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石油化工灾害事故处置中的爆炸极限

石油化工灾害事故处置中的爆炸极限

我国石油化工领域发生的各类安全事故中，火灾爆炸导致了大量的人员伤亡，造成了巨大的经济损失。其中，由可燃气体、蒸气和粉尘产生的气相爆炸占到约70%。因此，了解掌握化学品火灾与爆炸相关知识，在抢险救援中正确进行危险评估，从而采取有效的防范措施最大限度避免人员伤亡和财产损失具有重要意义。

一、爆炸极限概念

爆炸(explosion)是指物质由一种状态迅速转变为另一种状态，并在瞬间释放出巨大的能量，同时伴随着声响，爆炸分为物理爆炸、化学爆炸、核爆炸。物质的燃烧与爆炸需要三要素：可燃物、氧化剂和火源。它们必须在适当的比例和一定的状态下才能燃烧或爆炸，过量的可燃物与不充足的氧化剂或高浓度的氧化剂与不足量的可燃物都不能燃烧或爆炸。当一定浓度的可燃物(可燃气体、蒸气、粉尘)与氧化剂混合形成具有爆炸性的混合体系达到一定的浓度范围时，遇火源即发生爆炸。这个浓度范围称为爆炸极限(explosivelimit)，可燃性混合体系能够发生爆炸的最低浓度称为爆炸下限(lowerexplosionlimit)最高浓度称为爆炸上限(upperexplosionlimit)，当可燃性混合体系浓度低于爆炸下限时，过量空气起到冷却作用，阻止了火焰的蔓延，当可燃性混合体系浓度高于爆炸上限浓度时则是由于空气不足火焰不能蔓延，所以当可燃性混合体系浓度低于或高于爆炸极限浓度时不会着火或爆炸。

二、爆炸极限影响因素

爆炸极限并不是固定不变的，它随温度、压力、含氧量、惰性气体含量、火源强度等因素的变化而变化。

1、温度影响

化学反应中温度越高，分子的反应活性越强，引发化学反应的可能性也越高，因此，可燃性混合体系着火前的温度升高，将导致可燃性混合体系爆炸范围扩大，即爆炸下限降低，爆炸上限升高，增加了混合体系的爆炸危险性。

2、压力影响

处在高压下的气体分子比较密集，分子间距离相对接近，这样就增加了分子之间碰撞的机率，分子间传热性也相应提高，发生化学反应的可能性也越大。所以，可燃性混合体系压力增大，爆炸极限范围也随之扩大，压力降低，则爆炸极限范围缩小，当压力降至一定值时，其爆炸上限与爆炸下限重合，此时对应的压力称为可燃性混合体系的临界压力。压力降至临界压力以下，可燃性混合体系便不成为爆炸系统，在石油化工生产中，对爆炸危险性大的物料的生产、储存、运输往往在临界压力以下进行，如环氧乙烷。此外，可燃性混合体系压力增大还将降低其自燃点，这样可燃性混合体系在较低的着火温度下也能够发生燃烧，增加了爆炸的危险性。但是在已知的气体中，一氧化碳的爆炸范围是随压力增加而缩小的。

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