氟化工生產(chǎn)危險(xiǎn)因素及安全防范分析

陳義灶

(浙江泰鴿安全科技有限公司，浙江 杭州 310019)

0 引言

氟原子具有優(yōu)異的化學(xué)特性，由于其擁有高電負(fù)性和原子體積較小兩點(diǎn)特征，這讓氟化工產(chǎn)品有著良好的性能。伴隨著科學(xué)的發(fā)展與進(jìn)步，這種材料已經(jīng)廣泛被各大領(lǐng)域使用，其中包括：軍工、航天、汽車(chē)、冶金等等。氟化工在當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展中已經(jīng)成為了各大領(lǐng)域中所需求的頂尖材料，但氟化工在生產(chǎn)過(guò)程中由于涉及到的化學(xué)品種多，并且毒性高，這也就導(dǎo)致了氟化工在生產(chǎn)過(guò)程中十分危險(xiǎn)。一旦氟化工在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生危險(xiǎn)，所受到威脅的不僅僅是生產(chǎn)人員，更會(huì)對(duì)周邊企業(yè)與居民產(chǎn)生巨大的影響。本文通過(guò)對(duì)以往氟化工生產(chǎn)中常見(jiàn)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)論證，對(duì)可能發(fā)生的危險(xiǎn)進(jìn)行分析，并提出一些相應(yīng)的安全措施。希望能夠通過(guò)本文的理論論證，使氟化工未來(lái)的生產(chǎn)安全系數(shù)得以提升。

1 氟化工生產(chǎn)流程

傳統(tǒng)的氟化工生產(chǎn)流程主要是：首先，在回轉(zhuǎn)爐中將硫酸與螢石粉一同加熱，產(chǎn)生相應(yīng)的氟化氫成品。其次，再將獲得的氟化氫成品與氯仿進(jìn)行反應(yīng)，在化學(xué)中，這種反應(yīng)屬于取代反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的二氟一氯甲烷。在工業(yè)中這種物質(zhì)為了簡(jiǎn)化常被稱(chēng)為R22，經(jīng)過(guò)高溫、冷卻、洗滌、精餾等反應(yīng)再將R22 轉(zhuǎn)變成為四氟乙烯。在工業(yè)中，四氟乙烯被稱(chēng)為T(mén)FE，作為一種化學(xué)單體，在一定條件下TFE 可以聚集成為聚四氟乙烯[1]。

在化工催化劑的作用下，聚四氟乙烯可以與氫氟酸進(jìn)行反應(yīng)，生成五氟乙烷。還有另一種處理方式，將聚四氟乙烯在600℃以上的高溫中進(jìn)行分解成為六氟丙烯。而TFE 單體也可以與HEP 單體進(jìn)行共聚反應(yīng)成為聚全氟乙丙烯，在當(dāng)今的氟化工反應(yīng)中，大部分的化工程序都是依靠以上程序完成的。

2 氟化工生產(chǎn)過(guò)程中危險(xiǎn)分析

在氟化工實(shí)際案例中，通過(guò)對(duì)氟化工生產(chǎn)過(guò)程中的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際生產(chǎn)中的危害對(duì)工人造成的影響最大。

2.1 氫氟酸本身的腐蝕性以及劇毒性質(zhì)

在化學(xué)中，氫氟酸被稱(chēng)為HF，這種物質(zhì)本身并不擁有燃燒性，這種酸性物質(zhì)與木材或其他有機(jī)物質(zhì)接觸時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生燃燒。但氫氟酸所帶來(lái)的燃燒性質(zhì)危險(xiǎn)在于傳輸過(guò)程中與氫氣的反應(yīng)，與充足的氫氣在進(jìn)行反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生爆炸。而由于氫氟酸爆炸而發(fā)生的事故中，大多數(shù)都是儲(chǔ)存罐材質(zhì)與氫氟酸進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生了氫氣。氫氟酸對(duì)材料的腐蝕性很強(qiáng)，屬于一種強(qiáng)酸，對(duì)于玻璃、混泥土、木材、金屬都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕，對(duì)于含硅的物質(zhì)腐蝕尤為嚴(yán)重。這種物質(zhì)還存在著毒性，當(dāng)氫氟酸與金屬等物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的氟化氫氣體，這種氣體對(duì)于工人的呼吸道和皮膚都有強(qiáng)烈的腐蝕性和刺激性。一旦吸入過(guò)量的氟化氫氣體，就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)支氣管炎、肺炎甚至是肺氣腫，嚴(yán)重的患者還會(huì)出現(xiàn)反射性窒息，對(duì)患者的生命產(chǎn)生危害。在我國(guó)頒布的國(guó)標(biāo)GB 18218—2018《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)》中，明確規(guī)定氫氟酸儲(chǔ)存量超過(guò)一噸，就屬于重大危險(xiǎn)源，要進(jìn)行著重管理[2]。

