無水氫氟酸生產(chǎn)過程的危險(xiǎn)有害因素分析

曹　穎　林　菁

無水氫氟酸是一種具有極強(qiáng)腐蝕性的酸。它的物理特性是液態(tài)溫度范圍寬，電導(dǎo)率高，極性大，沸點(diǎn)、凝固點(diǎn)、粘度及表面張力低，化學(xué)特性是碳氟鏈牢固且具有活潑的化學(xué)活性，幾乎能與所有各種有機(jī)的或無機(jī)的化合物結(jié)合。氟化工作為我國目前新興的精細(xì)化工行業(yè)，無水氫氟酸可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、民用及國防軍工工業(yè)。如廣泛應(yīng)用的氟塑料，氟橡膠、氟制冷劑、含氟涂料、含氟表面活性劑以及含氟醫(yī)藥制品等。

一、生產(chǎn)工藝過程

目前，世界上無水氫氟酸的工業(yè)化生產(chǎn)主要是走螢石路線，即以螢石粉(CaF2)和硫酸(H2S04)反應(yīng)制得。

國內(nèi)大多生產(chǎn)廠家均采取以螢石粉(CaF2)、硫酸(H2S04)、發(fā)煙硫酸為原料，在回轉(zhuǎn)爐中加熱反應(yīng)生成粗氟化氫氣體，經(jīng)洗滌、冷卻、冷凝、精餾、脫氣得到無水氫氟酸產(chǎn)品，副產(chǎn)品為氟硅酸和含氟石膏。

其生產(chǎn)過程的主要化學(xué)反應(yīng)式：

CaF₂+H₂S0₄→CaS04+HF↑

二、主要危險(xiǎn)、危害因素分析

無水氫氟酸生產(chǎn)過程存在的危險(xiǎn)、危害因素主要有：

1、中毒

生產(chǎn)過程中無水氫氟酸會以氣體形式存在于作業(yè)環(huán)境的空氣中，它有較高的毒性；生產(chǎn)副產(chǎn)品和原料氟硅酸、硫酸和發(fā)煙硫酸會以酸霧形式存在于作業(yè)環(huán)境的空氣中，回轉(zhuǎn)爐加熱用的煤氣等都會對操作人員的身體健康造成危害。當(dāng)這些有毒物質(zhì)在工作場所空氣中的濃度超過容許濃度時(shí)，危害更為嚴(yán)重。還存在發(fā)生氟化氫氣體急性中毒的危險(xiǎn)性。

特別是無水氫氟酸儲罐和管道，一旦發(fā)生破裂會造成氟化氫外逸，導(dǎo)致現(xiàn)場人員中毒事故的發(fā)生，并對周圍環(huán)境造成破壞。導(dǎo)致這一事故發(fā)生的原因主要有：設(shè)備材料選擇不當(dāng)、機(jī)械設(shè)備密封不嚴(yán)；監(jiān)控系統(tǒng)失控；操作失誤；維修不及時(shí)等導(dǎo)致設(shè)備及管道腐蝕。

氟化氫為GBl8218—2000《重大危險(xiǎn)源辯識》中所列的有毒物質(zhì)，生產(chǎn)場所的臨界量為2t，貯存區(qū)臨界量為5t。若生產(chǎn)、貯存的氟化氫數(shù)量超過規(guī)定的臨界量，將構(gòu)成有毒物質(zhì)重大危險(xiǎn)源。

2、灼傷

生產(chǎn)過程接觸到的無水氫氟酸(1052)、氫氟酸(1790)、硫酸(1830)和發(fā)煙硫酸(1831)等屬強(qiáng)酸性腐蝕性物品，如果發(fā)生泄漏，并處置不當(dāng)，可能對操作人員造成化學(xué)性灼傷，對生產(chǎn)設(shè)備和建構(gòu)筑物造成腐蝕并嚴(yán)重危害環(huán)境。尤其是氫氟酸對人的眼睛、口腔、齒齦發(fā)生腐蝕、炎癥及潰瘍，引起牙齒損害。

生產(chǎn)中使用到熱風(fēng)爐、回轉(zhuǎn)爐、高溫循環(huán)風(fēng)機(jī)、煤氣發(fā)生爐及高溫管道等設(shè)施，如果爐壁、管道或設(shè)備保溫做得不好，或者發(fā)生高溫氣體或蒸汽泄漏時(shí)，可能會造成人員高溫灼傷或燙傷事故。同時(shí)會連帶發(fā)生中毒事故。

