石油化工的静电

石油化工的静电—机遇与挑战

（一） 石油化工静电的特点与问题

1． 与生产关系密切，事故较多

● 不相容的伙伴

力学现象——各种各样的生产障害

放电现象——爆炸与火灾

● 事故频发或高峰期的背景

1生产节奏或发展速度过快时（发展的瓶颈）○：

20世纪50年代：以石油生产事故为主

20世纪69~72年：以石油储运事故为主

20世纪80年代：以粉体生产事故为主

2新材料、新技术出现时（以往的惩罚）○：

海上游轮洗舱事故

新过滤材料事故

飞机软油箱新材料事故

● 粉体防静电对策不利的漏洞

1系统管理失误：上下游处理能力失衡（金山1P1、扬子PP ） ○

2设计缺陷或不足（燕化LDPE 、齐鲁LDPE ） ○

3误操作或不规范操作（金山2PE 、齐鲁HDPE ） ○

2． 防灾研究进展缓慢。主要原因是：

1静电荷主要分布在高绝缘的介质中：不均匀的空间参数和与时间 ○

有关的二维特征，影响因素多，静电的物理现象和过程复杂，规律性不强。

2常规的测量仪器难以采集高电压、小电荷的瞬态静电现象。 ○

3现行的静电规范多建立在有限的试验统计和半经验理论上，它的 ○

可操作性和实用性有较强的时域性，其权威性和科学性正受到现代生产条件和技术进步的质疑。

（二） 静电防灾研究的回顾与展望

1． 石油静电防灾研究

1．1．研究范畴与回顾

1．1．1基础研究

．起电机理研究

偶电层模型研究

供静电剂类型的研究（介质的研究）

．表面物质充电动向的研究（表面现象的研究）

．液面放电现象的研究

．流速与安全电位的研究

．烃类液体弛豫时间的研究

研究目的：

支持规范的编制（20世纪70年代初：规范热）

支持应用技术的研究

动力：

国际上几起大的静电事故

1．1．2应用技术研究

．非金属材料应用研究

．抗静电过滤器的研究

．抗静电添加剂的研究

．消静电器的研究

．各种弛张或分流技术的研究

．在线测量技术的研究

1．2 未来的研究

以往研究遗留的问题：

1、 燃料中‘供静电剂’与充电表面官能团之间的相互作用尚未弄清，使起电现象和某些事故仍有‘神秘感’之嫌。

2、 应用技术研究落后、静电产业落后、规范落后。

倾向：操作限制多，应用成果推荐少->现场漏洞多

本世纪应关注的研究：

1、 修改补充现有规范、向企业倾斜，使之更具可操作性，例如补充《应用篇》、《专家系统》等。

2、 开发静电监控系统和计算机管理系统，最大限度调动现有设备的生产能力和安全性。

1．3 关于安全流速与监控技术的研究

1．3．1 安全流速提出的背景与局限性

提出的背景

提法的局限性：

（1）

（2）

（3） 不准确：忽略了多因素现象和意外性现象 偏于保守：推荐界限偏向无监控条件的限制 操作性不好：从监控来说现场无法操作

1．3．2 国内外研究现状与关键技术

研究现状：旋转叶片式、双法拉第筒式、球杆式

技术关键：微电流测量与高输入阻抗的可靠性技术

1．3．3 推荐方案与技术途径

2．粉体静电防灾研究

2．1．以往研究的回顾与进展：

20世纪80年代前：关注细颗粒粉体起电现象的研究，主要成果

（英）BS5958-80‘防静电通用规程’

