染料生產(chǎn)過(guò)程的工藝風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)措施

何棟澄(浙江億得新材料股份有限公司，浙江 紹興 312369)

0 引言

由于我國(guó)推行了系統(tǒng)性改革，對(duì)于染料行業(yè)而言，不僅在改革后形成了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的基本格局，也通過(guò)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈思維，構(gòu)建了染料產(chǎn)品生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)鏈條。與此同時(shí)，由于我國(guó)推動(dòng)了以生態(tài)文明戰(zhàn)略的深化改革，借助技術(shù)創(chuàng)新、工藝優(yōu)化、生產(chǎn)管理完善等綜合措施，同步實(shí)現(xiàn)了對(duì)染料生產(chǎn)過(guò)程的危害防控與工藝風(fēng)險(xiǎn)處理。由于染料生產(chǎn)過(guò)程的工藝風(fēng)險(xiǎn)屬于式工藝技術(shù)的本質(zhì)性風(fēng)險(xiǎn)，所以，在治理過(guò)程中通常也會(huì)根據(jù)影響因素開展系統(tǒng)性控制。

1 染料生產(chǎn)過(guò)程的危害概述

染料生產(chǎn)原料屬于化學(xué)品，包括遺咔唑、萘、苯、蒽等，均是從煤焦油中提煉而來(lái)。通常在生產(chǎn)過(guò)程中，需要先制作染料中間體，再形成染料。例如，在制成染料中間體時(shí)，可以借助一些化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)(如磺化反應(yīng)、鹵化反應(yīng)、還原反應(yīng)、硝化反應(yīng))。而在形成染時(shí)，則需要通過(guò)一系列的合成——壓濾——分散——磨砂處理等。

由于從原料到中間體，再到成本的染料生產(chǎn)過(guò)程中均可以形成氨基化合物，或者芳香族硝基，因而存在一定的危害。例如，當(dāng)人體接觸β-萘胺后，可能導(dǎo)致癌癥，而與其它有害物質(zhì)接觸，也可以出現(xiàn)皮炎、輕度中毒等。尤其在加酸、加堿后，生成的刺激性氣體，包括氯氣、氨氣、酸霧等，均會(huì)逐漸對(duì)人體健康造成危害[1]。

2 染料生產(chǎn)過(guò)程的工藝風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1 火災(zāi)與爆炸

染料生產(chǎn)過(guò)程的工藝風(fēng)險(xiǎn)較大時(shí)，會(huì)發(fā)生火災(zāi)與爆炸。從影響因素看，產(chǎn)生這種工藝風(fēng)險(xiǎn)的影響因素相對(duì)較多。首先，在整個(gè)染料原料、中間體、半成品、成品生產(chǎn)制造過(guò)程中，存在事實(shí)上的易燃、可燃物質(zhì)。其次，工藝系統(tǒng)中的加酸等工藝應(yīng)用時(shí)，如果存在操作不當(dāng)、控制不嚴(yán)格、構(gòu)筑物的建設(shè)不合理，或者對(duì)自然災(zāi)害缺乏應(yīng)急處理措施等，均可能引發(fā)此類“大風(fēng)險(xiǎn)”。

2.2 皮膚傷害與灼燒

首先，染料生產(chǎn)過(guò)程主要以機(jī)械設(shè)備為主，其中的原料處理、化學(xué)反應(yīng)、后處理工藝中，可能出現(xiàn)蒸汽、高溫、高濃度氣體。尤其在一些化學(xué)反應(yīng)中，由于工藝的臨時(shí)變更，可能會(huì)受到操作經(jīng)驗(yàn)不足、技術(shù)操作熟練度不高等影響而發(fā)生灼燒、皮膚受傷等現(xiàn)象。其次，現(xiàn)階段染料生產(chǎn)企業(yè)，雖然在新一輪工業(yè)化改革中為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化管理更新了諸多設(shè)備，但是，在更新舊設(shè)備后由于設(shè)備使用頻率增加、功耗增大等，不僅降低了使用壽命，也容易在設(shè)備改造后因兼容性不足、超負(fù)荷運(yùn)行等，出現(xiàn)設(shè)施設(shè)備失效的情況。在這種條件下，對(duì)于操作人員、檢修人員、管理人員而言，均存在潛在的危害。簡(jiǎn)單講，此類因設(shè)備設(shè)施、變更工藝、企業(yè)管理等引發(fā)的工藝風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于內(nèi)部員工安全而言，會(huì)產(chǎn)生直接影響。

