如何保障電解氟化工藝安全

文·圖/黎明化工研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 張懷

如何保障電解氟化工藝安全

文·圖/黎明化工研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 張懷

電解氟化工藝安全問(wèn)題不容忽視，本文從電解氟化工藝安全生產(chǎn)現(xiàn)狀及面臨的難題、風(fēng)險(xiǎn)防范措施和應(yīng)用實(shí)例，對(duì)電解氟化工藝的安全進(jìn)行了探討。

電解氟化法是生產(chǎn)六氟化硫、三氟化氮、四氟化碳、六氟化鎢等產(chǎn)品的主要工藝，涉及氟氣、氟化氫、氫氣等具有易燃、易爆、腐蝕性、毒性等危險(xiǎn)特性的物質(zhì)，安全問(wèn)題不容忽視。選擇安全工藝，采用安全防護(hù)技術(shù)，并通過(guò)有效的安全管理措施，提升全員安全意識(shí)及應(yīng)急能力，是電解氟化企業(yè)有效防范事故發(fā)生，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的主要手段。

安全生產(chǎn)現(xiàn)狀及面臨的難題

生產(chǎn)過(guò)程中面臨的危險(xiǎn)

電解氟化通常在金屬材質(zhì)制成的中溫電解槽內(nèi)進(jìn)行，以熔融氟鹽為介質(zhì)，電解陽(yáng)極得到F2或穩(wěn)定的氟化物，陰極得到H2。根據(jù)所涉及的原料、中間產(chǎn)物的種類(lèi)及工藝條件，生產(chǎn)過(guò)程有以下幾種危險(xiǎn)。

1. 火災(zāi)、爆炸

氫氣屬國(guó)家安全監(jiān)管總局公布的重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化學(xué)品，火災(zāi)危險(xiǎn)性為甲類(lèi)，爆炸極限范圍寬（體積比4%～75%），爆炸下限低，極易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱或明火即發(fā)生爆炸。

氟氣為強(qiáng)氧化劑，是最活潑的非金屬元素，幾乎可與所有的物質(zhì)發(fā)生劇烈反應(yīng)而燃燒。氟氣火災(zāi)危險(xiǎn)性為乙類(lèi)，與氫氣混合時(shí)會(huì)引起爆炸。

2. 中毒、窒息

氟氣屬于劇毒品，電解氟化車(chē)間作業(yè)人員有發(fā)生中毒的危險(xiǎn)。因氟氣泄漏造成中毒的原因有：電解槽氟氣泄漏；氟化反應(yīng)器氟氣泄漏；管道、閥門(mén)部件密封不好或損壞；有毒氣體泄漏檢測(cè)報(bào)警探頭失效等。

氟化氫屬于高毒物品，經(jīng)呼吸道吸入或接觸皮膚，可使組織蛋白脫水、溶解，極易引起中毒，接觸氟化氫或氫氟酸煙霧25 mg/m3，即使人感到刺激，400～430 mg/m3可引起急性中毒死亡。

3. 灼傷、腐蝕

氟化氫、氫氟酸均為國(guó)家安全監(jiān)管總局公布的重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化學(xué)品，同屬酸性腐蝕品，具有強(qiáng)腐蝕性，滲透性強(qiáng)。當(dāng)接觸或進(jìn)入人體時(shí)，對(duì)呼吸道黏膜及皮膚有強(qiáng)烈刺激作用，劇烈的疼痛和組織壞死是氟化氫灼傷的特點(diǎn)。當(dāng)作用于設(shè)備、儀表、容器、管道、建構(gòu)筑物的表面，可導(dǎo)致腐蝕、損壞。

4. 其他危險(xiǎn)有害因素

除以上幾種主要危險(xiǎn)有害因素外，還存在電氣傷害、起重傷害、機(jī)械傷害、高處墜落、物體打擊、噪聲與振動(dòng)、車(chē)輛傷害等，也應(yīng)引起足夠的重視。

電解氟化安全生產(chǎn)面臨的難題

電解制氟過(guò)程中涉及的物料具有火災(zāi)、爆炸、腐蝕和毒性、危險(xiǎn)性物質(zhì)，反應(yīng)采用高電流電解，過(guò)程伴隨放熱，工藝過(guò)程控制點(diǎn)多，可能發(fā)生的事故種類(lèi)多。若短時(shí)間不能準(zhǔn)確辨識(shí)，隱患處理不及時(shí)，就有可能發(fā)生事故。

