雙氧水生產裝置每個單元都存在危險性,多年來事故頻發。日前,在化學品安全控制國家重點實驗室組織召開的雙氧水裝置安全生產技術與管理提升會 上,專家提出,化工企業應從細節入手防范事故隱患,從設計源頭提高本質安全水平,重視事故發生機理研究,為雙氧水安全管控提供理論和實踐支撐。
事故源于不重視小問題
“事故的發生往往是對小的問題不重視。”中國無機鹽工業協會過氧化氫專家組原組長姚冬齡說。
據他介紹,灑漏的雙氧水接觸可燃物質時,可使其燃燒,發生火災。有一家企業運輸雙氧水產品時,因包裝桶質量不好,使雙氧水漏到同車運送的可燃物 體上,發生火災,產品和汽車均受到很大損失。另一家企業因操作不慎,將雙氧水灑到地面上,工人用拖布擦凈后,拖布未經水沖洗就放到暖氣片上烘干,經一段時 間后,拖布燃燒,幸好附近無可燃物,未造成著火事故。雙氧水行業曾經發生過幾起違反動火規定或者動火考慮不周的爆炸事故。
“化工企業動火要慎重,哪里都要考慮到,要將現場的可燃物清除干凈,并準備好消防器材。”姚冬齡提醒說,“應急救援時,有的企業使用泡沫對著火 點進行覆蓋滅火,同時用消防水對周邊設備設施噴淋降溫,但是覆蓋在油面的泡沫會被作為冷卻的噴淋水沖散,導致泡沫幾乎起不到滅火作用。”
江蘇理文化工有限公司安環總監劉洪波建議,可以考慮使用蒸汽管網滅火系統,快速進行空氣隔離達到滅火的目的。發生事故后,人員緊急疏散,往往不 能第一時間知道廠區內實際人數,可以在疏散集中區設立顯示屏,門禁系統自動統計并顯示廠區人數。出于安全考慮,進入廠區人員年齡應控制在55歲以下,避免 因反應慢、行動不便、緊急疏散不及時等原因導致人員傷害事件發生。
“有的企業上風側設置可燃氣體檢測儀,設計時按泄漏面積考慮。但曾出現過事故發生時泄漏點上風側可燃氣體檢測儀沒有報警的情況。應當根據不同風向增加一些可燃氣體報警器,以便第一時間發現泄漏源和泄漏物質,采取正確的應急響應措施。”劉洪波表示。
生產安全始于規范設計
氧化塔內的殘液排污非常重要,正常操作時要保持排污視鏡內工作液和水的兩相界面,觀察水相顏色,看是否有大量雜質。但是,氧化塔排污過程中,往往會發生排污視鏡爆裂的事故。
姚冬齡認為,對雙氧水危險性認識不足,設計不規范是發生此類事故的主要原因之一。如果加一個遙控閥門,就能解決排污視鏡爆裂的隱患,像氫化液貯槽設計上考慮爆炸極限,要有足夠的放空空間,要選用耐腐蝕、耐寒的墊片。
巴陵石化化肥事業部原副經理儀志宏表示,流程和控制系統設計中,對極端和極限情況下采取的措施,要分析評價新的安全風險,權衡輕重和利弊后決定措施的取舍,盡量簡潔高效,不畫蛇添足。
“測量工作液和雙氧水介質的儀表盡量不要用導管,萬不得已時導管要盡量短,保溫時和工藝主管線包在一起,不建議用伴熱;有雙氧水存在的介質,導管不但要盡量短而且要垂直向下,這樣有助于導管內分解產生的氣泡隨時逸出到主管道。”儀志宏說。
四川樂山市福禧雙氧水有限責任公司副總經理李清保認為,雙氧水裝置屬于高危工藝,為保障裝置運行過程更為安全,應從本質安全方面做一些改進,提高裝置安全等級,對關鍵工藝參數聯鎖,實現自動聯鎖停車,減少人為操作及指揮造成的事故發生。
劉洪波進一步表示,應提升現有DCS控制水平,在DCS控制室和裝置現場分別設置一鍵停車按鈕,以便緊急情況下實現自動切斷和聯鎖停車功能;將 消防泡沫罐操作閥門改成自動閥,緊急狀況下可快速自動切換投入使用,清污分流閥門設置為自動切斷閥,緊急情況可遠程自動切換,將事故廢水切換至事故應急池 處理;對一些重要關鍵設備增加保護氣氮氣的自動充入,置換可燃氣體,防止可燃氣體達到爆炸極限。
專家還建議,應提升易燃易爆工藝裝置重要設備的隔離防火,完善設備、管道絕熱措施,對易燃易爆裝置的重要設備裙座、設備本體、相連的儀表根閥、壓力表隔膜部位等做防火隔熱處理和保護,避免次生事故發生。
“設計水平的高低、安裝質量的好壞,取決于業主項目管理團隊的水平。項目管理團隊的總牽頭人必須精通工藝,有生產管理和施工管理經驗;項目管理 團隊要從項目前期階段就開始介入,項目管理人員轉崗過渡到生產管理崗位是一個很好的模式,即誰建誰用。”儀志宏建議,“一個項目管理團隊組建后,不要輕易 換人,尤其是各專業組的負責人。”
機理研究提供理論支撐
專家表示,事故發生機理研究是提高工藝安全、設備安全、制定人安全行為規范等的前提,而雙氧水生產中尚難控制氧化尾氣事故、靜電引起的貯槽爆炸事故等,亟須從發生事故的機理上進行研究,為事故防范提供理論和實踐支撐。
據悉,目前開發的雙氧水生產新工藝提高了氫效,可以直接萃取得到高濃度雙氧水,省去提濃單元。但是在萃取過程中,當體系中的雙氧水濃度超過一定 能量可能會發生爆炸。然而,雙氧水與工作液混合體系的爆炸特性研究較少。化學品安全控制國家重點實驗室開展了爆炸危險性的實驗,從工作液中萃取雙氧水。當 雙氧水濃度達到44%左右時開始進入爆炸區間。化學反應放出大量能量,瞬間釋放,就會產生爆炸。
據化學品安全控制國家重點實驗室博士張帆介紹,通過分子模擬實驗得知,雙氧水與選取的工作液三甲苯發生反應,生成羥基自由基、氫過氧自由基等, 然后發生進一步的鏈式反應,釋放出的能量超過3.86千焦/克 時會發生爆炸。通過對爆炸反應后的氣液相產物分析得知,爆炸是因為發生了雙氧水的分解以及雙氧水氧化三甲苯的氧化還原反應。
“雙氧水與工作液爆炸機理,是基于實驗室的實驗研究,但是不同的生產企業有不同的工作液、不同的生產環境,雙氧水與工作液爆炸區間還是有區別的,爆炸區間的范圍與有機物的種類和操作條件有關。”張帆說。
據了解,化學品安全控制國家重點實驗室對雙氧水的熱穩定性進行研究分析發現,雙氧水隨著反應溫度的逐步升高,分解率略微增大,說明溫度對其熱穩 定性的影響較小。在60℃、酸性條件下,pH小于5時,30%的雙氧水分解速率比較慢;pH值達到9時,最易導致雙氧水分解,危險性最大。
常州新東化工發展有限公司總經理助理錢素躍表示:“雙氧水濃度達到50%,與工作液接觸,有發生爆炸的危險,以前不知道,今后還要對這個爆炸機理再學習一下。萃取前的儲槽里容易形成高濃度的雙氧水,達到一定的能量容易爆炸,要想辦法控制濃度和堿度。”