2.3 中毒與致癌

染料中的致癌物質(zhì)相對(duì)較多，如β-萘胺、聯(lián)苯胺、4-氨基聯(lián)苯等，既可能存在于原料中，也會(huì)在中間體制作時(shí)出現(xiàn)。同時(shí)，各類氣體生成后與人體接觸，也容易引發(fā)中毒事件。例如，在生成甲醇、氯氣、環(huán)氧乙烷、氨氣后，人體與此類氣體發(fā)生接觸就會(huì)出現(xiàn)不同程度中毒癥狀。而且，染料合成時(shí)生成的氯化烴、氯化氫、氰化氫等，于生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生泄漏也會(huì)出現(xiàn)急性中毒事件。

需要注意的是，當(dāng)廠區(qū)選址不合理、平面布局規(guī)劃不科學(xué)時(shí)，也會(huì)受到自然風(fēng)的影響，使此類氣體通過(guò)風(fēng)力而對(duì)企業(yè)下風(fēng)向的外部環(huán)境造成安全威脅。所以，應(yīng)該綜合考慮引發(fā)工藝風(fēng)險(xiǎn)的多重因素，盡可能制定系統(tǒng)性應(yīng)對(duì)措施。

3 染料生產(chǎn)過(guò)程工藝風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)對(duì)措施

3.1 全面了解染料燃爆特性

首先，需要梳理清楚染料生產(chǎn)過(guò)程工藝風(fēng)險(xiǎn)的類型。然后，根據(jù)不同的類型，及其影響此類工藝風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的因素，制定有效的應(yīng)對(duì)措施。以染料材料、染料中間體、副產(chǎn)物為例，本身具有一定的燃爆特性，此時(shí)，染料產(chǎn)品生產(chǎn)管理者，應(yīng)該從基礎(chǔ)管理出發(fā)，制作染料要素清單，一一列舉出不同生產(chǎn)過(guò)程的染料材料、中間體、副產(chǎn)物。這樣，可以根據(jù)染料要素，對(duì)應(yīng)的搞清楚不同染料物質(zhì)的性質(zhì)、質(zhì)量、危害、存放方式、隔離材料、易燃點(diǎn)、引爆源等。

例如，在易燃液體、固體、遇濕爆炸品方面，可以在禁止混合的基本原則下，根據(jù)清單設(shè)置隔離存放方案。其次，在生產(chǎn)過(guò)程中，需要對(duì)染料物質(zhì)的自然分解情況、分解速度、受壓能力、機(jī)械摩擦影響等做出全面分析，預(yù)防硝基酸納、芳香族類的物質(zhì)，在適宜的狀態(tài)下引發(fā)爆炸情況。

由于現(xiàn)階段大部分染料生產(chǎn)企業(yè)制定了生產(chǎn)安全管理標(biāo)準(zhǔn)，因此，建議以國(guó)家質(zhì)量體系管理標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)，檢驗(yàn)自身的生產(chǎn)安全管理標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，根據(jù)此類標(biāo)準(zhǔn)做好對(duì)染料生產(chǎn)過(guò)程的全過(guò)程管理[2]。

3.2 優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程的工藝流程

首先，染料產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中用的原材料屬于化學(xué)品，除此類物質(zhì)性質(zhì)本身可造成工藝風(fēng)險(xiǎn)外，在原料的配比、加料中，會(huì)受到溫度、壓力、流量、操作方法、設(shè)施設(shè)備運(yùn)行狀況等綜合因素影響，其中，任何一項(xiàng)因素的控制不當(dāng)、標(biāo)準(zhǔn)流程操作不到位，均可能引發(fā)化學(xué)反應(yīng)劇烈、反應(yīng)不均勻等現(xiàn)象，若不能得到有效處理，會(huì)進(jìn)一步引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)事件。

因此，在當(dāng)前的原料配比、加料流程控制過(guò)程中，大部分染料生產(chǎn)企業(yè)，制定了“兩重點(diǎn)一重大”方案，通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，對(duì)化工裝置、儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備等進(jìn)行裝備率控制、重大風(fēng)險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)。從當(dāng)前實(shí)踐驗(yàn)看，這種自動(dòng)化監(jiān)測(cè)與控制，主要以數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)分析、生成分析報(bào)告，并將報(bào)告分發(fā)給各個(gè)生產(chǎn)管理部門，根據(jù)報(bào)告調(diào)整自身的生產(chǎn)管理方案等。

因此，從管控程序上看已經(jīng)形成了標(biāo)準(zhǔn)化管理、自動(dòng)化控制模式。例如，染料生產(chǎn)前的冷卻系統(tǒng)需要嚴(yán)格檢查，預(yù)防冷媒中斷與堵塞現(xiàn)象。應(yīng)用上述控制模式后，不僅可以精準(zhǔn)完成數(shù)據(jù)采集，也可以持續(xù)的跟蹤冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行情況。

