苯乙烯儲罐的安全性分析

呂祖鵬

(華東冶金地質勘查局八一一地質隊，安徽 滁州 239000)

1 苯乙烯性質及危險性

1.1 苯乙烯性質

苯乙烯為無色透明油狀液體，不溶于水，分子量104，熔點-30.6 ℃，沸點146 ℃，相對密度(水=1)0.906(25 ℃)，相對蒸氣密度(空氣=1)3.6，飽和蒸氣壓0.67 kPa(20 ℃)，閃點32 ℃，爆炸極限1.1%～6.1%。

1.2 苯乙烯危險性

苯乙烯易燃，易發生聚合反應，有燃燒和爆炸的可能，而且為防止苯乙烯自聚所加入的阻聚劑屬于高毒類化學品。

2 苯乙烯儲罐儲存存在的問題

2022 年國家應急管理部出臺了《苯乙烯安全風險隱患排查指南(試行)》，要求企業對照指南進行自查自改，以下是針對企業存在的問題進行的分析及提出的安全措施。

2.1 防聚合管理的注意事項

(1)溫度控制：維持儲罐內溫度低于發生聚合的臨界溫度，通常是20 ℃以下，保持低溫有助于防止聚合反應的發生。

(2)通風：提供足夠的通風，可以防止產生過量的反應熱以及聚合產物的積累。

(3)抑制劑添加：加入適當的抑制劑，如聚合抑制劑(阻聚劑)，有助于延緩或阻止聚合反應的發生。

(4)合理監控：隨時監測儲罐內的溫度、壓力、化學組成以及可能的聚合現象，如異常增加的反應熱釋放。

(5)避免雜質：確保儲存的苯乙烯不存在雜質，因為這些雜質可能會引發聚合反應。

(6)定期檢查：對儲罐進行定期檢查，確保儲存條件符合防聚合要求。

(7)緊急計劃：制定緊急應對計劃，以防止聚合反應引發事故，并確保人員熟悉應對步驟。

2.2 企業對苯乙烯儲罐的管理問題

在化工行業中，苯乙烯作為重要的原材料和中間體，廣泛應用于塑料、橡膠、紡織等領域。然而，苯乙烯作為易燃、有毒的化學品，一旦泄漏可能引發嚴重的安全隱患，而在泄漏管理和危害認識方面的不足，可能導致無法挽回的后果，苯乙烯泄漏可能導致的后果有：

(1)火災爆炸風險：苯乙烯易燃，一旦泄漏并遇到火源，可能引發火災甚至爆炸，造成人員傷亡和財產損失。

(2)有害氣體釋放：苯乙烯泄漏時會釋放有害氣體，有毒的苯乙烯蒸汽會對人體呼吸系統、中樞神經系統產生危害甚至致命。

(3)環境污染：泄漏的苯乙烯可能滲入土壤和水體，污染環境，危害生態平衡和人類健康。

近年來，苯乙烯爆炸事故頻發，這反映出企業管理上存在一定問題：

(1)培訓不足：員工缺乏系統的培訓，導致作業人員不了解正確的應急處理方法，無法有效控制泄漏及火災爆炸事故。

(2)安全意識淡薄：長期沒有發生生產安全事故，可能使得從業人員對安全問題產生麻痹，減少了對苯乙烯等危險化學品的警惕性。

(3)設備維護不到位：若儲存設備和防護設施得不到及時維護，可能導致泄漏和事故的風險增加。

(4)監測不足：若缺乏實時監測系統，企業可能無法及時發現苯乙烯泄漏或異常情況，另外若缺乏外部監管和檢查，可能使企業忽視苯乙烯管理的合規性。

(5)應急準備不足：缺乏完備的應急預案和演練，一旦泄漏事故發生，無法迅速有效地應對。

(6) 管理制度不健全：缺乏明確的儲存、操作和處理等管理制度和操作規程，可能導致不規范的操作行為。

(7)人員配置不當：缺乏專業從業人員和安全管理人員，可能會影響對苯乙烯的管理。

(8)安全設施不足：缺少適當的防護設施和泄漏應急控制裝備，可能導致嚴重的事故后果。

(9)溝通不暢：各部門之間缺乏有效溝通和信息共享，可能導致對管理問題的忽視。

苯乙烯是一種危險品，泄漏管理和危害認識的不足可能會引發嚴重事故，企業必須通過加強培訓、監測和應急計劃，提高從業人員的危害認識，有效地減少泄漏事故的發生，保障人員和環境安全。

