汪小林（江蘇豪森藥業(yè)集團(tuán)有限公司， 江蘇 連云港 222000 ）

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易燃易爆化學(xué)品的靜電產(chǎn)生、危害及防范

汪小林（江蘇豪森藥業(yè)集團(tuán)有限公司， 江蘇 連云港 222000 ）

摘要：本文對(duì)易燃易爆化學(xué)品的靜電產(chǎn)生原因及其事故、靜電產(chǎn)生的危害進(jìn)行了分析，對(duì)靜電防范措施包括設(shè)計(jì)、工藝措施，靜電泄漏和中和，靜電屏蔽進(jìn)行了介紹，以期為同行業(yè)提供參考。

關(guān)鍵詞：靜電；產(chǎn)生原因；靜電危害；防范措施；防范原則

在工業(yè)生產(chǎn)中，易燃易爆化學(xué)品在儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)運(yùn)、輸送及生產(chǎn)過程中極易產(chǎn)生靜電，形成安全隱患。當(dāng)靜電積累到一定程度，釋放產(chǎn)生電火花時(shí)，遇到易燃易爆化學(xué)品與空氣混合產(chǎn)生的可燃性物質(zhì)，就會(huì)產(chǎn)生火災(zāi)、爆炸，造成安全事故。在每年發(fā)生的安全生產(chǎn)事故中這類事件屢見不鮮，因此需要我們對(duì)各種工況下靜電產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，從而采取相應(yīng)的消除、減少、隔離及泄放等安全措施進(jìn)行防范。

1 易燃易爆化學(xué)品的靜電產(chǎn)生原因

靜電指的是一種處于靜止?fàn)顟B(tài)的電荷，此時(shí)電荷不流動(dòng)，不產(chǎn)生電流。靜電產(chǎn)生的機(jī)理：一切物質(zhì)都是原子組成的，原子是位于原子核的質(zhì)子、中子和外層的電子組成的，質(zhì)子帶正電荷，中子為中性，電子帶負(fù)電荷，構(gòu)成一個(gè)電荷平衡的穩(wěn)定體。當(dāng)物質(zhì)原子受到外力作用時(shí)，外層的電子脫離原軌道，轉(zhuǎn)移到另一物體的原子上，從而使原來的物體因失去電子帶正電荷，接受外來電子的物體就會(huì)帶負(fù)電荷，兩物體之間因分離或不導(dǎo)通，形成靜電。有人曾做過測(cè)試：用玻璃棒在化纖布料上摩擦十幾下，馬上用儀器測(cè)量，結(jié)果表明，最高靜電電壓可達(dá)上萬伏。在一些有機(jī)化學(xué)品的管道輸送過程中產(chǎn)生的靜電可達(dá)幾千到幾萬伏。產(chǎn)生靜電的原因很多，除了物質(zhì)的接觸與分離（如摩擦）外，還有如靜電感應(yīng)、介質(zhì)極化和帶電微粒的附著等。下面就有關(guān)資料記載的兩起靜電引發(fā)的安全事故進(jìn)行分析。

（1）易燃易爆化學(xué)品輸送過程中靜電引發(fā)的事故2009 年10月，某丙烯酸制造有限公司成品罐區(qū)發(fā)生的爆炸火災(zāi)事故。該公司成品罐區(qū)一座3000立方儲(chǔ)罐，當(dāng)時(shí)儲(chǔ)存有一百五十多噸丙烯酸乙酯，突然發(fā)生爆炸，罐頂被炸開掀翻落地，引發(fā)大火，并導(dǎo)致同一圍堤內(nèi)另兩座3000立方儲(chǔ)罐相繼發(fā)生了爆炸，造成了重大經(jīng)濟(jì)損失。事后經(jīng)過分析認(rèn)定，造成這起爆炸事故的直接原因?yàn)椋涸谟帽孟蚬迏^(qū)輸送丙烯酸乙酯過程中產(chǎn)生并積聚靜電，但沒有得到及時(shí)、安全泄放，放電引爆罐內(nèi)混合性氣體，并形成火災(zāi)。

（2）易燃易爆化學(xué)品生產(chǎn)過程中靜電引起的事故 某化學(xué)試劑廠生產(chǎn)中使用甲苯為原料，先將甲苯灌裝在金屬桶內(nèi)，再將金屬桶運(yùn)至反應(yīng)釜旁邊，用壓縮空氣將甲苯從桶內(nèi)壓向反應(yīng)釜內(nèi)，作業(yè)過程中突然發(fā)生強(qiáng)烈爆炸及燃燒，造成人員傷亡的較大安全事故。經(jīng)聯(lián)合調(diào)查分析，確認(rèn)是靜電火花引起的爆炸。經(jīng)計(jì)算，塑料軟管內(nèi)甲苯的流速超過靜電安全流速的3倍，積累的靜電又無法通過接地消除。甲苯帶著高密度靜電注入反應(yīng)釜，在出口處噴射（與可燃性混合氣體急劇摩擦）產(chǎn)生的的靜電火花引爆了甲苯蒸氣。

