靠近高温或日光曝晒,将受热膨胀,容器内压力增加,就有可能造成容器的膨胀,甚至破裂,引发火灾。在炎热季节或火灾现场,要充分注意到油料膨胀性的火灾危险性。如火灾现场附近的油罐、油桶一旦受到火焰辐射的影响,如不及时冷却,就可能因膨胀爆裂而增大火势,扩大灾害范围。
4.1.7油品具有漂浮性
油品的漂浮性是指它不与水混溶,能漂浮在水面上。这种漂浮性是由油料的比重决定的,油料的比重
比水的比重小。由于油料具有漂浮性,如果油管和储油容器发生破裂或溢油,油料一旦流入海洋、江河和湖泊,它就会浮在水面上,随波漂浮,任意扩散,遇到火花就会引起巨大的火灾或造成严重的污染。油料的漂浮性也说明,用水来直接扑灭油料火灾是不能达到目的的,特别是不能直接用水来扑灭汽油火灾。
4.1.8油品具有流动性
液体物质本身具有流动性,液体油料同样如此。输油管线和储油容器一旦发生破裂或溢油,油料就会从高处向低处流动,向四周扩散,遇到火花就会着火燃烧,流到哪里,就烧到哪里,造成大面积的火灾。
油品火灾危险性分类见表4-1~3。
表4-1 可燃气体的火灾危险性分类举例
类别名称
甲乙炔、环氧乙烷、氢气、合成气、硫化氢、乙烯、氯化氢、丙烯、丁烯、丁二烯、
顺丁烯、反丁烯、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、丙二烯、环丙烷、甲胺、环丁烷、甲醛、氯甲烷、氯乙烯、异丁烷
乙一氧化碳、氨、溴甲烷
表4-2 液化烃、可燃液体的火灾危险性分类举例
类别名称
甲A
液化甲烷、液化天然气、液化氯甲烷、液化顺式-1丁烯、液化乙烯、液化乙烷、液化反式-1丁烯、液化环丙烷、液化丙烯、液化丙烷、液化环丁烷、液化新戊烷、液化丁烯、液化丁烷、液化氯乙烯、液化环氧乙烷、液化丁二烯、液化异丁烷、液化石油气
B
异戊二烯、异戊烷、汽油、戊烷、二硫化碳、异己烷、己烷、石油醚、异庚烷、环己烷、辛烷、异辛烷、苯、庚烷、石脑油、原油、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间、对二甲苯、异丁醇、乙醚、乙醛、环氧丙烷、甲酸、甲酯、乙胺、二乙胺、丙酮、丁醛、二氯甲烷、三乙胺、醋酸乙烯、甲乙酮、丙烯腈、醋酸乙酯、醋酸异丙酯、二氯乙烯、甲醇、异丙醇、乙醇、醋酸丙酯、丙醇、醋酸异丁酯、甲酸丁酯、吡啶、二氯乙烷、醋酸丁酯、醋酸异戊酯、甲酯戊酯
乙A 丙苯、环氧氯丙烷、苯乙烯、喷气燃料、煤油、丁醇、氯苯、乙二胺、戊醇、
环己酮、冰醋酸、异戊醇
B —35号轻柴油、环戊烷、硅酸乙酯、氯乙醇、丁醇、氯丙醇
丙A 轻柴油、重柴油、苯胺、锭子油、酚、甲酚、糠醛、20号重油、苯甲醛、环己
醇、甲基丙烯酸、甲酸、环己醇、乙二醇丁醚、甲醛、糠醇、辛醇、乙醇胺、丙二醇、乙二醇
B 蜡油、100号重油、渣油、变压器油、润滑油、二乙二醇醚、三乙二醇醚、邻苯
二甲酸二丁酯、甘油
表4-3 甲、乙、丙类固体的火灾危险性分类举例
类别名称
甲黄磷、、硝化纤维胶片、喷漆棉、火胶棉、赛璐珞棉、锂、钠、钾、钙、锶、铷、铯、氢化锂、氢化钾、氢化钠、磷化钙、碳化钙、四氢化锂铝、钠汞齐、碳化铝、过氧化钾、过氧化钠、过氧化钡、过氧化锶、过氧化钙、高氯酸钾、高氯酸钠、高氯酸钡、、高氯酸镁、高锰酸钾、高锰酸钠、硝酸钾、硝酸钠、硝酸铵、硝酸钡、氯酸钾、氯酸钠、氯酸铵、次亚氯酸钙、过氧化二乙酰