2.3 自動化控制水平低

(1)部分企業自動化控制水平低，如儲罐進出口未設緊急切斷，儲罐的溫度、壓力、液位未進入DCS自控系統，未設報警、聯鎖等。

(2)部分企業苯乙烯儲罐的安全防護措施缺失，如儲罐進出口未設置緊急切斷閥，多個苯乙烯儲罐底部進料口共用1 個緊急切斷閥，切斷閥為非故障安全型等問題。

2.4 設計水平較低

部分企業在設計方面存在不同程度的不足，有些企業設計資質不符合要求，且在設計管理上存在問題，主要體現在以下這些方面：

(1)不合適的材料選擇：選擇了不適合苯乙烯儲存或處理的材料，可能導致腐蝕、泄漏或化學反應，危害人員安全和環境安全。

(2)不足的安全考慮：若在設計中未考慮到苯乙烯的特性，可能導致安全設施和防護裝備的不足，增加泄漏或事故的風險。

(3)設計參數錯誤：錯誤的參數設計，如：溫度、壓力等，可能導致苯乙烯的聚合反應，引發火災或爆炸。

(4)通風不足：不合理的通風系統設計可能導致苯乙烯蒸汽積聚，增加爆炸風險。

(5)泄漏控制不足：缺乏泄漏控制裝置或系統，一旦泄漏發生，可能難以迅速采取措施。

(6)設計不合理：設計不合理導致設備布局和結構不符合要求，可能導致操作和維護困難，影響生產效率和安全。

(7)應急預案缺失：在設計中未考慮應急預案，一旦事故發生，無法迅速有效地應對。

(8)監測和報警系統不足：缺乏實時監測和報警系統，可能使人們難以及時察覺潛在問題。

2.5 隱患整改的建議

首先，針對排查發現的安全隱患，要立即進行整改，要嚴格按照定人員、定時間、定責任、定標準、定措施的“五定”原則，安全有效地進行整改。另外要從工程控制、安全管理、個體防護、應急處置及培訓教育等方面采取有效管控措施，以免重大安全事故發生。同時也要為從業人員提供系統的苯乙烯泄漏管理和應急處理培訓，使他們了解危害，知曉正確應對方法。總之要嚴格遵守化學品安全管理法規和標準，保障安全生產。

其次，企業主要負責人要履職盡責，督促定期進行安全隱患排查治理；要盯緊抓牢重大安全隱患整改，嚴格落實有效的安全防范措施；要建立健全的相關考核激勵機制，充分調動全員積極參與到隱患排查治理中。

最后，企業應當采用現代信息技術手段如實記錄安全風險隱患排查的治理情況，盡快形成問題隱患和整改措施清單，實現隨時查詢、實時跟蹤和到期提醒；另外企業安全管理部門要督促安全風險隱患整改措施落實，確保整改閉環[1]。

企業應當根據苯乙烯安全風險隱患排查整治發現的問題，完善針對性防控措施，健全安全風險隱患排查治理長效機制，不斷提升苯乙烯安全風險防控水平。

3 苯乙烯儲存的安全措施

3.1 苯乙烯儲存安全技術措施

由于苯乙烯腐蝕性強、易氧化，在儲存過程中可能會產生聚合物，引起色度改變、產生雜質等質量及安全問題。對此，應采取以下措施。

3.1.1 控制儲存溫度

苯乙烯的自聚速度隨溫度升高而不斷加快，從而增加阻聚劑消耗，使得儲存時間縮短。對此，應將苯乙烯儲存溫度控制在5～20 ℃區間內，罐體做保冷措施，設置冷凍水裝置，安裝溫度檢測和遠傳，確保儲罐溫度低于20 ℃。