氟是元素周期表中最活潑的元素，是最強(qiáng)的氧化劑，除惰性氣體外，它與元素周期表中所有的元素均能起反應(yīng)。因此，在電解單元不能發(fā)生氟氣泄漏。

密封不嚴(yán)、陰陽(yáng)極串氣等原因易引起電解槽內(nèi)部發(fā)生爆炸，電解槽爆炸極易引起槽內(nèi)電解質(zhì)通過(guò)電解質(zhì)加料口、槽蓋法蘭等處噴出，發(fā)生傷人事件。

安全生產(chǎn)現(xiàn)狀

電解氟化行業(yè)的現(xiàn)狀主要有兩個(gè)特點(diǎn)：一是生產(chǎn)過(guò)程涉及強(qiáng)腐蝕物質(zhì)，儀表選型較為困難，自動(dòng)化控制程度普遍不高；二是企業(yè)人員流動(dòng)較大，員工水平參差不齊，安全管理工作難度較大。

電解氟化工藝過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)防范措施

針對(duì)電解氟化生產(chǎn)過(guò)程涉及危險(xiǎn)化學(xué)品種類(lèi)多、易揮發(fā), 毒性高、腐蝕性強(qiáng)，還有火災(zāi)、爆炸等危險(xiǎn)因素，需要采取以下風(fēng)險(xiǎn)防范措施。

黎明化工研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司制定切實(shí)可行的事故應(yīng)急救援預(yù)案和氟化物等中毒的防范措施，并按規(guī)定進(jìn)行培訓(xùn)和演練

科學(xué)選型，合理布置，確保建筑物安全

電解氟化車(chē)間的廠房屋頂應(yīng)留有排風(fēng)孔以滿足房間內(nèi)通風(fēng)換氣的要求，避免易燃易爆氣體在房間內(nèi)積聚，并采用輕質(zhì)不可燃屋頂，以滿足發(fā)生爆炸事故時(shí)泄壓面積的要求，保證事故發(fā)生時(shí)建筑物的安全。同時(shí)廠區(qū)要合理布置，保證生產(chǎn)車(chē)間、儲(chǔ)存設(shè)施、公輔設(shè)施、辦公設(shè)施合理分區(qū)，減輕事故的影響。

采用自動(dòng)控制技術(shù)

安裝可燃或有毒氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的泄漏；對(duì)主要機(jī)泵、設(shè)備工藝參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)察，設(shè)置高低限報(bào)警功能模塊。在緊急狀態(tài)下啟動(dòng)安全程序，以保證設(shè)備和人員的安全。

加強(qiáng)設(shè)備管理

加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的維護(hù)和管理，定期更換生產(chǎn)設(shè)備和儲(chǔ)存設(shè)備，保證生產(chǎn)設(shè)備和儲(chǔ)存設(shè)備處于良好的狀態(tài)，消除事故隱患，將泄漏事故降至最低。

加強(qiáng)事故應(yīng)急演練，提升應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力

小的安全事件如果不能及時(shí)處置，就會(huì)釀成事故，小事故也會(huì)變成大事故。要想抓住黃金三分鐘，對(duì)局部泄漏和小事故進(jìn)行合理、及時(shí)的處置，應(yīng)制定切實(shí)可行的事故應(yīng)急救援預(yù)案和氟化物等中毒的防范措施并按規(guī)定進(jìn)行培訓(xùn)和演練。

公司在此領(lǐng)域所開(kāi)展的工作

黎明化工研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司近幾年根據(jù)生產(chǎn)需要，對(duì)工藝進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化，提升裝置本質(zhì)安全水平，同時(shí)通過(guò)切實(shí)有效的安全管控措施，提高員工的安全意識(shí)和應(yīng)急處置能力，主要有以下內(nèi)容。

采用微負(fù)壓系統(tǒng)

生產(chǎn)過(guò)程全流程密閉，并采用微負(fù)壓系統(tǒng)，保證有毒有害物料處于密閉的設(shè)備和管道系統(tǒng)中。

提升自動(dòng)化水平

電解氟化涉及介質(zhì)有較強(qiáng)的腐蝕性，儀表設(shè)備選型困難，自動(dòng)控制也較難實(shí)施。針對(duì)這個(gè)難題，黎明化工研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司通過(guò)不斷探索，利用保護(hù)氣壓力、流速等變化間接測(cè)量電解槽液位等方法逐步提高自動(dòng)化水平,實(shí)現(xiàn)加料系統(tǒng)自動(dòng)控制,不僅減少操作人員現(xiàn)場(chǎng)操作頻次和勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)使系統(tǒng)更平穩(wěn)，為安全生產(chǎn)提供更可靠的保障。