、过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化氢苯甲酰、(邻、间、对)二硝基苯、2-二硝基苯酚、二硝甲苯、二硝基萘、三硫化四磷、五硫化二磷、赤磷、氨基化钠
乙硝酸镁、硝酸钙、亚硝酸钾、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、过硼酸钠、重铬酸钾、、高锰酸钙、高氯酸银、高碘酸钾、溴酸钠、碘酸钠、亚氯酸钠、五氧化二碘、三氧化铬、五氧化二磷、萘、蒽、菲、樟脑、硫磺、铁粉、铝粉、锰粉、钛粉、咔唑、三聚甲醛、松香、均四甲苯、聚合甲醛偶氮二异、赛璐珞片、联苯胺、噻吩、苯磺酸钠、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂、酚醛树脂、聚丙烯腈、、尼龙、己二酸、炭黑、聚氨酯、聚氯乙烯
丙石蜡、沥青、苯二甲酸、聚酯、有机玻璃、橡胶及其制品、玻璃钢、聚乙烯醇、ABS塑料、SAN塑料、乙烯树脂、聚碳酸酯、聚丙烯酰胺、己内酰胺、尼龙6、尼龙66、丙纶纤维、蒽醌、(邻、间、对)苯二酚
第二节石油产品的储运特性
4.2.1易燃性
石油及其产品都具有容易燃烧的特性。燃烧的难易和石油产品的闪点、燃点和自燃点三个指标有密切关系。常见石油化工产品闪点和自燃点见表4-4。
表4-4 常见石油化工产品闪点和自燃点
品名闪点℃自燃点℃品名闪点℃自燃点℃
原油-35 380~530 苯-11 530~650
天然气550~750 甲苯  6 550~600
石油气356 乙炔-17.8 480
汽油-50~10 415~513 氢气570
石脑油25.6 硫化氢260
灯油28~48 380~425 丙烷97 446
航空煤油<28 380 戊烷-40 300~350
航空汽油-60~10 480 汽缸油215~245
轻柴油45~120 350~380 柴油机油195~210
专用柴油90 润滑油180~210 300~350
重柴油>120 300~320 变压器油146
渣油80~130 230~300 机械油170~180
沥青200~230 230~270 二硫化碳-30 120
石油闪点是鉴定石油产品馏分组成和发生火灾危险程度的重要标准。石油火灾危险性分类标准见表1-4。从表中可知,油品越轻,闪点越低,着火危险性越大。但轻质油自燃点比重质油自燃点高,因此轻质油不会自燃。对重油来说,闪点虽高,但自燃低,着火危险性同样也较大,这就是高温重油泄漏出来比汽油泄漏更易着火的原因。
为了安全生产,在油品储运过程中,所有生产区域要严禁烟火;油品加热温度最高不能超过闪点;高温重油管线做好防腐,严防热油泄漏自燃起火。
表4-5 石油火灾危险性分类
分类闪点℃爆炸极限产品名称
易燃液体、甲苯<28 <10%的可燃
气体
原油、汽油、石脑油、液化石油气、
苯类、丙烯腈等
易燃、可燃液体、乙类28~60 ≥10%的可燃
气体
灯油、-35号柴油、航煤等
可燃液体、固体、丙烯A
B
60~120
>120
轻柴油、重柴油、农用柴油等
蜡油、渣油、石蜡、润滑油、沥青等
氢化松香4.2.2易爆性

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