而且，在投料方面，能夠地溫度進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)定，預(yù)防因溫度過(guò)高造成反應(yīng)劇烈發(fā)生爆炸、灼燒、皮膚傷害等風(fēng)險(xiǎn)，與溫度過(guò)低而造成的物料累積后條件成熟引發(fā)爆炸等現(xiàn)象。另外，在染料生產(chǎn)中的攪拌速度、攪拌范圍、攪拌力度、雜質(zhì)清除等方面，可以配套的根據(jù)的一些處理工藝完成清除，預(yù)防工藝風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生[3]。

其次，大部分染料企業(yè)清洗類廢水、生產(chǎn)性工藝廢水中的酸濃度相對(duì)較高。在高濃度酸性染料廢水處理方面，通常采用“濃水——鈣中和——兼氧生化——接觸氧化——H2O2氧化——出水調(diào)配——出水”工藝方案不能達(dá)到處理效果。此時(shí)，可以根據(jù)廠區(qū)選址進(jìn)行一些合理布局，實(shí)施“廢水除鹽改造項(xiàng)目”，借助工藝改進(jìn)的方式完成處理目標(biāo)。具體操作方面可以根據(jù)“物化處理+生化前調(diào)節(jié)+生化處理”的方式，選擇中和混凝法、電化學(xué)法、化學(xué)氧化法等進(jìn)行工藝優(yōu)化。如按照“預(yù)中與沉淀——Fenton氧化——Fe-Fe／C微電解——混凝沉淀——臭氧氧化”等工藝流程進(jìn)行操作。通過(guò)優(yōu)化后可以形成下列工藝方案：

(1)濃廢水；(2)鈣鎂預(yù)中和；(3)預(yù)曝氣；(4)前氧化處理；(4)曝氣處理；(5)氧化沉淀；(6)回流式鐵還原反應(yīng)；(7)回流式鐵碳微電解；(8)吸附混凝；(9)混凝沉淀；(10)后氧化處理；(11)粗濾精濾；(12)脫鹽處理；(13)出水。

3.3 保障生產(chǎn)主體個(gè)體安全防護(hù)

首先，應(yīng)該對(duì)有毒、有害的物質(zhì)進(jìn)行說(shuō)明，并對(duì)員工進(jìn)行個(gè)人防護(hù)培訓(xùn)，使其在生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)，通過(guò)穿戴防護(hù)設(shè)備、及時(shí)清潔、禁煙禁酒、禁止飲食等，預(yù)防消化道、呼吸道吸入有毒有害物。其次，應(yīng)該在生產(chǎn)過(guò)程中加大對(duì)個(gè)體安全防護(hù)措施的檢查，并在進(jìn)入工作區(qū)之前，要求其按照標(biāo)準(zhǔn)操作流程進(jìn)行防護(hù)劑涂抹、出工作區(qū)后進(jìn)行清洗劑清潔等。一旦有員工感覺不適、或者發(fā)生中毒事件，宜及時(shí)送往醫(yī)院就醫(yī)等。

3.4 配套實(shí)施綜合型監(jiān)督與檢查

首先，建議從安全管理的角度，先對(duì)企業(yè)潛在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行排查，化解對(duì)內(nèi)部員工生產(chǎn)安全的影響。包括對(duì)廠區(qū)選址與平面布局合理性的重新評(píng)估、對(duì)工藝系統(tǒng)的檢查、對(duì)設(shè)施設(shè)備的檢查、對(duì)操作過(guò)程的監(jiān)督管理、對(duì)構(gòu)筑物的取樣化驗(yàn)等。其次，需要對(duì)變更情況、作業(yè)過(guò)程、自然災(zāi)害、外部環(huán)境、企業(yè)與外部建立關(guān)系的通道等進(jìn)行綜合評(píng)估，并制定詳細(xì)的監(jiān)督與檢查方案，確保能夠在整個(gè)染料生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)工藝風(fēng)險(xiǎn)的各種影響因素開展全面監(jiān)管、綜合防控，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性治理效果。尤其是當(dāng)前大部分染料生產(chǎn)企業(yè)完成了信息管理系統(tǒng)建設(shè)，建議引入數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，推動(dòng)數(shù)據(jù)化管理升級(jí)，開展“線上+線下”管理。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，在染料生產(chǎn)過(guò)程的工藝風(fēng)險(xiǎn)類型相對(duì)固定，影響因素相對(duì)多元，因而在實(shí)踐中制定防御生產(chǎn)工藝風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)對(duì)措施時(shí)，一方面應(yīng)該以影響因素為準(zhǔn)，從系統(tǒng)性治理與配套性實(shí)踐相結(jié)合的思路，制定內(nèi)容全面的解決方案。另一方面則應(yīng)該針對(duì)高濃度酸性染料廢水進(jìn)行除鹽處理，進(jìn)而利用“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的新思維，提高廢水處理效果，使整個(gè)工藝風(fēng)險(xiǎn)的防控轉(zhuǎn)變成一種經(jīng)濟(jì)行為，進(jìn)而利用變廢為寶的方式產(chǎn)出綜合效益。