20世紀(jì)90年代以來，我國沿海陸續(xù)新建一批大型浸出油廠，其中由ADM、中糧集團(tuán)、新加坡Wilmar投資興建的油廠占據(jù)很大一部分比例，這3家公司獨(dú)資或合資建造的油廠有東海(張家港)、大海(防城港)、金海(秦皇島)、黃海(日照)、北海(天津)、益海(連云港)、泉海(泉州)、康益(連云港)等，這些廠采用的工藝、設(shè)備、車間結(jié)構(gòu)、配套設(shè)施、自動(dòng)控制系統(tǒng)等基本相同，甚至設(shè)備編號也大體相同。生產(chǎn)工藝、設(shè)備主要有：大豆熱脫皮、擠壓膨化、環(huán)Ⅲ浸出器、混合油負(fù)壓蒸發(fā)、DTDC、廢水經(jīng)蒸煮后排放、尾氣經(jīng)礦物油吸收后排放等。這些先進(jìn)生產(chǎn)工藝設(shè)備的引進(jìn)和應(yīng)用，使其各種技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位，一些油廠達(dá)到國際先進(jìn)水平。這些廠也同時(shí)從國外引進(jìn)了一些防火安全技術(shù)裝備，其中有的工藝、裝備國內(nèi)油脂廠家從未使用或使用很少，如預(yù)處理進(jìn)入浸出的輸送機(jī)下料溜槽上安裝自動(dòng)閘板閥，防止停車時(shí)溶劑蒸氣進(jìn)入預(yù)處理車間;入浸輸送機(jī)安裝引風(fēng)機(jī)，防止生產(chǎn)時(shí)因浸出器正壓溶劑蒸氣進(jìn)入預(yù)處理車間;浸出車間安裝風(fēng)機(jī)對車間內(nèi)強(qiáng)制通風(fēng);浸出車間除配有普通消防外，同時(shí)安裝自動(dòng)雨淋滅火系統(tǒng)等等。這些工藝、裝備的應(yīng)用提高了浸出油廠防火防爆水平，增強(qiáng)了浸出油廠的應(yīng)急能力。下文以ADM油廠作這部分廠的統(tǒng)稱，根據(jù)溶劑消耗及防火工藝、裝備的應(yīng)用情況等，對大型浸出油廠防火安全技術(shù)作初步探討。
??? 　　1 溶劑的特點(diǎn)與浸出法制油的火災(zāi)危險(xiǎn)性
??? 　　1.1 6號溶劑
??? 　　6號溶劑是目前國內(nèi)油脂浸出生產(chǎn)常用的溶劑，其主要成分正己烷約占74%，環(huán)己烷約占16% ，另外還有少量的戊烷和庚烷，微量的芳烴。6號溶劑為無色液體，不溶于水，能溶于乙醚、乙醇，閃點(diǎn)為一21.7℃，燃點(diǎn)為233℃，容易揮發(fā)，有刺激氣味，其蒸氣密度是空氣的2.79倍，容易積聚在低凹處的地溝、地坑里，當(dāng)溶劑蒸氣在空氣中的濃度達(dá)到1.25%～ 7.5% 時(shí)，遇明火會引起爆炸。6號溶劑還有一定毒性，主要破壞人的造血功能，刺激神經(jīng)系統(tǒng)，吸入太多會引起頭昏、頭痛、過度興奮而失去知覺，中毒的濃度為25～30 mg/L，致死濃度為30～40 mg/L。
??? 　　1.2 正己烷
??? 　　ADM油廠均使用正己烷作溶劑浸出油脂。正己烷為無色液體，有微弱的特殊氣味。閃點(diǎn)為-25.5 ℃。爆炸下限1.2% ，引燃溫度560% ;爆炸上限6.9%，引燃溫度244℃ 。最小點(diǎn)火能為0.244mJ，最大爆炸壓力為0.850 MPa。正己烷極易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。遇明火、高熱極易燃燒爆炸。與氧化劑接觸發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)，甚至引起燃燒。在火場中，受熱的容器有爆炸危險(xiǎn)。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇明火會引著回燃。
??? 　　1.3 浸出法制油的火災(zāi)危險(xiǎn)性
