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氯碱化工生产过程火灾爆炸事故预防措施研究
摘要:氯碱工业作为最基本的化学工业之一被广泛应用于各行业领域中,氯碱工业优秀的化学反应性能与经济性优势是其成为众多化工生产主要方式的原因,但氯碱化工生产过程中很容易由于其自身化学稳定性不足而引发化工厂爆燃事件,如何在操作过程中尽可能保证氯碱化工生产的安全性成为广大学者所思考的重要问题。因此,本文就氯碱化工反应的原理、安全管理的意义等方面分析其中容易发生火灾危险的原因,以期能提出有价值的建议帮助氯碱工业有效防控安全事故的发生。
关键词:氯碱化工;生产;火灾爆炸事故;预防措施
氯碱工业在化学性能上的活跃性使其更容易生产出氯气、氢气等重要的化工资源,但活跃也就意味着不稳定,在生产过程中很容易产生具有爆燃危险的氯化氮物质,同时,在生产过程中浓郁的氯气与氢气物质一旦遭遇明火,即使是一点火星也会瞬间引发爆炸燃烧等安全事故,进而给整个化工企业与众多一线生产人员带来不可估量的损失和损伤。
1.氯碱化工生产原理与火灾防控的现实意义分析
1.1化工原理
氯碱工业就是使用饱和食盐水制氯气、氢气、烧碱的方法,很多化工产品都会以这几种物质为原材料进行生产制作,目前我国氯碱工业主要采用隔膜法与离子交换膜法这两种工艺开展工艺操作,其中离子交换膜法各因其耗能低、生产过程杂质少的优势而被很多化工生产企业广泛应用。隔膜法的原理是通过电解直接生产烧碱物质,但在隔膜吸附能力较差的情况下很容易产生易燃易爆的混合气体,倘若再加之其他影响因素就会由于发生危险的化学反应,引发一线生产人员中毒或化工厂爆燃等安全事故,离子交换膜法就能大幅度减少氯碱工业流程中产生有毒物质的情况,并且这项工艺技术的操作相对更加便利,能在缓解一线生产人员工作压力的同时大幅度提升生产效用,还能避免生产过程对环境和人体健康造成威胁。图1是离子交换膜法的基本原理图[1]。
1.2强化火灾安全管理的现实意义
氯碱化工生产行业会涉及很多有毒有害、易燃易爆的危险物质,在生产过程中如果不用采用科学的安全管理防控机制加以约束,将很容易引发大面积的危险事件,氯碱化工企业的生产设备、经济效益、周边生态环境、一线生产人员与附近民众的生命和财产安全等等都会受到严重的破坏影响,甚至还会对区域社会的安稳秩序与经济发展造成较大阻碍,并且还会引发广大社会的关注与舆论影响。强化氯碱化工生产过程的安全管理工作在实际生产活动中能帮助企业及时发现生产漏洞与安全隐患,实现防控氯碱化工生产全过程安全风险的目的,为氯碱化工企业提供更加安全稳定的生产环境,进而促使化工生产人员可以全身心投入一线环境中高效高质量地完成工作任务,帮助氯碱化工企业不断提升经济效益、社会价值和实现可持续发展[2]。
2.氯碱化工生产过程容易引发火灾事故的危险因素探究
2.1物质方面
氯碱化工生产过程中的原材料、杂质、产品,甚至使用器械设备上都具有一定危险性,其中的化学物质具有各自的性能和特征,在危险程度与容易受到的影响上都有些差异。譬如说,氯碱工业中制成的氯气是具有刺激性气味与窒息性特征的剧毒物质,在混合一定浓度的氢气时一旦碰见强光就有极大可能性造成爆炸事故;氢气虽然不具备毒性,但由于其无色无味难以被肉眼察觉且在空气中会迅速扩散,如果储存或运输氢气的设备出现异常就会泄漏进入空气中,当氢气在空间中逐渐凝聚达到一定浓度之后遇到一星点火源就会引发爆燃危险,即使是没有火源也会导致现场人员吸入过多,窒息而亡;氯碱工业中常见的杂质氯化氮,如果浓度体积达到一定程度也很容易受火源影响而引发爆燃事故。
2.2管道方面
氯碱化工生产出的化学物质多为气体,而这些气体的运输就需要依靠管道进行操作,因此管道作为主要运输设施很容易堆积高浓度的化学气体,一旦运输管道内的气体混合超过一定比例之后,整个管道内部就会形成低于大气压力的负压,受负压影响的管道很容易刺激到气体的不稳定化学结构并造成爆炸事故。另外,压强的负面影响也会出现在生产厂房中,如果厂房通风性能差就会导致周围环境过于密闭,当压强超出阈值之后同样会刺激管道内的化学气体爆炸燃烧[3]。
2.3电解槽方面
