格氏反应危险因素分析安全对策措施

篇2：有机溶剂使用过程中安全对策

在化学工业有机合成行业中,绝大部分的化学反应都是在溶剂中进行的。溶剂是一个重要的媒介,它可以使参加反应的各种物质分子得以均匀分布,增加分子间碰撞接触机会,加速反应的进程。溶剂可以传导热量,通过它可以向反应物质提供热量,促进反应的进行;通过它也可以将反应放出的热量传出,保证反应的安全。溶剂的选择还可以直接影响反应的速度、反应的方向、反应的完全程度以及反应产物的构型等等。因此,正确地选择和使用溶剂,满足生产工艺的要求,对实现有机合成的经济目标和安全目标具有十分重要的意义。

(一)有机溶剂主要危险

1、大多为易燃物质,遇引火源容易发生火灾;

2、大多具有较低的闪点和极低的引燃能量,在常温或较低的操作温度条件下也极易被点燃;

3、大多具有较宽的爆炸极限范围,与空气混合后很容易发生火灾、爆炸;

4、大多具有较低的沸点,因此具有较强的挥发性,易散发可燃性气体,形成燃烧、爆炸的基本条件;

5、大多具有较低的介电常数或较高的电阻率,这些溶剂在流动中容易产生静电积聚,当静电荷积聚到一定的程度则会产生放电、发火,引发火灾、爆炸。

6、大多对人体具有较高的毒害性,当发生泄漏、流失或火灾爆炸扩散后还会导致严重中毒事故;

7、少数溶剂如乙醚、异丙醇、四氢呋喃、二氧六环等,在保存中接触空气会生成过氧化物,在使用升温时会自行发生爆炸。

(二)有机溶剂使用过程中的主要安全对策措施

1、科学优化工艺

在研制试验阶段和工艺设计阶段,必须考虑对溶剂安全性进行选择和优化试验。尽可能选用不燃或不易燃的有机溶剂代替易燃溶剂;尽可能选用高沸点溶剂代替低沸点溶剂;尽可能选用电阻率较小的溶剂代替电阻率大的溶剂;尽可能选用无毒或毒性较小的溶剂代替剧毒或毒性较大的溶剂;最大限度的降低易燃溶剂使用量。通过前期安全试验工作,从本质上消除或降低溶剂的危险、危害性。

2、做到密闭生产

对生产设备、储存容器应尽可能做好密闭工作,尽量避免敞口操作,杜绝滴漏跑冒,减少可燃、有毒溶剂挥发气体散发造成作业场所内火灾、爆炸、中毒的危险。对于带压或减压设备,在投产前、检修后以及运行中都应检查密闭性和耐压程度,既要防止内部的可燃、有毒物质气体向外界泄漏,又要防止外部空气进入设备容器内部,形成爆炸性气体混合物并达到爆炸极限,造成更大危险。

3、加强通风换气

(1)为保证易燃、易爆、有毒溶剂泄漏的气体在生产环境中不超过爆炸、中毒的危险浓度,化工生产装置应尽可能采用露天、敞开或半敞开的布置方式。对于设置在厂房内的化工生产装置,必须采用通风换气措施。

(2)通风换气应达到规定的技术要求,对于易燃、易爆物质气体,在车间内浓度一般应低于爆炸下限值的25%;对有毒物质气体,不应超过国家标准规定的工作场所有害物质最高容许浓度。

(3)通风换气方式一般宜采用自然通风,当自然通风不能满足要求时,应采取机械通风措施(例如制药厂的GMP厂房)。对有火灾、爆炸、有毒危险的厂房,通风气体不得循环使用,送风、排风设备应分开独立设置风机室。送风设施的进风口位置应设在室外空气比较洁净的地方,排风口宜设在建筑高处排放。

(4)部分生产设备由于短时间投料、放料等需要,存在着作业人员暴露于易燃、有毒溶剂气体的操作,需要设置管道通风系统和局部吸风罩,对作业人员起到保护作用。设计时应考虑到布局位置适宜,风量足够并设有闸板阀控制防止不同岗位有害气体串流。设计时还应充分考虑到通风管道内的不同物质气体混合是否会引起燃烧、爆炸或其他可能的危险,如果存在,则应单独设置通风系统,不得互相连通。值得着重指出的是厂房内的反应设备或储存容器排出的浓度较高的易燃、有毒气体是不应该排入通风系统的,应单独引入回收、净化处理装置,经处理达标后再引至屋顶以上高空排放。

4、惰性气体保护

由于大多数可燃有机溶剂的沸点较低,常温或反应温度条件下都有较大的挥发性,与空气混合容易形成爆炸型混合物并达到爆炸极限。因此,向储存容器和反应装置中持续的冲入惰性气体(氮气、氩气、二氧化碳、水蒸气等),可以降低容器和装置内氧气的含量,避免达到爆炸极限,消除爆炸的危险。惰性气体置换措施适用于低闪点、易产生静电类有机溶剂的生产设备、储存容器的微正压保护;易燃有机溶剂的管道输送和压滤作业;投产前、动火前、检修后对涉及易燃有机溶剂化工设备的置换处理;当有机溶剂发生火灾事故时也可用惰性气体进行隔离、灭火。