在氟化工生產(chǎn)過(guò)程中，各處設(shè)施對(duì)于氫氟酸的需求量都很大，并且在設(shè)施各部分都有相應(yīng)的氫氟酸留存。因此需要對(duì)設(shè)施進(jìn)行定期清理與整修，防止設(shè)備中的氟化氫氣體泄漏。而在生產(chǎn)過(guò)程中，有時(shí)還需要進(jìn)行氫氟酸的灌裝工作，這項(xiàng)工作對(duì)于工人的危害性更大，也更容易發(fā)生意外。而在實(shí)際工作中，出現(xiàn)過(guò)由于閥門(mén)被腐蝕而導(dǎo)致的氟化氫大量泄漏，過(guò)去在韓國(guó)就發(fā)生過(guò)這種大范圍的生產(chǎn)安全事故，造成兩千多人前往醫(yī)院就醫(yī)。

2.2 裂解氣體與精餾高沸殘液的毒性

在氟化工的生產(chǎn)過(guò)程中，有毒物質(zhì)在生產(chǎn)過(guò)程中十分常見(jiàn)。從生產(chǎn)最初的裂解反應(yīng)器開(kāi)始，到最后的灌裝，整個(gè)過(guò)程中的有毒物質(zhì)多達(dá)三十多種。在生產(chǎn)過(guò)程中，含有全氟異丁烯的物質(zhì)都屬于劇毒品。當(dāng)工人操作不當(dāng)吸入了裂解氣體或殘留液體蒸發(fā)產(chǎn)生的氣體時(shí)，在治療中的表現(xiàn)取決于吸入裂解氣的組成、濃度、時(shí)間等等。如果工人操作不當(dāng)，誤吸了八氟環(huán)丁烷、三氟乙烷、二氟二氯甲烷等等，這些毒性較小的物質(zhì)對(duì)工人的影響并不大，可以不出現(xiàn)或少出現(xiàn)中毒反應(yīng)。而如果工人操作不當(dāng)，誤吸了四氟乙烯、六氟丙烯等等氣體時(shí)，對(duì)于工人的毒害反應(yīng)通常較輕，并不嚴(yán)重。工人常常會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的頭暈、惡心等等，這種情況的出現(xiàn)時(shí)由于毒素對(duì)工人的呼吸道和肺部產(chǎn)生了影響。而當(dāng)工人不小心吸入了毒性較高的八氟異丁烯或者混合氣體，對(duì)于工人的影響是巨大的。工人往往會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的化學(xué)性肺氣腫、化學(xué)性肺炎、肺間質(zhì)纖維化，同時(shí)對(duì)于工人的心肌功能造成影響，嚴(yán)重的患者還會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的生命安全威脅。

在正常的生產(chǎn)生活中，工人所操作的儀器管道都是密封的，并不會(huì)發(fā)生中毒現(xiàn)象。但一旦違反操作流程，以及對(duì)設(shè)備檢修不全面，都會(huì)導(dǎo)致人員中毒。氟離子作為一種具有腐蝕性的離子，對(duì)于管道焊縫的腐蝕性較大，而大部分的泄露事件也是由于這個(gè)點(diǎn)而發(fā)生。