电解质的储存槽中阴阳两极室如果压强分布不平衡也会引发爆炸事故,电解槽中阴极室与阳极室之间会有隔膜将其分割开来,通常两极室之间的化学气体结构与体积比例处于平衡状态,但是氢气进入电解槽后不会发生反应,也就不易被察觉出来,而氯气进入电解槽中则会迅速溶入电解液并产生化学反应,在这种情况下两极室的压强会逐渐出现不稳定不平衡的状态,很容易引发爆炸危机。
2.4人员方面
氯碱化工生产过程中人为因素导致安全事故发生的情况数不胜数,可以说绝大部分事故的发生源头都是由于人员操作不当而引发的,氯碱化工生产对工作人员的安全意识和专业性要求极高,但一些化工厂却出现了安全管理制度不健全、安全防范意识不到位、缺少安全防护措施、违规进行生产操作、携带明火等问题,这些都是导致化工厂发生安全事故的主要原因。2010年阳煤氯碱化工有限责任公司发生的“7.18”爆炸事故的主要原因就是由于作业人员违章操作,在含有乙炔气的清净塔上实施动火作业,最终引发爆炸的后果就是一死三伤。图2是爆炸现场照片。由于氯碱工业生产过程中的物质及其化工产品的化学性质较为活跃或是有毒易燃,倘若一线生产人员缺少一定的安全防护意识就很容易引发危险事故,导致化工企业受到严重的经济损失和社会地位的下降,一线生产人员与周边民众的生命与财产安全也会遭遇严重打击[4]。
2.5操作设备方面
氯碱化工的生产过程都是由电解反应提取化学物质的,所以对其中所使用的生产器械设施、运输装置、材料收集与储存设备等都有着较高的性能要求,一旦设备设施出现卡顿、精确度下降、泄漏等问题将会导致安全事故的发生概率成倍上升,其中储存的化学气体在一定浓度下即使是遇见静电也会出现爆燃事故。
3.加强氯碱化工生产过程火灾爆炸事故预防措施的研究
3.1规范操作
我国氯碱化工生产在长期建设下已经逐渐形成了较为成熟的生产与管理体系,而落实在各个化工企业的生产车间中就需要根据实际情况将体系进行精细化处理,确保每一处生产环节的工艺操作都按照标准要求规范开展。规范操作是预防氯碱化工生产过程产生火灾爆炸事故的技术保障,这需要保证工艺技术的指标足够精确合理,以便于管理人员依据科学指标对氯碱化工生产过程和成品的参数信息等资料实施精准把控,当数据发生异常情况时就可以及时发现问题和做出准确判断与施加防控措施[5]。
3.2强化监管工作
氯碱化工生产过程完全围绕着各种化学反应进行生产操作,一旦化学物质的纯度、比例等超出可控范围就会招致泄漏、火灾等危险事故发生,所以氯碱化工生产现场的监督管理工作是必不可少的,完善的监管制度能帮助管理人员迅速察觉氯碱化工生产过程中的安全隐患并采取有效措施加以防控。监管工作需要严格把控氯碱化工生产过程中化学物质与设施设备的数据信息、设备的定期检查更新和维修、材料运输与生产过程等等方面的内容,确保化学物质的浓度始终维持在可控范围内,同时还要加强对一线生产人员与机械操作人员持证上岗和规范操作的监督管理,积极维护氯碱化工生产过程的安全秩序。而如果突发安全事故且难以控制,监管人员就需要及时关停设备并迅速疏散人群,尽可能将经济损失与人员伤亡控制在最小范围内[6]。
3.3注意火源控制管理
化工企业在建设生产车间前要明确氯碱工业及其产品生产过程的工艺特性,按照标准的一级防火要求设置安全通道、消防设施、防火距离、防火建筑等等,确保生产车间建筑具备足够高的耐火性,消防安全逃生通道也应当安排至少两个以上,不得在安全通道附近堆积物品造成堵塞封闭,以防发生火灾安全事故时消耗一线生产人员的逃生时间。另外,氯气液化储槽必须安置在半露天的环境下,生产厂房也应当采用封闭式结构以确保爆炸事故发生时拥有足够的泄压空间,封闭式厂房也能降低房屋坍塌所引发的连带事故的发生概率。此外,氯碱化工企业在开展生产作业时的重要关注点还有火源的控制管理工作,首先禁止生产车间进入明火,其次要安排人员定期检查分析氯气中的氢气浓度含量,判断生产设备与运输管道及车辆中是否存在泄漏风险。特别是无色无味的氢气难以被及时察觉,因而生产现场需要加强把控动火作业与碰撞火星等会产生火源的环节,以免稍有不慎引发爆燃事故,还有电解槽也应当具备优异的绝缘性能,尽可能从根源上消除火源在氯碱化工生产过程中出现的可能性。
3.4控制空气中氯气的浓度