5、消除、控制引火源。

为了防止火灾和爆炸,消除、控制引火源是切断燃烧三要素的一个重要措施。引火源主要有明火、高温表面、摩擦和撞击、电气火花、静电火花、化学反应放热、雷击等。当易燃溶剂使用中存在上述引火源时会引燃溶剂形成火灾、爆炸。因此,必须特别注意消除和控制以下可能产生引火源的情况。

(1)带入明火:

①禁止在有易燃、易爆有机溶剂的生产、储存场所吸烟、动火,严格控制机动车尾气、非防爆通讯工具等移动明火源。

②厂区内散发明火的施工或其他活动与使用甲类火灾危险性有机溶剂的生产储存场所必须保持30米的防火安全距离。

③生产储存现场动火作业必须将易燃溶剂清除干净移出现场,并以水清洗容器和设备并用水灌满。动火地点应用不燃物挡风板隔离,防止火星四处飞溅,特别是高空动火作业还应考虑下风向可能影响的范围。

(2)高温表面:

使用高温导热油和熔盐加热设备的热载体和设备高温外表面也可能引燃有机溶剂。因此上述设备的周围要避免存放有机溶剂和其他可燃物质。

(3)易自燃物品:

①易自燃物品在空气(或其他氧化剂)中易发生氧化,放出热量而自行燃烧。常见的如黄磷、镍催化剂、固体甲醇钠、活性炭、代森锰锌、硝化纤维素片、保险粉、硫氢化钠等。

②当上述物质与易燃有机溶剂共存时应防止溶剂挥发造成易自燃物质暴露于空气、氧气或其他氧化性物质,引起火灾。储存中易自燃物品与易燃有机溶剂必须采用隔开贮存的方式。

(4)遇湿易自燃物品:

①此类物质遇水或受潮时可发生化学反应,放出易燃气体和大量热量而发生燃烧。常见的有金属锂、钠、钾、镁、钙、铝、钡、铝粉、锌粉、氢化钠、氢化钾、氢化铝锂、五硫化二磷、硼氢化钾、硼氢化钠、保险粉、代森锰锌、碳化钙(电石)等。

②此类物质储存中必须确保包装完好,防止受潮,防止受到水淹、雨淋,遇湿易自燃物品与易燃有机溶剂必须采用隔开贮存的方式。

③此类物质原料在车间存放时应注意避免受潮,并远离有机溶剂及其他可燃物质,当天领用当天尽快用完,剩余原料应退库保存。

(5)化学不稳定易爆物质:

①此类物质有过氧化物、叠氮化合物、异氰酸类化合物、重氮盐、多硝基化合物、硝化纤维素、硝酸铵、硝基胍等,在受热、振动、摩擦时会引发火灾、爆炸。

②含有上述不稳定物质和易燃有机溶剂的化学反应必须对加热温度采取有效的控制措施,防止超温。反应中搅拌停止可能造成局部过度受热或者反应放热不能导出而超温,必须采取搅拌中断自动报警措施以及加热蒸气限压措施。

③不稳定物质的投料操作必须防止震动和摩擦,投料中如有不稳定物质粘附在反应釜内壁上应及时用溶剂冲洗掉,防止反应釜升温时局部受热发生爆炸。

④生产中易燃有机溶剂的多次回收套用可能存在化学不稳定物质,当蒸馏接近干底时由于局部过热可发生分解爆炸事故,因此溶剂回收不得蒸干。当减压蒸馏完成后釜内温度较高时应以氮气破空,如果用空气破空可能引起爆炸。如没有氮气条件则应先将蒸馏设备冷却至常温后再以空气破空。

⑤储存日久的乙醚、异丙醇、四氢呋喃、二氧六环等可能含有过氧化物,使用前应采用淀粉碘化钾试剂测试其是否含有过氧化物,如果含有过氧化物,则应采用还原剂进行处理,去除过氧化物后方可使用。

⑥存放化学不稳定易爆物质的场所周围不得存放可燃物质,在生产场所必须严格控制化学不稳定物质原料的存放量。

(6)摩擦撞击:

机器轴承的摩擦发热起火、车间内提升机导轮与导轨的摩擦火花、离心机刹车盘与刹车片的摩擦发热、车间内钢制器件相互撞击或与混凝土地面的撞击、作业人员传递钢制工具不慎坠落地面、用钢制工具修理或操作时敲击、装卸时铁桶与硬物撞击产生火花等等都属于摩擦撞击。上述因素和行为不应存在于易燃有机溶剂的生产、储存场所。

(7)电气火花:

短路、过载、接触不良是产生电气火花的主要原因。

①电气设备、电气线路必须保证绝缘良好,特别是防止生产场所高温管道烫伤电缆绝缘外层,防止发生短路;电缆线应穿管保护防止破损;生产现场电器检修时应断开电源,防止发生短路。

②合理配置负载,禁止乱接、乱拉电源线。保持机械设备润滑、消除运转故障,防止电机过载现象发生。

③经常检查导线连接、开关、触点,发现松动、发热应及时紧固或修理。

④使用易燃溶剂的火灾爆炸场所应按照危险特性使用防爆电器(含仪表),防爆电器应符合规定级别,防爆电气安装应符合要求。有时防爆电气密封件松动、绝缘层腐蚀或破损等,仍存在不易被发现的电气火花,这常常是有机溶剂火灾、爆炸事故的明火原因。

(8)静电火花:

当电阻率较高的有机溶剂在流动中与器壁发生摩擦或溶剂的各流动层之间相互摩擦,由于存在电子得失产生静电积聚,当积聚的电量形成一定的高压时就发生放电火花。有机溶剂输送流动中流速过快可能产生静电积聚和高压放电;反应设备内部有机溶剂及物料搅拌转速过快过激烈易产生静电积聚和高压放电;有机溶剂与有机绝缘材质的管道、容器、设备之间特别容易发生静电积聚和高压放电;有机溶剂进料时从上口进入容器设备冲击容器底部或液面时很容易发生静电积聚和高压放电;含有机溶剂的物料采用化纤材料过滤时施压过大易发生静电积聚和高压放电;皮带传动设备的皮带上容易发生静电积聚和高压放电;离心机刹车制动过猛可能发生静电积聚和高压放电;作业人员穿化纤、羊毛、丝绸类服装容易发生静电积聚和高压放电。

预防静电的措施:

①首先是尽可能选择不易产生静电的溶剂,从源头上解决问题。

②设计中应正确选择设备容器管道材质(尽可能使用金属,避免使用非金属)以减少静电产生和便于静电导出。

③限制易燃有机溶剂在管道中的流速,可以减少静电的产生和积累。

④也可以采用增加溶剂的含水量或增添抗静电添加剂如无机盐表面活性剂等方法,使溶剂的电阻率降低到106-108Ω·cm以下,有利于将产生的静电导出。

⑤采用静电接地的方法是化工生产普遍采用的重要防静电措施。所有金属设备、容器、管道、构架都可以通过静电接地措施及时消除带电导体表面的静电积聚,但是对非导电体是无效的。

⑥对于绝缘设备、容器、管道内部可设置静电消除器并将内部溶剂的静电及时导出接地中和。在此需要提及的是,还有一些化工生产单位抽吸有机溶剂不采取任何防静电措施,仍然采用聚乙烯软管直接插入溶剂桶的真空抽吸方式。这类抽料方式发生静电爆炸事故已是屡见不鲜了。应尽快改换成具有静电接地的金属软管、导电橡胶管或其他含导电材料的管道。

⑦工艺设备、容器、管道、金属构架等金属体应连接成一个连续的导体并加以接地,不允许设备系统内存在任何与地绝缘的金属体。设备、管道之间用法兰的连接处的螺栓接触面积应大于20cm2,至少应有5个以上的M10螺栓作妥善连接,安装前应除锈并加镀锡垫圈,不足5个螺栓的法兰应采取防静电跨接。

⑧在容易引起火灾、爆炸的危险场所,人体产生的静电不可忽视。操作者工作时不应穿化纤服装、毛衣和丝绸,应穿防静电工作服、帽子、手套和工作鞋,工作场所也不能穿脱衣物。场所应设人体接地棒,工作前应赤手接触人体接地棒以导出人体静电。人体在行动中产生的静电需要通过场所地面导出的,因此场所地面应具有一定的导电性或洒水使地面湿润增加导电性。作业场所一般不能做成环氧树脂地面,如防腐需要则应添加导电物质成份。

(9)雷击:

①露天设置的有机溶剂储罐、油桶堆场如果未设防雷保护装置、不在防雷保护区内或防雷装置损坏、锈蚀、断路、接触不良等都可能导致雷击,引发火灾、爆炸事故。

②每年进入雷雨季节之前应对防雷装置进行检查、并且测量接地电阻情况,确保完好。日常也应对接闪器、引下线、接地装置加强检查,防止腐蚀、断损。

③露天设置的易燃液体储罐当储罐壁厚不小于4mm,其放散管、呼吸阀装设阻火器时可不装接闪器,但是必须接地,接地点不少于2处,其间距不大于30m。雷电时必须停止易燃液体的灌装作业,此时作业会有易燃气体从呼吸阀中排出,遭受雷击或雷电感应可引燃易燃物质蒸汽造成火灾、爆炸。当使用金属浮顶罐储存易燃液体时,由于金属浮顶与金属罐壁之间有绝缘的密封垫层和污物,使金属浮顶与罐壁之间不能形成导电通路,因此在浮顶与罐壁之间会设有多股挠性金属跨接线,必须确保跨接线接触牢固、可靠。

