淺談有機氟化工生產中的危險因素與控制措施

傅建根

（浙江藍天環保高科技股份有限公司，浙江杭州310018）

淺談有機氟化工生產中的危險因素與控制措施

傅建根

（浙江藍天環保高科技股份有限公司，浙江杭州310018）

在有機氟化工生產過程中，存在著火災、爆炸、腐蝕、中毒等危險因素，如果不對其進行有效管理，將給人們帶來生命危險和財產損失。因此，本文經過對有機氟化工生產中危險因素的分析，提出有效的控制措施，以保證生產的安全性。

有機氟；化工生產；危險因素；安全

氟材料在社會各個領域廣泛使用，在有機氟化工生產過程中，之所以會產生一些危險因素，是生產過程中存在大量的危險化學品，容易引起泄漏、爆炸、火災中毒等事故，因此在有機氟化工生產過程中，一定要準確分析生產過程中存在的風險，并針對風險制定相應的防范措施，以保證其生產過程中的安全。

1 有機氟化工生產中的危險因素

1.1生產流程

在很多的氟化工企業中，都是以氯烷烴或氯烯烴等為原料，在催化劑的作用下與氟化氫進行氟化反應，產物經洗滌、冷卻、壓縮、精餾得到有機氟化物，在有些氟化工企業還會涉及氯化、裂解、聚合等其它一些化工工藝。

1.2存在的危險因素

通過對有機氟化工生產過程的調研，并采用預先危險性分析評價法進行分析，發現有機氟化工生產過程中主要存在以下危險因素。

（1）氟化氫是有機氟化工生產中的一種主要原料，為無色不燃氣體，有強刺激性氣味，溶于水生成氫氟酸并放出熱量，能與多數金屬反應生成氫氣而引起爆炸，遇發泡劑H立即燃燒；腐蝕性極強，與堿發生中和反應并放出大量的熱，中和產物具有較強的腐蝕性；氫氟酸為無色透明有刺激性臭味的液體。氟化氫的職業接觸最高容許濃度為2 mg/m3，工作場所存在氟化氫氣體，可經呼吸道和食道侵入人體，吸入較高濃度的氟化氫會引起急性中毒，剌激眼睛和呼吸黏膜，嚴重者可發生支氣管炎、肺炎和肺水腫，甚至發生反射性窒息，侵入人體的氟有50%在人體骨骼、牙齒中沉積，長期接觸會引起骨骼、牙齒的損害。《危險化學品重大危險源辨識》（GB 18218-2009）將氟化氫列為毒性物質，臨界量為1 t。在生產、貯存過程中，氟化氫數量超過規定的臨界量，將構成重大危險源[1]。

（2）有些氟化工生產中使用氯氣，氯氣常溫常壓下為黃綠色氣體，經壓縮可液化為金黃色液態氯，是一種強氧化劑和氯化劑，可助燃，一般可燃物大都能在氯氣中燃燒，一般易燃氣體或蒸氣也都能與氯氣形成爆炸性混合物。氯氣能與許多化學品如乙炔、松節油、乙醚、氨、燃燒氣、烴類、氫氣、金屬粉末等猛烈反應發生爆炸或生成爆炸性物質。它幾乎對金屬和非金屬都有腐蝕作用。氯氣具有刺激性氣味，氯氣的職業接觸最高容許濃度為1 mg/m3，工作場所存在氯氣氣體，可經呼吸道和食道侵入人體，對眼、呼吸系統粘膜有刺激作用。可引起迷走神經興奮、反射性心跳驟停。①急性中毒：輕度者出現粘膜刺激癥狀：眼紅、流淚、咳嗽，肺部無特殊所見；中度者出現支氣管炎和支氣管肺炎表現，病人胸痛，頭痛、惡心、較重干咳、呼吸及脈搏增快，可有輕度紫紺等；重度者出現肺水腫，可發生昏迷和休克。有時發生喉頭痙攣和水腫，造成窒息；還可引起反射性呼吸抑制，發生呼吸驟停死亡。②慢性中毒：長期低濃度接觸，可引起慢性支氣管炎、支氣管哮喘和肺水腫；可引起職業性痤瘡及牙齒酸蝕癥。液氯中含有微量的三氯化氮，在液氯使用過程中，由于液氯氣化，三氯化氮易富集，遇撞擊擾動即可爆炸。國內某企業2004年4月16日曾發生三氯化氮的爆炸，造成數萬人員的撤離。《危險化學品重大危險源辨識》（GB 18218-2009）將氯氣列為毒性氣體，臨界量為5 t。在生產、貯存過程中，氯氣數量超過規定的臨界量，將構成重大危險源。