氯碱化工生产车间中的浓度检测仪器需要定期进行维护与检修,确保仪器测试的精准度与反应灵敏度处于较优状态,以便于监管人员实时查看空气中氯气的浓度数值,同时还要确保化工生产车间环境通风性能良好,利用自然通风来降低空气中可燃气体的浓度含量,而发现泄漏事故时也可以借助强制通风去排放聚集气体,保障生产车间的安全性。当发现氯气含氢量超出一定范围时可以及时加入干燥空气进行稀释,以防氢气浓度过高而导致突发爆燃火灾。另外,液氮要在确保气瓶内没有杂质的情况下才能将其装入瓶中,并且应当留出一定的余压以防气瓶内压强过高而爆炸,氯碱化工生产车间的运输管道也需要伸出屋顶并装设安全消防装置[7]。
3.5加强设备维护检修工作
氯碱化工生产企业需要加强操作设备维护检修的管理,确保操作设备能够稳定运转,尤其是很多操作设备需要长时间不停歇地运行,一旦没有做好维检管理就很容易出现故障。因此,氯碱化工生产车间要加强对压力容器、运输装置、储存设备、检测装置等关键设施的常态化维护工作,及时处理风险点,同时维护检修效率与频次都应该结合实际情况同步增加,以此来不断提高氯碱化工生产设备的运转质量与检修水平。监管人员需要严格落实设备维护检修环节的抽查与监督工作,杜绝出现形式化的工作状态,设备的质量检测要关注其运行状态、隐蔽处的安全隐患、使用年限等相关内容,在发现问题时及时处理才能维护氯碱化工生产现场的安全秩序和降低事故风险。
3.6提高人员素质
氯碱化工生产过程中的所有工作人员都应当具备较高的安全意识与专业素养,以严谨的态度和责任心对待氯碱化工生产过程的每一环节,化工企业必须将安全意识牢牢植入每个一线生产人员与管理人员心中,通过安全教育培训让所有员工深刻了解化工车间发生火灾爆燃事故的严重危害,促使所有员工明确很多火灾事故的发生根源就在于工作中一次小小的失误。企业也可以利用多媒体设备在氯碱化工生产车间反复播放各类火灾案例与安全防护应急措施等知识内容,促使所有员工在耳濡目染之下严格对待生产操作的每一环节步骤,帮助员工养成良好的安全防护意识。另外,化工企业还应当定期开展有关安全防护技能的教育培训课堂,帮助所有员工熟练掌握不同化工生产事故的应对处理方案,还要定期进行疏散演习来确保突发安全事故的情况下所有人都可以快速且有序地离开事故现场,以防氯碱化工生产车间突发火灾时由于员工过度慌乱而发生拥挤踩踏等其他安全事故[8]。
结语
总而言之,目前氯碱工业作为化工产业中的基础产业是不可替代的,即使危险性较高也不能让其停工停产,所以氯碱化工企业有必要强化监管对火灾事故预防举措的执行力度,由思想带头并落实到行为上,以严谨的态度把控氯碱化工生产现场的安全性。氯碱化工企业应该积极投入资源去建设生产安全防护机制,从规范操作、监督管理、工序衔接、应急机制、风险防控、器械维检、人员素质等多个维度健全氯碱化工生产过程的火灾防控保护体系,为一线生产人员提供更加安全稳定的作业环境。
参考文献
[1]刘建群.氯碱化工的火灾事故防控[J].化学工程与装备,2020(10):254-255.
[2]张春严,王冰亚,张东东.氯碱生产装置中安全仪表系统的设计[J].氯碱工业,2020,56(09):35-38.
[3]金志.氯碱化工生产过程的火灾爆炸事故预防措施[J].化学工程与装备,2020(09):247+244.
[4]宋孝泉.氯碱化工生产过程火灾爆炸事故预防措施探讨[J].化工管理,2019(20):82-83.
[5]杨茂强,孙粉霞.加强氯碱化工行业设备安全管理的措施[J].化工设计通讯,2019,45(06):97-98.
[6]李俊.分析氯碱化工企业设备安全管理工作的强化方式[J].化工管理,2017(08):29.
[7]王宇.浅谈氯碱化工企业冬季安全生产管理实施措施[J].化工管理,2016(35):320-321.
[8]王金柱.氯碱化工生产过程火灾爆炸事故预防措施探讨[J].山东工业技术,2016(13):34.
作者简介:姓名:杨磊(出生年1983.08.02),单位 :陕西金泰氯碱化工有限公司 邮编 718100 性别:男 民族:汉 ,籍贯:陕西蓝田,学历:本科,职称/职务:助理工程师。现主要从事的工作或研究的方向:设备采购。


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