(10)防止日光照射或聚焦:

阳光照射或聚焦也可能成为某些化学物质的起爆能源,也可引起可燃物着火成为引火源。例如氯气与氢气在日光作用下会剧烈反应而爆炸;硝化纤维在日光照射下会自行着火等。因此生产、储存中对所有化学原料都必须防止强光的直接照射。

6、配备灭火器材

在生产、储存场所配备足够的灭火器材,可应对突发的火警事件,将事故消灭在萌芽之中。针对有机溶剂来说,水及酸碱式灭火器通常是不适用的,干粉灭火器、泡沫灭火器、二氧化碳灭火器能够适应有机溶剂的灭火。

生产场所的管道蒸汽、氮气和二氧化碳气体都能够起到对燃烧物体隔绝空气的作用,也可作灭火用。但是高温蒸汽易造成人员烫伤,氮气、二氧化碳有窒息作用,在使用中必须加以注意。

7、及早发现、防止蔓延

(1)设置早期检测报警:

为了及时掌握险情,防止事故扩大,对使用、储存易燃有机溶剂的场所应在危险部位设置可燃气体检测报警装置、火灾检测报警装置、高低液位检测报警装置、压力、温度超限报警装置等。通过声、光、色报警信号警告操作人员及时采取措施,及时消除隐患。通过视频监控网对全厂范围进行安全监控和调度指挥。

(2)采取安全连锁:

在化工生产中,利用自动控制技术对压力、温度、流量、液位等连续变化的参数进行连锁控制和自动调节,确保工艺过程始终处于安全的状态。

(3)设置安全保险装置:

易燃有机溶剂的储罐必须配备液位计,排空管应配备呼吸阀和阻火器。高危罐区必须设置高液位报警和进料自动切断装置,或采用氮气置换保护措施等。

当火灾事故正在发生,又不能排除险情时,安全保险装置应能紧急自动切断重要的阀门,局部断电,开启自动灭火装置(水喷淋、蒸汽灭火或惰性气体灭火等)。

以上提出的对策只能作为化工生产企业参考,实践中还应结合各自的生产实际来具体考虑和应用。

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篇3：导热油炉使用安全对策措施

(1)导热油炉运行时,有机热载体炉出口处有机热载体的温度不得超过有机热载体最高使用温度。液相有机热载体输送管道上,在截止阀前靠近有机热载体炉的地方应安装温度显示和记录仪表;有机热载体炉功率不超2.8MW时可只装温度显示仪表。在液相炉回路的入口处应装温度显示仪表。液相炉有机热载体的出口处,应装有超温报警和差压报警装置,

(2)导热油炉进出口管道上应装压力表。压力表至少每年校验一次,校验后应进行铅封。压力表与锅筒、管道采用存液弯管连接,存液弯管存液上方应安装截止阀或针形阀。

(3)导热油炉应装有自动调节保护装置,并在下列情况时应能自动停炉。

①液位下降到低于极限位置时;

②导热油炉出口热载体温度超过允许值时;

③导热油炉出口热载体压力超过允许值时;

④循环泵停止运转时。

(4)导热油炉和管网系统应装有接收受热膨胀有机热载体的膨胀器。膨胀器可以是封闭式的或敞口式的;膨胀器的调节容积应不小于液相炉和管网系统中有机热载体在工作温度下因受热膨胀而增加的容积的1.3倍;封闭式的膨胀器上应装压力表和安全泄放装置。泄放物应通过泄放管导入储存罐;膨胀器上应装有溢流管,溢流管应接到储存罐上。溢流管的直径与膨胀管直径一样,且溢流管上不准安装阀门;膨胀器一般不得安装在有机热载体炉的正上方,以防因膨胀而喷出的有机热载体引起火灾。膨胀器的底部与有机热载体炉顶部的垂直距离应不小于1.5m。液相炉的膨胀器应安装一只液面计。

(5)锅炉管网系统与膨胀器连接的膨胀管应符合下列要求。

①膨胀管需要转弯时,其弯曲角度不宜小于120°;

②膨胀管上不得安装阀门,且不得有缩颈部分;

③膨胀管的直径不得小于规定的数值。

④膨胀器和膨胀管不得采取保温措施,膨胀器内的有机热载体的温度不应超过70℃。

(6)有机热载体储存罐应尽可能放在加热系统最低位置,以便放净锅炉中的有机热载体,储存罐与有机热载体炉之间应用隔墙隔开。储存罐应符合下列要求:

①储存罐的容积应不小于有机热载体炉中有机热载体总量的1.2倍。

②储存罐应装一只液面计,储存罐上部应装有排气管,排气管应接到安全地点,其直径应比膨胀管大一档次。

(7)导热油炉的热载体进出口管道上均应安装截止阀,当泵与锅炉之间距离不超过5m时,在锅炉进口处可不装截止阀。阀门连接处应选用不泄漏型的密封材料,不准采用石棉制品。导热油炉及管网最高处应有必要数量的排气阀,以便有机热载体炉在运行中定期排放形成的气体产物。排气阀应符合下列要求:

①排气阀的开关位置应便于操作。

②排气阀的排气管应与固定容器相连,导热油炉的排气管可直接与大气相通。固定容器、排气管口与明火热源的距离应不小于5m。

(8)导热油炉的循环系统至少安装两台电动循环泵,一台为工作泵,一台为备用泵。循环泵的流量与扬程的选取应保证有机热载体在导热油炉中必要的流速。停电频繁的地区,导热油炉房内应有备用电源或采取其他措施,以保证泵的正常运转。

(9)在循环泵的入口处应装过滤器,且应定期清理过滤器。

(10)使用安全管理措施。

①有机热载体炉的操作人员,应经过有机热载体炉方面知识的培训,并经质量技术监督部门考核发证,持证上岗。

②有机热载体炉使用单位,必段制订有机热载体炉使用操作规程。操作规程应包括有机热载体炉启动,运行、停炉、紧急停炉等操作方法和注意事项。操作人员必须按操作规程进行操作。

③有机热载体炉范围内的管道应采取保温措施,但法兰连接处不宜采用包覆措施。

④有机热载体炉在点火升压过程中,应多次打开锅炉上的排气阀,以排净空气、水及有机热载体混合蒸汽。

⑤有机热载体必须经过脱水后方可使用。不同的有机热载体不宜混合使用。需要混合使用时,混用前应由有机热载体生产单位提供混用条件和要求。

⑥使用中的有机热载体每年应对其残碳、酸值、粘度、闪点进行分析,当有两项分析不合格或热载体分解成份的含量超过10%时,应更换热载体或对热载体进行再生。

⑦有机热载体炉受热面应定期进行检查和清洗,应将检查和清洗情况存入锅炉技术档案。

⑧有机热载体炉安装或重大修理前应向质量技术监督部门办理开工告知手续,在投入运行前应由使用单位和安装或修理单位进行1.5倍工作压力的液压试验,合格后才能投入运行。液压试验与气密试验时,应当有特检院人员参加,并出具实验报告。

⑨导热油炉房应有有效的防火和灭火措施。

篇4：化工加氢反应器卸剂操作安全保障措施

石化企业加氢反应器为立于地面的大型圆柱状容器,直径一般为3m左右,高度一般为10~21m,内装满细砂状催化剂。催化剂使用一段时间后,需作业人员进入反应器人工卸除。由于待卸除的催化剂中含有较多的硫化铁,遇氧气易氧化产热和产生SO2等有毒气体,卸剂作业必须在高浓度氮气保护下进行。环境特点是:(1)常压气体环境,N2>90%、O2<4%、H2S<800ppm;环境气体温度为25~70℃;(2)反应器内温度和有毒气体浓度与器内氧浓度有关。

1.我们参照潜水医学保障知识采取了下列措施:

一是参照潜水医学要求选拔训练作业人员:根据身体健康、心理素质好的选拔原则从防化部队中选拔作业人员。二是参照潜水员培训方法训练作业人员。三是潜水装具改装为呼吸防护装具:对69-Ⅲ轻潜水装具进行改装:(1)采用供气管方式供给压缩空气或混合气(21%

实施以上措施的结果是:(1)提高了呼吸装具的防护性能:当时石化企业装备的呼吸防护器材为自携式氧气呼吸器和通风式呼吸器,前者供气时间受限;后者通气量大。为防止反应器内氧浓度升高需用排气管将面罩内的空气排出反应器外,呼吸死腔大,使用此装具的作业时间和深度均受限。潜水装具经改装后,具有自携和管供2种供气方式,供气量小,作业人员的呼出气可直接排入反应器内,加上不间断的由下而上的氮气流作用,可有效地控制反应器内氧浓度的升高及由此而引起的作业环境温度和有毒气体浓度升高[5]。(2)提高了劳动效率和安全性:3次加氢反应器卸剂工程的卸剂作业日合计为32天,424作业人次,无氧、有毒环境下作业总时间为446小时,每作业人次的作业时间20~150分钟,平均为63.11分钟,深入反应器的深度为1~21m,作业人员均安全无事故。改变了国内石化企业加氢反应器卸剂施工能力限于5m以浅(部分卸剂)、每人次作业时间限于30分钟、伤亡事故率高的状况[5]。(3)使工业无氧、有毒环境下施工的组织管理、医学保障具有了科学性:3次加氢反应器卸剂工程的实施参照潜水作业、潜水医学保障的组织实施方法,克服了工业行业实施此类作业的盲目性和无序性。