3 氟化工安全防范措施

在上文中已經(jīng)對(duì)氟化工中的危險(xiǎn)進(jìn)行了分析，接下來(lái)將提出一些針對(duì)安全問(wèn)題的防范措施。

3.1 降低有毒腐蝕品的泄露概率

在氟化工企業(yè)的日常生產(chǎn)過(guò)程中，首先要做的是對(duì)生產(chǎn)設(shè)備以及氣體儲(chǔ)存裝置進(jìn)行詳細(xì)維修、護(hù)理、管理，對(duì)于各種儲(chǔ)存設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)檢查，通過(guò)壓力表檢查是否出現(xiàn)泄露。對(duì)于設(shè)備中的安全閥、爆破片、液位計(jì)、壓力表、溫度計(jì)等設(shè)備進(jìn)行檢查，防止出現(xiàn)儀表?yè)p壞的現(xiàn)象，之后要對(duì)緊急切斷設(shè)備以及安全設(shè)備進(jìn)行有效性檢查。除了要對(duì)以往的設(shè)備進(jìn)行檢查，還要對(duì)新建成設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格驗(yàn)收，無(wú)論是設(shè)備質(zhì)量還是儲(chǔ)存儀器密閉性，都要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。而對(duì)于老設(shè)備的檢修與維修，往往是事故的多發(fā)時(shí)段，因此氟化工企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中要時(shí)刻對(duì)安全事故提高警惕[3]。

3.2 完善有毒物質(zhì)泄露預(yù)警以及事故處理措施

在氟化工生產(chǎn)過(guò)程中，企業(yè)需要在重大危險(xiǎn)源附近設(shè)立相應(yīng)警示牌，警示無(wú)關(guān)人員禁止靠近。而在可能發(fā)生事故的地點(diǎn)，例如管道銜接處，應(yīng)當(dāng)設(shè)置自動(dòng)報(bào)警裝置，涉及“兩重點(diǎn)一重大”的化工裝置或儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施應(yīng)設(shè)置安全儀表系統(tǒng)。一旦發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)部的壓力發(fā)生變動(dòng)，自動(dòng)報(bào)警裝置將立即切斷此處管道，同時(shí)進(jìn)行警笛預(yù)警指揮周?chē)藛T進(jìn)行疏散。在規(guī)章制度上，企業(yè)應(yīng)當(dāng)建立嚴(yán)格的有毒物質(zhì)定量檢測(cè)制度，定期對(duì)工人工作環(huán)境中的氟化氫、有機(jī)氟等物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)設(shè)施的完善。氟化工生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)對(duì)于各項(xiàng)事故的發(fā)生都要有良好的應(yīng)對(duì)方案，同時(shí)定期組織工人進(jìn)行相應(yīng)演練，讓員工對(duì)各種事故能夠做到最正確的處理。保證在發(fā)生事故后，工人能夠在最短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的救援與疏散，防止有毒物質(zhì)泄露事故的進(jìn)一步惡化。

3.3 切實(shí)做好員工個(gè)體防護(hù)的措施

在對(duì)安全事故的防護(hù)中，個(gè)人防護(hù)是針對(duì)員工安全的最后一道措施。在日常生產(chǎn)中，對(duì)于各項(xiàng)物質(zhì)，員工應(yīng)當(dāng)保持警惕觀(guān)念，對(duì)于無(wú)毒物質(zhì)也當(dāng)作有毒物質(zhì)來(lái)對(duì)待，而對(duì)于無(wú)害物質(zhì)也要當(dāng)成有害物質(zhì)進(jìn)行對(duì)待。在氟化工生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)于工人的操作程序要進(jìn)行嚴(yán)格要求，而對(duì)于操作人員的防護(hù)服、防護(hù)面罩等裝置也要進(jìn)行佩戴。而在進(jìn)行設(shè)備檢修過(guò)程中，也要嚴(yán)格遵守有毒物質(zhì)防護(hù)守則，佩戴防毒面罩、防毒手套等裝備。

4 結(jié)語(yǔ)

在氟化工生產(chǎn)過(guò)程中，雖然各種材料與設(shè)備中都存在著一定的毒性、腐蝕性、火災(zāi)、爆炸等危險(xiǎn)因素，但只要通過(guò)對(duì)安全措施進(jìn)行嚴(yán)格履行，就能將危害發(fā)生的可能降到最低。無(wú)論是企業(yè)還是工人，都要切實(shí)提高安全管理措施以及對(duì)安全防護(hù)手段的履行，才能杜絕事故發(fā)生。