有机溶剂使用及蒸馏的安全措施

建议及要求建议及要求 生产车间 及相关部门 近一段时期在全国范围内 在使用有机溶剂的操作过 程中 因静电 过氧化物 热分解等因素引发了较多的安 全事故 为积极防范类似事故的发生 现把有机溶剂使用 过程 蒸馏过程中的安全建议与要求发给大家参考及学习 生产车间 及相关部门要深刻吸取各类事故教训 高 度重视有机溶剂使用过程中的安全管理工作 认真落实安 全生产主体责任 生产车间 相关部门要在使用有机溶剂 前 积极利用 HAZOP 等风险评估办法 建立使用机溶剂过 程的风险评估及控制机制 认真开展全面的危险有害因素 辨识 全面排查事故隐患 对工艺技术规程 安全操作规 程和应急预案进行全面评估 对设备设施配置的安全性进 行全面评估 对操作人员进行工艺操作及安全培训 对评 估过程中发现的所有全隐患进行及时整改 并严格执行公 司 ESH 部的相关要求 进一步完善安全防范措施 确保生 产过程处于安全可控状态 有机溶剂使用 蒸馏过程中的安全建议及要求 一 有机溶剂使用过程中的安全对策 在化学反应过程中 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 经处理达标后再进行高空排放 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 106 108 cm 以下 有利于将产生的静电导出 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 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 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 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 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 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 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 二 化工蒸馏安全操作 化工蒸馏 是根据液体混合物各组分挥发度的不同 使其分离为纯组分的操作 用来产品的提纯和回收 或原料的精制 液体混合物各组分的沸点是不相同的 蒸馏分离是 以其沸点为依据的 蒸馏时采用加热方式通过加热 载体完成传热过程 使得分离的两种 或以上 物 质在汽 液相上产生变化 沸点低的物质 首先从 溶液中变成气态 成为蒸汽 溶液中其含量随着加 热过程而逐渐减少 进入汽相的物质经过冷凝变成 该物质的液体 此过程完成了能量的转换和相的变 化 一 蒸馏过程风险 1 需从溶液中分离的 往往是有机的溶剂 其具有燃 爆性能 在加热产生其蒸汽过程中 气态易燃物一 旦泄漏 与空气混合组成易燃易爆的混合气体 气 体向外喷射过程中 产生静电放电而引爆气体混合 物 产生空间爆炸 空间爆炸的能量 热源又可引 发蒸馏装置中物质的燃烧和爆炸 导致次生灾害的 发生 2 蒸馏分离 物质急剧升温 浓缩 甚至变稠 结焦 固化 安全运行困难 引发火灾 爆炸事故 3 蒸馏过程液体挥发成气态 系统中压力增大 如排 气不畅 蒸汽冷却介质不足 会导致蒸馏系统压力 升高 造成冲料甚至爆炸 4 如溶液蒸馏中组分不清 有些组分起初时含量极低 不易辨识 但多次循环套用 其含量因累积原因而 增高 在操作失误 如蒸干 蒸馏温度超指标 挂壁等 时 引发分解爆炸 尤其对那些用苯 二 甲苯等作清洗剂洗涤设备后的溶剂进行蒸馏 其成 份中有硝基的 在一定的温度下分解爆炸的威力达 到 爆震 级 当残留物中含有热敏性 燃烧爆炸 性物质时 则火灾爆炸危险性更大 5 在负压蒸馏中 蒸馏结束必须破空 如采用空气破 真空 高温液体或气体 一旦接触空气会产生燃烧 爆炸 6 蒸馏是溶液浓缩过程 溶液中的介质随着溶剂的减 少 粘滞力增加 凝固 堵塞管道 阀门 造成系 统阻力大而发生爆炸事故 7 蒸馏中高速流动的烃类物料会产生静电 引发火灾 8 工艺中的明火成为蒸馏爆炸的引火源 在一部分加 热蒸馏中 采用电热加热 有的是内部或外部加热 盘管加热 在蒸馏过程中 有引发火灾 爆炸的可 能 二 蒸馏过程的安全控制 1 根据物料性质 选用不同的蒸馏方法和蒸馏设备 选用蒸馏方法时 从操作压力及操作过程加以考虑 在处理难以挥发的物料 在常压下沸点 150 以上 时应采用真空蒸馏 这样可以降低蒸馏温度 防止 物料在高温下变质 分解 聚合和局部过热 在处理中等挥发性物料时 在常压下沸点为 100 左右 采用常压蒸馏较为适宜 如采用真空蒸馏 反而会增加冷却的困难 常压下沸点低于 30 的物料 则应采用高压蒸馏 但应注意系统密闭 2 根据蒸馏方法和物料品种不同 选用不同的加热介 质 常压蒸馏易燃液体时 要格外注意明火 而尽可能 采用热水或导热油加热 蒸馏腐蚀性液体 应防止塔壁 塔盘腐蚀 造成易燃 液体或蒸气逸出 遇明火或灼热的炉壁而产生燃烧 蒸馏自燃点很低的液体 应注意蒸馏系统的密闭 防 止因高温泄漏遇空气自燃 对于高温的蒸馏系统 应防止冷却水突然漏入塔内 如果漏入 水迅速汽化 塔内压力突然增高而将物料 冲出或发生爆炸 在开始蒸馏前 应将塔内和蒸气管 道内的冷凝水放空 然后再