3.1.2 合理的儲罐選型

苯乙烯發生聚合反應時，易出現儲罐呼吸閥管口堵塞等現象，對此應采用固定頂罐。在設計時，也應采取有效措施及時防止苯乙烯聚合時掛壁。

3.1.3 減少鐵離子的影響

鐵銹在一定程度上會對苯乙烯聚合物生成量產生影響，在有氧條件下，苯乙烯會在Fe2+的催化作用下產生過氧化物，隨著溫度逐漸增高，產生的過氧化物會進一步促進苯乙烯聚合。

3.1.4 加入適量TBC(叔丁基鄰苯二酚)

為了避免發生過熱、過壓等危險情況，在苯乙烯儲罐中加入阻聚劑可以抑制或延緩分子間的聚合反應，確保儲存過程的安全性和穩定性。

TBC(叔丁基鄰苯二酚) 是一種聚合反應的抑制劑，有助于減緩聚合反應速率。其中阻聚劑的用量會受到多種因素的影響，包括儲罐的尺寸、儲存溫度、預期的儲存時間以及化學條件等，通常情況下，對于儲罐中苯乙烯的總體積來計算，阻聚劑的用量可以在0.1%到1%的范圍內。應當注意的是，TBC 在含有一定量的溶解氧時才具有阻聚作用，若含氧量不足，此時阻聚能力下降，但當溶解氧含量低于15 mg/kg 時，TBC 將失去阻聚能力，因此苯乙烯中必須要保持足夠多的氧氣，對此可設置貧氧系統加以應對。

3.1.5 設置安全設施

苯乙烯儲罐的控制采用DCS 控制系統，設報警、聯鎖的安全設施。其中為了防止儲罐出現超壓的情況，可在氮氣管道上設置減壓閥，儲罐頂部設置壓力變送器，可現場設置壓力指示，然后壓力變送器把信號送到控制室的自控系統中，當儲罐壓力達到設定壓力時(如4 kPa)，將會打開罐頂閥門，將超壓氣體排至廢氣處理單元。但當儲罐瞬間超壓時，由罐頂緊急泄放人孔排出。此外設置現場溫度表和溫度遠傳，其信號將送至控制室自控系統，及時檢測罐內液體溫度，再通過自控系統調節冷凍水裝置的溫度、流量而控制苯乙烯儲存溫度[2]。

苯乙烯儲罐按規范設置呼吸閥、爆破片、阻火器、泡沫發生器、溫度計、液位計等安全附件，并建立安全附件臺賬。

3.2 苯乙烯儲存安全管理措施

苯乙烯反應活性高，具有易燃、易爆、有腐蝕性等特點，且苯乙烯還具有自聚性質，企業應有針對性地對苯乙烯特性開展安全風險隱患排查工作。

3.2.1 苯乙烯基礎安全管理

第一，涉及苯乙烯的建設項目應由具備相應資質的設計單位設計；第二，要定期開展HAZOP 分析，辨識評估安全風險；第三，要配備專業的管理人員及特種作業人員，另外從業人員應具備應急知識；第四，要按要求加強特殊作業管理，嚴格執行作業票證審批程序，作業票填寫也應規范化。

3.2.2 苯乙烯儲存安全管理

第一，苯乙烯儲藏采用自控系統，其儲罐采用氮封系統，并設置保冷、冷凍水設施及尾氣回收系統；第二，要定期檢查罐頂部呼吸閥、阻火器、儲罐現場壓力表、現場液位計手閥和罐頂其他備用口是否通暢；第三，儲罐現場應配有溫度表和壓力表，使溫度、壓力情況及時傳送至控制室DCS 系統中；第四，應使用循環密閉采樣系統、屏蔽泵或磁力泵等無泄漏泵、可燃氣體泄漏檢測報警系統等，并在乙烯管線的排放口、采樣口等部位，加裝盲板、絲堵、管帽、雙閥等設施，從而減少泄漏的可能性。

4 結語

警鐘長鳴，一廠出事故萬廠得警示。企業要加強苯乙烯關鍵環節自聚風險管控，加強苯乙烯罐區的日常管理，防范重大風險事件發生；此外要嚴格控制苯乙烯儲存和使用環節的溫度以及阻聚劑含量，并確保各項安全設備設施正常運行；最后要結合企業實際，制定苯乙烯關鍵環節自聚應急處置措施，定期組織員工演練，提高職工對苯乙烯自聚及泄漏時的應急處置能力。