2.讨论:

石化加氢反应器卸剂施工是一种在常压有毒、无氧环境下作业,其作业的方式、步骤、作业人员的呼吸防护要求及保障作业人员安全的环节与潜水作业基本相同,石化加氢反应器卸剂作业被看作是:“气体环境里没有静水压变化的潜水作业”。由于工业无氧、有毒环境为常压气体环境,作业环境条件优于潜水作业,对无氧、有毒环境下作业人员监护有效,因此,将潜水医学知识用于指导工业无氧、有毒环境下的人员作业,可以使作业人员获得可靠的安全保障。目前国家劳动管理部门尚未将此类有毒、无氧环境施工和作业人员纳入专项管理,工业行业也未能制定有效的安全管理办法。因此,将潜水医学知识及相关技术合理地引入工业无氧、有毒环境作业,不仅使其施工的组织管理、医学安全保障具有科学性[6],提高作业人员在该种条件下的劳动效率和安全性,扩大了潜水医学的应用范围,同时还可以为国家劳动管理部门开展科学管理提供参考依据,具有较大的经济和社会效益。

篇5：储罐区防静电对策措施

静电在我们的日常生活中可以说是无处不在,人走过化纤地毯产生的静电大约是35000伏,翻阅塑料说明书产生的静电大约7000伏,最高时产生的静电甚至达几万伏。在生活中,静电能使人体受到伤害;在化工行业中,静电能引发火灾爆炸事故,造成损失。静电引发的储罐火灾占全部火灾爆炸的10%以上。在日常安全检查中,我们发现许多企业不重视危险化学品储罐区静电的防治,一旦发生火灾爆炸事故,后果惨重。本文通过对静电产生的原因进行分析,提出预防措施,用以指导企业加强储罐区的安全管理,防止火灾爆炸事故发生。

一、储罐区静电产生的原因

危险化学品储罐区生产作业的过程,通常包括易燃、可燃液体的装卸、输送、调合、采样、检尺、测温及设备清洗等各种环节。易燃、可燃液体贮罐(槽)车、汽车罐(槽)车,鹤管以及设备、管线等设施都需要重点加强静电防护。

(一)危险化学品的电阻率影响静电产生

据有关资料介绍,液体的电阻率在1010~1015m时,能产生危险的静电,而在1013m是产生的静电最大。高于1015m以及低于1010m时,静电的产生和积聚小到可以忽视的程度。特别是电阻率在106m以下时,对静电来说就等于是导体的作用了,这时可以不考虑静电问题。

原油、重油的电阻率是109~1010m,产生静电的危险性小;汽油、煤油、清油、喷气燃料等的电阻率为1012~1013m,是最容易产生静电的物质,需要特别注意。比较产生静电的倾向,煤油>喷气燃料>汽油。

(二)装卸危险化学品方式造成静电

装卸危险化学品方式可分为两种:一种为底部装卸法,另外一种为上部装卸法。这两种方法相比,后者产生静电量更大。不但因液体分离而产生新的电荷,更主要的是电荷没有充分的时间驰张,所以表层电荷密度较高,同时还因危险化学品冲击至罐壁造成喷溅飞沫而产生静电。上部灌装所产生的静电量远远大于下部灌装的静电量。所以使用下部灌装可以有效的减少静电的产生。

(三)不同危险化学品相混合会增加静电的产生量

不同的危险化学品之间混合,不但会造成化学品之间发生一系列的化学反应,同时,由于化学品的密度和颗粒性质各有不同,导致输送或混合的时候,化学品颗粒之间发生摩擦,更易导致静电的产生。例如某厂用管线向罐中输送航空煤油,同时又使用另一管线向同一罐中输送危险化学品,后者管线中有残留的残渣也被送入罐中。当时流速虽然仅有2m/s,但却因引起了重大的爆炸事故,损失达50余万元。

(四)罐底的沉积水会增加静电电量

如罐底有沉积水,底部装入危险化学品方式会搅起沉积水,从而产生很高的静电电位。水是静电的良导体,但当少量的水掺杂在危险化学品中,因为水滴与危险化学品相对流动时要产生静电,反而使危险化学品静电量增加

例如,某油船向岸上直径40英尺的油罐输送煤油时,开泵后1分钟,油罐内引起爆炸,将罐顶炸飞。事故的原因是这条管线在输送煤油以前,曾经输送过汽油,因此要用水来清扫管线;同时与这个管线相连接的汽油管线有微量的汽油泄漏,致使形成爆炸性混合气。这样,清扫时残留的水分与煤油被一起送进油罐,尽管流量不是很大,但已经产生了大量的静电。

(五)静电逸散时间因素

危险化学品储罐在注入危险化学品过程中,从停止注入到大液面产生最大静电电位,往往需要经过一段时间,这个时间通常称为延迟时间。为了安全,当需要直接测量液位或危险化学品液温时,应该躲过罐内静电荷的逸散时间。罐的容量越大,静电逸散时间越长。一般规定在3~5min以后再进行测量比较安全。不同类物质所需要的静止时间见表3所示。