??? 　　源于多種原因(低毒性、良好操作性能、中等水平的價(jià)格)，6號溶劑與正己烷是浸出油廠最普遍使用的溶劑，與其他大多數(shù)溶劑一樣，6號溶劑與正己烷具有易燃性、一定條件下潛在爆炸性。因6號溶劑與正己烷閃點(diǎn)小于28℃ ，爆炸下限小于10% ，依據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》浸出車間生產(chǎn)建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性危險(xiǎn)類別為甲類。根據(jù)危險(xiǎn)化學(xué)品安全技術(shù)說明書，正己烷危險(xiǎn)性類別為第3.1類低閃點(diǎn)易燃液體。根據(jù)生產(chǎn)、使用、貯存物品的火災(zāi)危險(xiǎn)性、可燃物數(shù)量、火災(zāi)蔓延速度以及撲救難易程度等因素，植物油加工廠的浸出廠房為嚴(yán)重危險(xiǎn)級工業(yè)建筑場所：火災(zāi)危險(xiǎn)性大、可燃物多、起火后蔓延迅速或容易造成重大火災(zāi)。
??? 　　2 大型浸出油廠的溶劑消耗與防火工藝裝置
??? 　　與國內(nèi)傳統(tǒng)的浸出油廠相比，由于ADM浸出油廠應(yīng)用了新工藝、新設(shè)備、新型密封材料，這些油廠的各種消耗指標(biāo)普遍好于國內(nèi)同規(guī)模油廠，特別是溶劑消耗，有的油廠達(dá)到小于0.6 kg/t料的國際先進(jìn)水平，大大減少了安全隱患。同時(shí)，防火、防爆工藝、裝備的應(yīng)用提高了工廠防火安全水平，增強(qiáng)了應(yīng)急能力。
??? 　　2.1 溶劑損耗的控制
??? 　　浸出車間溶劑損耗關(guān)系到工廠的生產(chǎn)成本、安全與環(huán)保。國內(nèi)油廠的溶劑消耗普遍較高，一般為4～6 kg/t料，有的甚至達(dá)到10 kg/t料。其中原因除了6號溶劑餾程范圍較正己烷寬，相對蒸餾回收困難外，主要有：分水箱排出廢水未經(jīng)蒸煮而直接排入水封井;除部分油廠采用礦物油吸收尾氣中溶劑外，大多數(shù)油廠采用冷凍法回收溶劑，甚至一些油廠尾氣僅經(jīng)最后冷凝器冷卻后直接排放;混合油蒸發(fā)、汽提在常壓下進(jìn)行，與負(fù)壓操作相比，相同操作溫度下溶劑蒸出量低;設(shè)備、管道、閥門等密封性能差，機(jī)械損耗高等等。
??? 　　油脂浸出的溶劑從以下幾方面引起損耗：產(chǎn)品粕、毛油中含有溶劑;廢水、廢氣排放中夾帶溶劑;機(jī)械損耗(泄漏等)。
??? 　　2.1.1 產(chǎn)品中毛油與粕殘溶而引起的溶劑損耗
??? 　　通常粕引爆試驗(yàn)合格，粕中溶劑含量小于750 mg/kg：毛油閃點(diǎn)大于150~C，則毛油中溶劑含量小于500 mg/kg;以大豆浸出計(jì)，假定豆粕得率78% 、毛油得率為19%，則豆粕溶劑損耗小于0.585 kg/t料，毛油中溶劑損耗小于0.095 kg/t料，兩項(xiàng)合計(jì)小于0.68 kg/t料。
??? 　　2.1.2 浸出排出廢水中溶劑損耗
??? 　　國內(nèi)浸出車間內(nèi)廢水一般為3部分：用于濕粕脫溶烘干機(jī)頂部混合氣體中粕末捕集的熱水與粕末一道排出，通常熱水循環(huán)溫度為92℃左右;用于混合油中粕末沉降的鹽水與粕末一同排出，這部分廢水溫度通常在50～55℃ ;溶劑分水箱中排出的廢水，這部分廢水排出溫度約在25～40℃ 。
??? 　　ADM油廠的廢水只有兩部分，主要是溶劑分水箱排出的廢水，這部分廢水是在經(jīng)蒸煮后排入水封池中;其次為礦物油吸收尾氣系統(tǒng)中吸收塔與解析塔中定期排出的廢水。礦物油吸收塔中冷礦物油(富油)水量很少，解析塔中熱礦物油(貧油)因使用直接蒸汽而水量相對較多，就3 000 t/d浸出油廠而言，礦物油系統(tǒng)廢水量約為80～100 kg/d。生產(chǎn)中，富油中水分及揮發(fā)物含小于5% ，貧油中水分及揮發(fā)物含量小于1% ，因此隨礦物油廢水帶出的溶劑很少，可忽略不計(jì)。而濕粕脫溶烘干機(jī)(一般為DT、DTDC)混合氣體中粕末捕集采用溶劑作捕集劑、捕集后的溶劑與粕末一道進(jìn)入脫溶烘干機(jī)內(nèi)，與濕粕一起脫溶?；旌嫌椭械钠赡﹥H經(jīng)旋液分離器分離，而不采用鹽水沉降法分離粕屑。因此，廢水總量相對較少，廢水量主要由4方面決定：入浸料含水量、濕粕脫溶未凝結(jié)直接蒸汽量、毛油脫溶汽提塔直接蒸汽用量、尾氣處理系統(tǒng)礦物油解析塔直接蒸汽用量。由于排出的廢水溫度控制在85℃ 以上，因此，因廢水排出引起的溶耗相對較少。據(jù)東海糧油溶劑分水罐排出的廢水計(jì)量顯示，日加工量為3 000～ 4 000 t大豆，排出廢水量約為8.5～10.5 b/h，約合60～70 廢水/t料。據(jù)測定廢水經(jīng)蒸煮5～10min，排出溫度92℃ ，廢水中的溶劑含量小于10 rag/。因此，因排出廢水溶劑損耗約為0.0OO6～0.0007 kg/t料。