（3）在生產過程中，使用的另一種主要原料為氯烷烴或氯烯烴，極大部分氯烷烴或氯烯烴存在易燃易爆或有毒有害的危害，有些氯烷烴或氯烯烴爆炸極限范圍小，有機物泄漏時與空氣形成爆炸性或有毒性混合物。泄漏會引起中毒、火災等事故。

（4）在氟化工生產過程中，副反應產生的高沸殘液與裂解氣存在毒性。這些有毒物質當被人吸入以后，會嚴重危害人們的身體健康。特別是裂解殘液氣，濃度較高，如果人們長時間吸入，將會產生中毒性心肌炎、肺水腫等。并且，在生產過程中，操作人員在執行期間存在一些意外狀況，可能造成嚴重后果。

（5）大多數氟化反應為強放熱反應，為重點監管的危險化工工藝，不及時排除反應熱量，易導致超溫超壓，引發設備爆炸事故。

（6）在氟化生產過程中，有些生產工藝涉及氯化、裂解、聚合等，氯化、裂解、聚合等工藝屬于重點監管的危險化工工藝，工藝過程存在爆炸、中毒、火災等危險有害因素。

2 有機氟化工生產中危險因素的控制措施

2.1從工程技術和工藝上控制

2.1.1 選擇合適的設備材質

由于在氟化工生產過程中使用了大量的腐蝕性介質，目前行業中設備使用的材料比較廣泛，有使用鋼襯PE、襯PO和襯聚四氟乙烯的，也有使用特種材料的，但在選擇設備材質時要進行掛片試驗，根據掛片試驗的結果選擇合適的材質，如Inconel 600對純氟化氫氣體的防腐性能較好，但在氟化氫和其他腐蝕品共存的情況下不一定適用，因此選擇合適的設備材質對風險的控制起到關鍵的作用。

2.1.2 采用安全保護措施

絕大多數氟化反應為放熱反應，反應的放熱量越大，反應失控造成的危害越大，在生產過程中，根據反應的機理和物料本身的性質及運行的工況設置安全聯鎖系統、冷卻系統、報警系統等，當出現危險時，強制某些元件相互作用，以保證生產安全。

（1）在化工生產過程中，反應的失控往往是由于熱量不能及時移除引起溫度過高或局部溫度過高，使化學反應的速度加速，產生更多的熱量，從而導致反應的失控，因此我們要根據反應的機理控制合適的反應溫度、壓力，采用攪拌系統，防止局部過熱；為防止反應系統失控設置安全聯鎖系統，經過計算確定冷卻系統的面積和流量及泄放系統的大小。對泄放系統產生的有毒物質要有吸收處理裝置，產生易燃物質要引入火炬系統。

（2）有機氟化工生產涉及氟化、氯化等危險工藝，危險工藝要設置獨立安全儀表系統（SIS），在選擇安全儀表系統儀表時，應先進行安全完整性等級評估（SIL），通過安全完整性等級評估（SIL），以確保安全儀表功能設置合理，確保安全儀表功能可以完成，緩和不可避免災害的風險[2]，儀表的選用原則見表1。

（3）液氯中含有微量的三氯化氮，當三氯化氮在氯氣中的體積占5%～6%時，就可能爆炸，我們要從生產設備、工藝和管理上控制三氯化的積聚。設備上可選擇盤管式或套管式氣化器，嚴禁使用釜式氣化器。三氯化氮的沸點＜71℃，因此在選擇液氯氣化器溫度時使液氯氣化溫度不得低于71℃，建議熱水控制溫度75℃～85℃；采用特種氣化器（蒸汽加熱），溫度不得大于121℃，氣化壓力與進料調節閥聯鎖控制，氣化溫度與蒸汽調節閥聯鎖控制。在氣化器和緩沖器底部設置排污閥，進行定期排污和清淤，防止三氯化氮的積聚。

表1 傳感器、邏輯運算器、最終執行元件的獨立原則

（4）在實際操作系統中，應設置比正常操作參數稍高的高報和高高報，為操作工人調節反應系統爭取時間，避免反應失控事件的發生。

（5）在有機氟化工的生產過程中，使用大量的腐蝕性物質，因此常常采用爆破片和安全閥串聯使用，防止腐蝕介質對安全閥的腐蝕，避免安全閥誤動作或不動作的情況發生。

（6）在氟化工生產過程中，使用大量的可燃氣體和有毒氣體，應根據石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范，正確選擇使用可燃氣體和有毒氣體。