3、觸電

因作業(yè)環(huán)境中存在著無水氫氟酸、氫氟酸、硫酸、發(fā)煙硫酸等強(qiáng)酸性腐蝕性物質(zhì)，極易腐蝕電氣線路的管線和電氣設(shè)備。露天電氣設(shè)備、架空線路經(jīng)長期的風(fēng)吹日曬和酸性氣體侵蝕，導(dǎo)致絕緣失效。

在電氣設(shè)備的操作和日常管理及檢查過程中，如缺乏必要的安全措施或違章操作，就容易受到電的灼傷、電擊等而引發(fā)觸電事故，嚴(yán)重時(shí)會使人觸電身亡。

4、機(jī)械傷害

生產(chǎn)過程使用的各種機(jī)械設(shè)備若質(zhì)量及安裝缺陷、無防護(hù)裝置或安全防護(hù)距離不足、防護(hù)裝置不符合要求或誤操作時(shí)，存在發(fā)生機(jī)械傷害的危險(xiǎn)。

5、生產(chǎn)性粉塵危害

無水氫氟酸生產(chǎn)過程的螢石粉投料、回轉(zhuǎn)爐排渣裝車等崗位都存在比較嚴(yán)重的揚(yáng)塵現(xiàn)象，對操作人員的身體健康造成危害。

6、噪聲

無水氫氟酸生產(chǎn)裝置中存在大量的壓縮機(jī)、泵等設(shè)備，可能會產(chǎn)生較高的噪聲。部分生產(chǎn)設(shè)備的噪聲級可能超過國家規(guī)定的8h工作制允許的工作地點(diǎn)噪聲A聲級衛(wèi)生限制值85dB的標(biāo)準(zhǔn)。噪聲會對現(xiàn)場工作人員帶來健康危害，長時(shí)期在高強(qiáng)度噪聲環(huán)境中作業(yè)會對人的聽覺系統(tǒng)造成損傷，甚至導(dǎo)致不可逆性噪聲性耳聾或 成為發(fā)生事故的誘因。此外，噪聲對人的心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等均有一定的負(fù)面影響。

7、火災(zāi)

無水氫氟酸的主要生產(chǎn)過程除所使用的燃料煤為可燃固體外，硫酸和發(fā)煙硫酸雖是非燃燒物質(zhì)，但與有機(jī)物質(zhì)接觸可引起燃燒。此外，電氣設(shè)備及其線路存在發(fā)生電氣火災(zāi)的危險(xiǎn)。

8、車輛傷害

無水氫氟酸生產(chǎn)的產(chǎn)品、原材料運(yùn)輸量比較大，來往于廠內(nèi)的機(jī)動車數(shù)量較多，存在發(fā)生車輛傷害的危險(xiǎn)。

9、高處墜落

若各操作平臺、檢修平臺、人行通道、架空管道等有跌落危險(xiǎn)的場所防護(hù)設(shè)施安裝不規(guī)范或者缺損，極易造成人員高處墜落事故。

三、安全對策措施

綜上所述，無水氫氟酸生產(chǎn)過程中存在著中毒、灼傷、觸電等主要危險(xiǎn)危害因素。因此在設(shè)計(jì)及生產(chǎn)過程中必須嚴(yán)格遵守相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，以免留下安全隱患。在此主要針對中毒、灼傷、觸電等危害提出安全對策措施，限于篇幅，其他危險(xiǎn)危害因素的安全對策措施，不在此進(jìn)行討論。

1、防中毒危害的對策措施

無水氫氟酸生產(chǎn)存在一些有毒物質(zhì)，如無水氫氟酸、氫氟酸、硫酸、發(fā)煙硫酸和煤氣等。尤其是無水氫氟酸、氫氟酸具有毒性高的特點(diǎn)，應(yīng)作為防范重點(diǎn)。

（1）應(yīng)當(dāng)注意工藝參數(shù)的選擇及量的控制，使無水氫氟酸生產(chǎn)裝置在尾氣風(fēng)機(jī)抽吸下呈負(fù)壓狀態(tài)，在無水氫氟酸灌裝口也設(shè)負(fù)壓接口，以防止生產(chǎn)裝置中的氟化氫氣體泄漏到工作場所空氣中，造成人員中毒。

（2）注意設(shè)備材質(zhì)選型，為使泄漏的可能性降至最低，要注意設(shè)備和材質(zhì)的選擇。通過其他裝置及同類工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及裝置設(shè)計(jì)知識，選擇耐腐蝕材料，確保設(shè)備的完整密閉性。

（3）對無水氫氟酸生產(chǎn)工段及崗位，如有毒物料在不正常操作時(shí)的排出口、取樣口、貯罐閥、輸送泵及壓縮機(jī)等處可能泄漏或聚積有毒氣體的地方，以及煤氣站等處需設(shè)置有毒氣體探測器，防止有毒物質(zhì)濃度超標(biāo)；若控制室、配電室與有毒物料的設(shè)備相距30米以內(nèi)，也宜設(shè)相應(yīng)的有毒氣體探測器。