加強(qiáng)設(shè)備管理

設(shè)備管理方面，采用設(shè)備保養(yǎng)承包責(zé)任制，各種設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)分配到人，工藝巡檢分配到崗，同時(shí)建立立體交叉的巡檢網(wǎng)絡(luò)。整個(gè)氟化工藝由班組的工藝管理人員、機(jī)修人員、電工、工藝操作工等人員不定時(shí)交叉巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障并處理，要求小設(shè)備維修不隔班，大設(shè)備維修不隔天。

實(shí)施有效的安全管理工作，提高安全管理水平

通過(guò)完善班組規(guī)章制度，讓安全管理過(guò)程有章可循、有法可依；建立人性化班組，提高班組的凝聚力、戰(zhàn)斗力；明確安全目標(biāo)，責(zé)任落實(shí)到人，形成人人抓安全、大家管安全的氛圍；加強(qiáng)班組成員的業(yè)務(wù)技能培訓(xùn)，針對(duì)新職工采用技術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)講解與老職工的傳、幫、帶交叉進(jìn)行培訓(xùn)，提高新職工技能；針對(duì)老職工，注重理論知識(shí)和操作技能的進(jìn)一步優(yōu)化提高，做到培訓(xùn)日?；岣吡税嘟M成員的工藝操作技能；加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)用品的穿戴和標(biāo)準(zhǔn)化管理規(guī)范，定期舉行消防應(yīng)急演練，強(qiáng)化職工的安全意識(shí)和應(yīng)急處置能力，保障電解氟化工藝的安全生產(chǎn)。

構(gòu)建安全體系 提升安全能力

近年電解氟化行業(yè)在產(chǎn)能規(guī)模、工藝設(shè)備技術(shù)和人員構(gòu)成上有一些新的變化。主要特征是自動(dòng)化程度不斷提高，工藝正趨向流程簡(jiǎn)捷、操控方便。在新的形勢(shì)下，加強(qiáng)安全管理，構(gòu)建安全體系尤為重要。

設(shè)備全過(guò)程管理

完善的設(shè)備管理制度和健全的設(shè)備巡檢體系是安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。隨著自動(dòng)化程度提高，工藝安全從對(duì)人的依賴過(guò)渡到對(duì)設(shè)備的依賴。為適應(yīng)這種轉(zhuǎn)變，要求員工樹(shù)立“維護(hù)保養(yǎng)為主、計(jì)劃?rùn)z修為輔、技術(shù)革新不斷”的宗旨，掌握和了解設(shè)備的性能結(jié)構(gòu)、設(shè)備保養(yǎng)維護(hù)技術(shù)，懂得排除故障的方法，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行管理以“修”為主的傳統(tǒng)型向以“管”為主的科學(xué)型理念轉(zhuǎn)變。

以人為本，建立安全管理體系

自動(dòng)化程度的提高，僅僅是人員具體操作的減少，對(duì)員工本身素質(zhì)及其管理的要求不是有所降低而是更高。因此，創(chuàng)新安全管理形式，堅(jiān)持“以人為本，安全為魂”，加強(qiáng)職工教育培訓(xùn)，提高職工安全素質(zhì)，在完善班組規(guī)章制度和安全管理制度的基礎(chǔ)上輔助人性的關(guān)愛(ài)，在此基礎(chǔ)上不斷完善安全責(zé)任體系，將安全責(zé)任落實(shí)到人，以“軟件”方面的提升，帶動(dòng)“硬件”的進(jìn)步。

總之，雖然電解氟化過(guò)程存在毒性、腐蝕性、爆炸、火災(zāi)和粉塵等危險(xiǎn)因素，但通過(guò)實(shí)行各項(xiàng)安全預(yù)防措施和及時(shí)有效的監(jiān)管制度，嚴(yán)格工藝紀(jì)律，可降低安全風(fēng)險(xiǎn)，有效遏制重大事故的發(fā)生。

編輯 韓 穎