二、静电的危害

危险化学品在管线输送中,虽然有静电的产生,但由于管线中充满危险化学品而没有足够的空气,不具备爆炸着火的条件。当把带有电荷的危险化学品装入储罐,则因电荷不能迅速泄掉便积聚起来,使液面具有一个较高的电位,这时若液面上部空间形成了爆炸混合气体,就可能发生火灾爆炸。另外,静电放电会造成计算机、自动控制装置等电子设备的故障和误动作。在储罐区,静电所引起的电击虽然不会致人死亡,但是往往会导致二次事故,因此也要加以防范。

三、静电危害的消除措施

消除静电的主要途径有两条;一是创造条件加速静电泄漏或中和;二是控制工艺过程,限制静电的产生。第一条途径包括两种方法,泄漏法和中和法。接地、增湿、加入抗静电剂等属于泄漏法,运用感应静电消除器、高压静电消除器、放射线静电消除器及离子流静电消除器等均属于中和法。第二条途径就是工艺控制法,包括材料选择、工艺设计、设备结构及操作管理等方面所采取的措施。针对储罐区的特点,静电的预防主要包括以下几个方面。

(一)静电接地:接地是消除静电灾害最简单、最常用的方法,主要用来消除导体上的静电。为了防止静电火花造成事故,应根据国家标准和行业规范采取正确的接地措施。

(1)储罐内的各金属构件,尤其是金属浮体如果接地不良,容易形成孤立导体。当带有静电荷的危险化学品注入储罐时,它将收集聚电荷,对地形成电位,在一定的条件下,极易发生火花放电而导致危害。例如在高电位情况下,静电放电可以引起火花,长度可达20~30cm,5OOV静电产生的火花可使苯蒸气着火。某化工厂在使用管道输送甲醇时,由于未采用金属浮顶油罐,使液体表面产生并聚集大量静电,造成高压放电引发火灾。

(2)金属取样器及检尺工具必须可靠接地,也是为了防止形成孤立导体。操作平台上设置的接地端子应避开气体排放口。使用导电性绳索的取样器的接地方式见图3所示。在取样器端也可使用焊接。接地线的安装是在作业开始前进行,作业结束后方可拆除。作业过程中最好使用具有防静电性能的材料制成的工具。

(3)大于50m3,直径2.5m以上的立式罐,应在罐体对应两点处接地,接地点沿外围的距离应不大于30m,接地点不要装在进液口附近。

(4)为防止静电感应而带静电,浮顶储罐的浮顶应与储罐本体(外壁)之间进行跨接。一般是采用25mm2的铜芯软绞线,沿斜梯敷设至罐壁。防风雨密封的储罐壁一侧的端头应使用导电性橡胶材料制造。浮顶的一侧尚应用10mm2的铜绞线每隔3m跨接一次。

(5)危险化学品其电阻率一般在1011m以上属静电非导体。带电体上电荷的消散需要一个相当长的时间(称为逸散时间),因此当罐壁使用防腐涂料时,只要涂料的电阻率小于被储介质的电阻率就不会妨碍电荷的逸散。

(二)增湿

提高空气中相对湿度有利于消除现场存在的静电。提高空气中相对湿度就是提高空气中水蒸气的饱和程度,在物体表面会吸收或吸附一定的水分,从而降低了物体表面的电阻系数,有利于静电电荷导入大地。当然,用增加空气湿度消除静电也有其局限性,它应以不损害人员健康、不损坏设备和危险化学品品的质量为原则。在实施增湿消除静电时,一般相对湿度在70%左右,静电积累会很快减少。

(三)添加抗静电剂

抗静电剂具有较好的导电性或较强的吸湿性。因此,在容易产生静电的高绝缘材料中,加入抗静电剂之后,能降低材料的体积电阻或表面电阻,加速静电泄漏,消除静电危险。

化工行业中多采用酸盐、环烷酸盐、铬盐、合成脂肪酸盐等作为抗静电剂。国产抗静电添加剂有3个组分:烷基水杨酸铬、丁二酸二异辛酯磺酸钙和“603”的共聚物。前两种组分是改变危险化学品导电率的基本成分,后者是稳定增效剂。抗静电剂的使用可采用涂布法、浸渍法、喷雾法或采用混合在原料中,以降低内部电阻及表面电阻,提高物体的导电性能。

(四)工艺控制法

危险化学品在管道中流动所产生的静电量,与危险化学品流速的二次方成正比。降低流速便降低了摩擦程度,可减少静电的产生。所以当储罐输入危险化学品和输出危险化学品的时候,控制危险化学品输送流速是减少静电电荷产生的一个有效方法。2000年10月31日,河南某石化厂机修车间一名女职工提着一带塑料柄挂钩的方形铁桶,到炼油三厂开手阀放汽油不久,油桶着火。原因是由于阀门开度过大,汽油流速快而导致静电积聚,产生火花放电而引发的事故。