（4）設(shè)置不間斷電源，在外電源斷電時(shí)，可確保負(fù)壓系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，以防止生產(chǎn)裝置中的氟化氫氣體外泄。

（5）無水氫氟酸生產(chǎn)廠房和煤氣站等設(shè)計(jì)為半敞開式結(jié)構(gòu)，以利于通風(fēng)，減少有毒物質(zhì)在工作場所的積聚。

（6）加強(qiáng)設(shè)備、管道、閥門密封材料檢查和保養(yǎng)維修及崗位巡查，嚴(yán)防設(shè)備跑、冒、滴、漏。

（7）加強(qiáng)對現(xiàn)場操作人員的個(gè)體防護(hù)，有毒生產(chǎn)場所和崗位應(yīng)配備專用的防毒面具、空氣呼吸面具、手套和防護(hù)鏡等勞動防護(hù)用品，并經(jīng)常進(jìn)行檢查，對超過使用期限的勞動防護(hù)用品，如濾毒罐等應(yīng)及時(shí)更換。對有毒崗位操作人員應(yīng)定期體檢，建立健康檔案，防止慢性中毒。

2、防灼傷對策措施

（1）對高溫設(shè)備如熱風(fēng)爐、回轉(zhuǎn)爐、高溫循環(huán)風(fēng)機(jī)、煤氣發(fā)生爐等采取應(yīng)采取有效的隔熱措施。設(shè)備及管道的保溫設(shè)計(jì)應(yīng)符合《設(shè)備及管道保溫技術(shù)通則》（GB4272），以減少對操作環(huán)境的影響，預(yù)防發(fā)生灼燙事故。

（2）對存在無水氫氟酸、氫氟酸、硫酸和發(fā)煙硫酸等屬強(qiáng)酸性腐蝕性物質(zhì)的設(shè)備設(shè)施，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理選擇流程、設(shè)備和管道結(jié)構(gòu)及材料，防止物料外泄或噴濺。

（3）具有化學(xué)灼傷危害作業(yè)應(yīng)盡量采用機(jī)械化、管道化和自動化，并安裝必要的信號報(bào)警、安全聯(lián)鎖和保險(xiǎn)裝置，禁止使用玻璃管道、管件、閥門、流量計(jì)、壓力計(jì)等儀表。

（4）對無水氫氟酸等具有化學(xué)灼傷危險(xiǎn)的生產(chǎn)裝置，其設(shè)備布置應(yīng)保證作業(yè)場所有足夠空間，并保證作業(yè)場所暢通，危險(xiǎn)作業(yè)點(diǎn)裝設(shè)防護(hù)措施。

（5）對具有化學(xué)灼傷危險(xiǎn)的作業(yè)區(qū)，應(yīng)設(shè)計(jì)必要的洗眼器、淋洗器等安全防護(hù)措施，并在裝置區(qū)設(shè)置救護(hù)箱。工作人員配備必要的個(gè)人防護(hù)用品。

3、防觸電措施

（1）正常不帶電而事故時(shí)可能帶電的配電裝置及電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分，均應(yīng)按《工業(yè)與民用電力裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ65）的要求設(shè)計(jì)可靠接地裝置。電氣設(shè)備的保護(hù)接地裝置，定期檢測接地電阻。并根據(jù)中國氣象局第八號令《防雷減災(zāi)管理辦法》的規(guī)定，對防雷裝置請有資質(zhì)的單位實(shí)行定期進(jìn)行檢測。

（2）移動式電氣設(shè)備應(yīng)設(shè)置剩余電流動作保護(hù)器。

（3）對設(shè)備內(nèi)檢修等應(yīng)采用安全電壓的場所，應(yīng)采用安全電壓。

（4）設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求確保檢修、試驗(yàn)或運(yùn)行中的電氣設(shè)備的安全防護(hù)距離和采取安全防護(hù)措施。

（5）電氣設(shè)備檢查檢修時(shí)，要嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)票制度，為電氣操作人員配備完好的電工作業(yè)工具；進(jìn)行電器維修作業(yè)時(shí)，必須嚴(yán)格執(zhí)行拉閘、斷電、掛牌、接地、聯(lián)鎖等電力安全規(guī)章制度，防止誤操作造成觸電傷害。

（6）加強(qiáng)電氣安全的技術(shù)培訓(xùn)，電工必須經(jīng)培訓(xùn)合格持證上崗。不斷提高職工的安全意識和技術(shù)水平，掌握觸電急救知識，提高自救、互救能力。