石軍(濟寧市化工設(shè)計院,山東 濟寧 272007)
化學(xué)制藥生產(chǎn)過程中的火災(zāi)爆炸危險性分析
石軍(濟寧市化工設(shè)計院,山東 濟寧 272007)
化學(xué)制藥生產(chǎn)過程中所涉及到的危險物質(zhì)包括各類可燃物質(zhì)、毒性物質(zhì)和腐蝕性物質(zhì)等危險物質(zhì),在裝置運行和物料儲運過程中存在著可燃液體泄漏引發(fā)的火災(zāi)爆炸危險,干燥狀態(tài)下可燃固體粉末引發(fā)的粉塵爆炸等危險。
化學(xué)制藥生產(chǎn),爆炸,危險性分析
眾所周知,發(fā)生火災(zāi)必須具備三個條件:可燃物、助燃物、點火源,防止火災(zāi)就是避免三者的結(jié)合;而爆炸又分物理爆炸和化學(xué)爆炸,物理爆炸主要是由于設(shè)備、容器超壓或設(shè)備、容器、管道等雖正常運行,但由于長期腐蝕使其強度下降而引起的?;瘜W(xué)爆炸則是由化學(xué)反應(yīng)引起或空氣中存在易燃易爆物質(zhì),且達到爆炸極限并存在點火源。一般情況下,若設(shè)備或容器中的物質(zhì)為易燃易爆物質(zhì),發(fā)生物理爆炸的同時也會發(fā)生化學(xué)爆炸。引起化學(xué)制藥生產(chǎn)裝置火災(zāi)、爆炸的原因很多,突出表現(xiàn)在以下幾個方面:
化學(xué)制藥的提取、合成、洗滌、結(jié)晶等生產(chǎn)過程中多使用易燃易爆的物料,這些物料極度易燃,其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物,遇明火、高熱極易燃燒爆炸。與氧化劑能發(fā)生強烈反應(yīng)。一般而言,其蒸氣比空氣重,能在較低處擴散到相當遠的地方,遇火源會著火回燃。若遇高熱,容器內(nèi)壓增大,有開裂和爆炸的危險。因此,在生產(chǎn)過程中,如果出現(xiàn)設(shè)備、容器或管道的破裂,導(dǎo)致易燃液體出現(xiàn)泄漏,如遇明火將會引發(fā)火災(zāi)爆烽事故。
多數(shù)化學(xué)合成的藥品粉末在干燥狀態(tài)下具有一定的可燃性。尤其是在干燥和顆粒過程中,如果空間內(nèi)粉塵濃度過高,與空氣形成粉塵爆炸環(huán)境,有可能引發(fā)空間內(nèi)粉塵爆炸。另外,在物料干燥過程中,如果通入蒸汽過量,會導(dǎo)致加熱溫度過高,再加上設(shè)備內(nèi)混入空氣,干燥物料如遇靜電火花,有可能導(dǎo)致物料著火。
泄漏分為故障泄漏和運行泄漏。
故障泄漏的情況有:儲罐(槽)、容器、管線(包括閥門、法蘭)等設(shè)施,破裂(如儲罐、容器、管線等超壓或被抽成負壓而使其破裂);轉(zhuǎn)動設(shè)備等動密封處泄漏;撞擊(如車輛撞擊、物體倒落、蒸汽管線水擊等)或人為破壞等造成儲罐等容器及管線等破裂而泄漏;由自然災(zāi)害(如雷擊、颶風、暴雨等)造成的破裂泄漏等等。
運行泄漏的情況有:儲罐、槽等容器超裝溢出;物理的驟冷、急熱造成罐(槽)、容器、管線等破裂、泄漏;墊片撕裂造成泄漏;局部過熱,造成蠕變破裂、泄漏等等。
點火源是指引起可燃物燃燒或爆炸的一切激發(fā)能源,點火源可分為明火、火花和雷電等。分述如下:
明火:汽車裝卸運輸時存在機動車輛排煙帶火,吸煙及違章動火等不安全因素,產(chǎn)生的明火或散發(fā)火花。
電氣火花:電氣設(shè)備、設(shè)施設(shè)計選型不當,防爆性能不符合要求,或電氣設(shè)備、設(shè)施未采取可靠的保護措施時,在開關(guān)斷開、接觸不良、短路、漏電時產(chǎn)生電弧、電火花等。