在容器内灌注液体时,应防止产生液体飞溅和剧烈搅拌现象,应从底部装卸危险化学品或将危险化学品管延伸至接近容器的底部。一般规定,在鹤管没有被危险化学品浸没之前,流速只能限制在1m/s以下,以免产生静电。当入口管浸没200mm后可提高流速,最高不得超过6m/s。甲、乙类液体经过添加抗静电剂,或有专门静电消除器与静电报警仪同时具备的,流速可为6m/s。易燃液体灌注结束后,不能立即进行取样等操作。应经过一段时间,待静电荷减少后再进行操作,以防静电放电火花引起着火爆炸。某些危险化学品需要经过多道过滤,而过滤器会导致更多静电的产生,同管线相比是更大的静电源。因此,从过滤器出口到贮器应留有30s的缓和时间。管道出口前有过滤网(网的目数大于100目)或过滤器(过滤精度高于30μm)时,应使过滤器出口至管道出口的流动时间大于30s

(五)消除静电产生的附加源

危险化学品含水或者不同危险化学品相混合并通过压缩空气时,静电的发生量将增大。危险化学品中含水5%会使电效应增大10~50倍。危险化学品通气调和也是十分危险的。因此,危险化学品的灌装和输出要避免危险化学品与水,空气混合以及不同危险化学品相混合。

危险化学品罐或管道内混有杂质时,能产生较多的静电,因此要注意清除杂质。例如装危险化学品前应将储罐底部积水和其他杂物清除干净。带电物中,严防不接地的金属物出现。

(六)消除人体静电

人体静电的消除,可以利用接地、穿防静电鞋、防静电服等具体措施,减少静电在人体上的积累。泥土、砂石、水泥等地面,电阻都不会超过106?,都是静电导体。在储罐区,应穿防静电鞋,其电阻必须在(0.5×105)~(1×108)?之间,还应穿防静电工作服,戴手套、帽子。穿防静电鞋时,必须考虑所穿袜子的导电性能,应穿可导电的防静电袜,以保障人体的静电能顺利通过防静电鞋导入地下,同时也要注意不能在防静电鞋的鞋底贴绝缘胶片。

在工作中,尽量不做与人体带电有关的事情。如不接近或接触带电体,在工作场所不穿、脱工作服。在有静电的危险场所操作、巡检不得携带与工作无关的金属物品,如钥匙、硬币、手表、戒指等。例如某化纤厂纺丝甲班休息室发生一起用汽油搓洗工作服产生静电火花引起爆炸事故,烧死2人,烧伤9人。

上罐前必须采用人体触摸接地的方式进行人体放电。上罐入口端的接地体可另设金属棒,横装在入口处,挡住人员登罐,必须推开金属棒完成放电后才可上罐,其安装较为麻烦。另一种方式是可利用一段扶梯(约lm长),不涂防腐涂料,供人体放电用。金属棒的安装示意见图6。也可以采用佩戴先进的防静电腕带等办法去除静电。

(七)管道的连接

储罐区输送管道较多,必须做好防静电措施。一般管道法兰连接四个螺栓以下的需要跨接,四个以上的不需要。法兰间连接时,如用绝缘垫片做密封,需要跨接;用金属垫片的就不要静电跨接。使用螺纹连接时,螺纹内用密封橡胶时要跨接,金属管直接连接的不要跨接。接卸管道必须用防静电软管。夹层内衬金属丝的塑料软管是普通加强塑料软管,并不是防静电软管。需用专门防静电软管,管内金属丝要检测是否贯通,同时与金属管要良好接触。装车鹤管的转动节头应加装跨接线,跨接线一般用不小于8毫米的圆钢焊接或用扁金属以螺栓压紧。活动的接地或跨接软线应采用铜线。导线的连接最好采用焊接。用螺栓加弹簧片压接的应增加重复接地,并注意避免油脂污染和锈蚀。某化工厂生产车间,在生产环乙烷过程中,因输送产品的管道及储存产品的储液池采用塑料制品,使大量静电积聚,造成高压放电,引发火灾。

(八)注意接卸环节

易燃液体装桶时,铁桶应放置在导电地面上使之自然接地,禁止铺设非导电橡胶垫。对于橡胶、塑料等绝缘材料的输油管,应在管道表面缠金属丝,并接地。用夹钳(类似电池夹子)连接的临时接地,要注意没有油漆、树脂、油脂污染。连接点要离开装料口、卸料口等有可燃蒸汽的地方。

四、小结

总之,危险化学品储存企业要充分重视储罐区的防静电工作,加强对员工的防静电安全知识培训,正确运用预防和减弱静电危害的措施,才能保障储罐区的安全生产,减少事故发生和财产的损失。