2.1.3 采用隔離措施

為了減少事故發生帶來的危害，根據事故致因理論，傷亡事故必須是人與施害物質相互接觸的原理，采用隔離或遠離危險較大場所的措施，可通過采用DCS集中控制室，使操作人員遠離生產裝置；也可采用將危險物的危險能量局限在一定范圍內，有效預防事故或減少事故損失的措施，如氯氣等有毒氣體場所為預防泄漏設置封閉措施，能有效地阻止有毒氣體的擴散，減少事故帶來的危害。

2.1.4 減少有毒腐蝕品的泄漏

為了減少有毒腐蝕品的泄漏，相關的化工企業在工作過程中，需要按照相關標準嚴格維護并管理儲存以及生產的設備，不僅要促進壓力容器、緊急切斷裝置等設備使用的安全性，還要降低有毒腐蝕品存在的泄漏現象。并且，在實施工作中，還需要對項目進行改建、擴建等工作，促進項目驗收工作的完好實施。同時，在設備生產過程中，還要做好一定的維修工作與檢修工作，這樣才能保障設備管理工作的安全性[3]。

2.2對員工實現個人保護

在有機氟化工生產過程中，一旦出現相關的危險事故，操作間內的工作人員就會受到較大危害，并引起安全隱患。所以，為了保證操作人員的安全性，操作人員應樹立良好的安全意識和自我保護意識，并做好嚴格的安全防護工作以及隔離工作。在防護工作中，要求操作人員做好氟化氫、氯氣的檢查與操作工作，同時，配備好防護用具，特別是面罩、手套等。還需要對這些防護用具進行檢查、清洗，以促進其保存的完好性。期間，如果對有毒物質系統進行操作、檢修，期間需要佩戴好防毒面具以及隔離式機械。在對一些腐蝕品進行儲存與生產期間，也需要在內配置相關的防護工具，以保證其安全性[4]。

2.3制定緊急處理方案

促進預警方案與緊急處理方案的制定和形成。為了避免一些重大危險源產生泄漏現象，需要在一些儲蓄區域、生產區域設立危險警示標語、警示牌等。也可以在其中安裝自動報警裝置，特別在一些高沸殘液、氟化氫泄漏危險區域，以保證達到有效處理的目的。同時，化工企業在建設與發展過程中，還需要制定嚴格、完善的安全防范制度，保證能夠定期對操作場地進行檢驗，以緩解有害物質的高濃度。建立預警方案與緊急處理方案后，還需要定期組織人員對其演練，如果事故發生，能夠達到快速撤離的目的，從而減少一定的經濟損失。

3 結論

基于以上的分析和闡述，在有機氟化工生產過程中，為了解決存在的危險因素，相關企業在不斷發展與建設過程中，就要對全部人員進行培訓，提高他們的安全意識和應急能力，保證生產的安全性，降低事故的產生。所以，在本文中，需要對危險因素進行深刻分析，保證利用相關的安全進行徹底解決，不僅要保證人們身體健康性與安全性，還要促進企業獲得較高的經濟效益。

[1]張雪剛.有機氟化工生產危險因素分析及安全防范[J].廣東化工，2013，（9）：76-77.

[2]SH 3018-2003，石油化工安全儀表系統設計規范[S].

[3]鄒平.有機氟化工廢物焚燒爐燃燒工藝及自動控制[J].化工生產與技術，2012，19（2）：4-5.

[4]陳志冰，張雪剛，何業雄，等.有機氟裂解氣壓縮機排氣壓力異常故障的排除[J].化工生產與技術，2015，（3）：10-11.

Risk Factors and Preventive Measures in the Production of Organic Fluorine Chemical Industry

FU Jian-gen
（Zhejiang Lantian Environmental Protection Hi-Tech Co.，Ltd.，Hangzhou，Zhejiang 310018，China）

In the production of organic fluorine chemical industry，there are fire，explosion，corrosion，poisoning and other risk factors.If not effectively managed，they will bring the loss of life and property. Therefore，in the article，according to the analysis of the risk factors in the production of organic fluorine chemical industry，the effective measures were put forward to ensure the safety ofproduction.

organic fluoride；chemicalproduction；risk factors；safety

1006-4184（2017）5-0003-04

2017-01-10

傅建根（1965-），男，浙江蕭山人，主要從事化工生產安全工作。E-mail:fujiangen@sinochem.com。