靜電火花:流動、沖擊、震蕩、磨擦產(chǎn)生的靜電,若防靜電設(shè)施的位置、連接方法不正確,或防靜電設(shè)施失效,或防靜電材料不符合要求,或年久失修,造成接地電阻過大,或未定期進行檢測,儲罐、容器、管路及各種金屬設(shè)備、設(shè)施上積聚的靜電荷與周圍物體形成一定的電位差而放電。此外,人體穿化纖衣服而又穿膠鞋之類的絕緣鞋時,由于行走、工作、運動中磨擦或穿脫衣服而產(chǎn)生靜電放電。
雷電:若防雷設(shè)施不齊全或儲罐、槽、建(構(gòu))筑物防雷接地措施不符合要求,在雷雨天氣里可能產(chǎn)生雷電火花。
碰撞磨擦火花:金屬設(shè)備、設(shè)施與物體之間的碰撞磨擦或機械撞擊等產(chǎn)生的火花,以及操作人員在工作中所用不防爆工具與閥門和設(shè)備的碰撞也可能產(chǎn)生火花。
化學(xué)制藥合成過程中,常常伴隨高溫高壓、低溫、腐蝕的工藝條件,也涉及氧化、硝化、磺化等工藝,有些藥物的合成壓力高達幾十兆帕,反應(yīng)溫度達到二三百度高溫,因此,一旦反應(yīng)條件超過工藝允許的范圍,或者操作人員違章作業(yè),出現(xiàn)超溫、超壓、反應(yīng)速度過快、加入量超量、反應(yīng)冷卻介質(zhì)中斷或過小、攪拌停止等異?,F(xiàn)象,將會造成嚴重的生產(chǎn)事故,輕則容器破裂,物料損毀,重則造成人員傷亡,系統(tǒng)停產(chǎn)。
化學(xué)制藥生產(chǎn)過程中各類合成反應(yīng)釜、蒸汽包、蒸汽消毒柜、換熱器等設(shè)備均為壓力容器,若設(shè)計、制作質(zhì)量不合格或未按標準要求定期檢驗,管道、閥門選用不當或質(zhì)量有問題、安全附件不齊全,或者超壓使用等,都會引發(fā)爆炸事故發(fā)生。
配電裝置、電動機以及各種照明設(shè)備等存在電氣火災(zāi)的危險。電氣設(shè)備本身除可構(gòu)成引燃源外,也可能成為爆炸性氣體或火災(zāi)易燃物的危險源。
制藥生產(chǎn)車間的潔凈度要求較高,潔凈區(qū)內(nèi)通排風通過空調(diào)系統(tǒng)完成,空調(diào)機組內(nèi)有過濾網(wǎng)等易燃介質(zhì),若在空調(diào)機組運行過程中,發(fā)生空調(diào)電機火災(zāi),引燃過濾網(wǎng),有可能將高溫煙霧和火種隨風筒送到其他房間內(nèi),造成其他房間的火災(zāi)事故發(fā)生。
另外,生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水常聚有可燃蒸氣,或易燃易爆的污垢物,且遍及路線較長,一處著火,殃及范圍較大。分析化驗時,用到許多化學(xué)試劑,雖然量不大,但品種多。這些試劑若儲存、使用不當,撒落在外,遇明火也會發(fā)生燃燒;出現(xiàn)禁忌物混放現(xiàn)象時,會有發(fā)生劇烈反應(yīng),引發(fā)爆炸的危險。
經(jīng)過上述分析可知,化學(xué)制藥生產(chǎn)過程中存在著來自物料、工藝、設(shè)備、人員、環(huán)境等多方面原因?qū)е碌幕馂?zāi)爆炸風險,企業(yè)應(yīng)結(jié)合上述分析,全面查出相應(yīng)的危險因素,采取有針對性的安全技術(shù)措施和管理措施,才能有效地防止火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生。
[1]楊傳美.試論化工工藝的風險識別與安全評價[J].化學(xué)工程與裝備,2013,(12).