??? 　　2.1.3 浸出排出廢氣中溶劑損耗
??? 　　浸出車間排出的尾氣中，除含有少量溶劑蒸氣、水蒸汽外，大多數(shù)為由物料夾帶的空氣。尾氣中溶劑含量主要由混合蒸氣冷凝程度決定，尾氣溫度越高，含溶量越大。而尾氣中空氣量主要由入浸料的流量與孔隙度、浸出系統(tǒng)的工藝設(shè)備與密封狀況決定。值得注意的是，如果設(shè)備設(shè)計(jì)產(chǎn)量偏大、而實(shí)際產(chǎn)量較小時(shí)，此時(shí)進(jìn)入浸出系統(tǒng)的空氣量相對特大。尾氣如果使用冷凍法回收溶劑，即使尾氣溫度為0℃ ，尾氣中溶劑含量仍達(dá)16%(質(zhì)量百分比)左右。而采用礦物油吸收后尾氣中溶劑含量可以控制在500 mg/kg內(nèi)，東海糧油浸出排出尾氣濃度一般在200～300 mg/kg。據(jù)東海糧油對礦物油吸收系統(tǒng)排出的廢氣流量測定，加工量為1 500～4 000 t/d大豆浸出油廠，其排出尾氣量為90～240 m3/h，約合1～2 m3/t料，以尾氣排出溫度為36℃計(jì)，尾氣殘溶500 mg/kg，折合溶劑損耗為0.0008～0.0015 kg/t料。
??? 　　2.1.4 跑、冒、滴、漏
??? 　　粕、毛油、廢水、廢氣這幾項(xiàng)引起的溶劑損耗稱為不可避免的溶劑消耗，其總量約為0.3～1.5 kg/t料。事實(shí)上有些廠家即使采用混合油負(fù)壓蒸發(fā)、礦物油吸收尾氣中溶劑、排出廢水經(jīng)蒸煮等工藝，其溶劑消耗仍達(dá)3 kg/t料以上，其中50%以上為機(jī)械損耗。就2 000 t/d浸出油廠而言，高出1.5 kg/t溶劑消耗，意味著每日3 t溶劑散發(fā)于生產(chǎn)車間內(nèi)外，這不僅污染環(huán)境，也是重要的火災(zāi)隱患。浸出車間液體的泄漏很少，主要在傳動(dòng)軸的軸封、閥門的閥桿處存在少量泄漏。大量的機(jī)械損耗是由于浸出系統(tǒng)正壓引起溶劑氣體的滲漏。據(jù)皇冠公司測定，在0.03 kPa的壓力下，一只q~219的孔每分鐘溶劑蒸氣泄漏量達(dá)35 L。由于溶劑蒸氣的密度高于空氣，一臺充滿溶劑蒸氣、高度為3 m的容器，在其底部存在0.05 kPa的壓差。往往浸出器頂部有輕微的負(fù)壓，而在底部卻可能出現(xiàn)正壓。因此，確保設(shè)備、管道、視鏡、法蘭、墊片、溜槽等處的密封、保持浸出系統(tǒng)的負(fù)壓，防止泄漏，對降低溶劑的損耗至關(guān)重要。國內(nèi)一些使用冷凍回收法的廠家在尾氣排放管上安裝風(fēng)機(jī)使浸出系統(tǒng)保持負(fù)壓，也有的不裝風(fēng)機(jī)僅靠溶劑氣體冷凝、冷卻而產(chǎn)生少量的負(fù)壓，這種負(fù)壓往往難以維持，浸出系統(tǒng)壓力時(shí)高時(shí)低。鑒于礦物油對溶劑良好的吸收性能，因此寧愿讓空氣滲入浸出系統(tǒng)內(nèi)，也不可讓溶劑氣體從浸出系統(tǒng)內(nèi)滲出。但浸出系統(tǒng)負(fù)壓過高，不利于溶劑的滲透。一般浸出器的負(fù)壓控制在一0.06～一0.12 kPa，DT負(fù)壓稍高。ADM油廠在尾氣風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口安裝了氣動(dòng)風(fēng)門，風(fēng)門開啟根據(jù)礦物油吸收塔出口處的負(fù)壓自動(dòng)控制。通常風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口負(fù)壓控制在-1.2～-1.5 kPa。2002年，這些油廠又在浸出器冷凝器尾氣出口管安裝一只氣動(dòng)蝶閥 <，通過調(diào)節(jié)閥門開啟度，自動(dòng)控制浸出器負(fù)壓，在2004年版的NFPA36中，此裝置作為特例，允許在冷凝器尾氣出口管上安裝閥門(以前版本NFPA36中，禁止在溶劑氣體冷凝器出口管道上安裝閥門)。