（日）‘静电安全指南’（1978）

80年代后：突出粗粒料工业规模危险研究和防灾研究。主要研究内容和进展：

．粗粒料起电现象与机理研究

．料仓放电现象的研究

．料仓线性尺寸与放电关系的研究

．危险评估方法的研究

．静电放电相当能量与引燃能量相关性的研究

．可燃气体对粉尘MIE 影响的研究

．料仓电场分析与仿真计算的研究

．防爆基本对策的研究（通风、泄爆、抑爆、隔爆）

2．2 石化企业粉爆统计与现状分析

2．2．1 部分企业的事故统计

2．2．2 现状分析

．静电调查

．事故触发形式调查

．现有措施分析

泄爆膜、通风方式、除尘方式、静电分割与屏蔽、消静电器

2．3 未来的研究

结合中国的国情建议优先开展以下研究：

．防静电燃爆设计规范或专家系统研究

．通风监控系统与适时惰化技术的研究

．静电消除实用技术的研究

．防静电型高料位报警器的研究

．静电分割屏蔽与电场计算的研究

与上述研究有关的基础研究推荐如下：

．己烷气体等与粉尘混合的MIE 研究

．HDPE 与PP 粒子挥发分逸出速率与通风管理指标的研究

．料仓内金属突出物与粉堆表面放电危险的研究

．料仓内静电放电能量与引燃能量相关性的研究

．不同料仓静电消除界限的研究

3．喷出静电的防灾研究

3．1 以往的研究

研究特点：不系统，主要以事故再现的研究为主。著名实验研究有： （德）二氧化碳喷出的实验研究

（日）液化气喷出的实验研究

（英）高压水与蒸汽喷出的研究

安技所90年代组织的实验：

汽油导淋喷出的实验研究

低气压气体喷出的实验研究

水蒸气喷出的实验研究

现有规范关于喷出起电规定的缺欠：

a)

b) 原理性的叙述多，可操作的限制界限少 一般规定多，企业典型工艺内容的规定少

由以上缺欠引起的负作用：

(1) 限制了企业中最方便和低廉的气体资源的广泛利用。如气压法卸油工艺的应用等。

(2) 一些常用的吹扫工艺缺少合理指导，如蒸汽扫线、洗罐、吹扫地面泄露物等。

3．2 未来的研究

考虑国情和现状，系统开展喷出起电研究是困难的。但从需要出发，组织编写减少喷出起电灾害的‘专家咨询意见’或‘管理规定’，是可行的。

（三） 粉体静电监控技术的研究方向

一． 一般生产事故原因的模式

系统管理失误：宏观调控管理失衡

人因失误：不安全行为或失误

粉尘爆炸 能量逆流：能量运行故障或意外

人机对话失误：人、机、料、环信息联系失误

二． 实用安全技术的研究方向

1． 从设计上提高系统运行的安全可靠性（减少一次隐患源）

2． 提高在役设备的抗风险能力和监控能力（减少二次隐患源）

3． 提高设备的应急处理能力和自救能力（避免或减小事故规模）

三． 粉体防静电研究领域存在的偏向

历史现状：粉体防静电研究的经历落后于粉体工艺设计研究

静电基础研究与应用研究脱节，应用研究与生产可操作性研究脱

节。具体表现：

（1） 重危险研究和机理研究，轻应用研究和实用技术研究

（2） 重防火防爆等化学抑制方向的研究，轻化学、物理等多学科领域综合技术的研究

（3） 重独立的辅助系统，轻辅助系统与工艺过程控制一体化技术的研究

四． 未来研究的主方向

推进型、辅助型——>保障型、本安型、兼容型

主方向：1．建立通风技术与防静电技术相互补充的综合防爆体系

2．开展防静电监控技术与工艺过程控制一体化技术的研究

主要技术关键：

（1） 静电监测与反馈技术

●物理量的选择、监测部位、信号采集技术与可靠性

●信号反馈效应的认可评价

（2） 与工艺DCS 系统联机的可操作性与实用性技术

●联动切入点的选择与抗干扰技术

●信息存储与实用化处理技术（随机量、经历/趋势图、历史数

据的分析、信息共享的选择等）

（四） 结束语

二十世纪50~70年代，以石油静电研究为主，研究中心：德、美、日

二十世纪70~90年代，以粉体静电危险研究为主，研究中心：瑞士、英国 二十一世纪，以静电防灾应用研究和产业化反馈为主，研究中心：？