2 靜電產(chǎn)生的危害

在易燃易爆化學(xué)品工業(yè)生產(chǎn)過程中，在各種復(fù)雜的操作環(huán)境里，不可避免產(chǎn)生靜電，帶來不良影響，并且導(dǎo)致人的傷害、設(shè)備損壞、生產(chǎn)效率下降、產(chǎn)品不合格率增加或財(cái)產(chǎn)損失的后果。具體情形如下。

（1）靜電故障 在生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，產(chǎn)生靜電并導(dǎo)致工藝過程、材料、設(shè)備、產(chǎn)品等發(fā)生故障、損害，如控制流速會(huì)降低生產(chǎn)效率、物料表面靜電吸附雜質(zhì)、設(shè)備故障、產(chǎn)品質(zhì)量下降等。

（2）靜電災(zāi)害 由于靜電放電引起的火災(zāi)、爆炸造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的嚴(yán)重后果。

（3）靜電電擊以及由此造成的二次事故 由人體同其他物體之間發(fā)生的靜電放電，其所產(chǎn)生的瞬間沖擊電流通過人體引起的病理生理傷害?？赡馨l(fā)生的二次事故是指因靜電電擊使人體失去平衡，導(dǎo)致人員從高空墜落或觸及其他障礙物而引起的傷害；已造成的火災(zāi)、爆炸事故進(jìn)一步擴(kuò)大或引發(fā)次生災(zāi)害。

3 靜電安全防范措施

為了防止和減少靜電危害，保障企業(yè)安全生產(chǎn)，在易燃易爆化學(xué)品的生產(chǎn)、使用的過程中，需要采取預(yù)防為主、防范結(jié)合的技術(shù)措施，達(dá)到經(jīng)濟(jì)適用、安全可靠的效果。安全技術(shù)防范措施主要包括以下幾個(gè)方面。

3.1 從設(shè)計(jì)、工藝過程控制上采取措施消除、減少、隔離和泄放靜電

（1）減少靜電產(chǎn)生量 ①根據(jù)靜電起電的規(guī)律，對(duì)相互接觸摩擦的物料，盡量選用帶電序列位置鄰近的物質(zhì)，或?qū)Ξa(chǎn)生正負(fù)電荷的物料加以適當(dāng)組合，以達(dá)到靜電量產(chǎn)生最小的目的。②易燃易爆化學(xué)品一般在高速流過泵、過濾器、閥門、喉管、彎管及反應(yīng)釜等處時(shí)，靜電量會(huì)急劇增加。在設(shè)計(jì)方面，與物料接觸的流道盡量減少攪拌、碰撞的摩擦，表面光滑，流向盡量順直，避免急劇拐彎。設(shè)置安全流速，減少靜電產(chǎn)生，并使靜電及時(shí)泄放。如在汽柴油的灌裝、儲(chǔ)罐過程中，根據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在裝油口浸沒在液面下一定高度前，初裝速度應(yīng)控制在1m/s以內(nèi)，正式灌裝速度根據(jù)油品的電導(dǎo)率及管徑大小設(shè)置最高流速，任何情況下流速都不應(yīng)超過7m/s。

（2）遵守易燃易爆化學(xué)品運(yùn)輸、輸送、生產(chǎn)及儲(chǔ)存過程中對(duì)物料接觸的管道、設(shè)備、容器及裝置材料的導(dǎo)靜電性能要求規(guī)定 ①如對(duì)通過電流無限制，通過的電流不會(huì)對(duì)其它元器件造成影響，可選擇金屬足導(dǎo)體，體積電阻率小于10Ω?m，導(dǎo)電性能優(yōu)異；②非金屬的靜電導(dǎo)體材料，體積電阻率為10～1×105Ω.m。因生產(chǎn)工藝需要選擇非金屬材料，但需要在絕緣材料中摻入金屬等導(dǎo)電材料形成復(fù)合材料，如導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電纖維等。③靜電亞導(dǎo)體材料，體積電阻率為1×105～108Ω?m，介于靜電導(dǎo)體與絕緣體之間。靜電亞導(dǎo)體又稱為靜電耗散材料，在其表面的靜電可以較快地?cái)U(kuò)散和泄漏。因它有較高的電阻率，電流十分微弱，處于μA級(jí)，不會(huì)產(chǎn)生電擊現(xiàn)象。主要用在半導(dǎo)體行業(yè)或極度危險(xiǎn)的區(qū)域如防靜電服、防靜電地板等。

（3）加入抗靜電劑。由于化學(xué)高分子聚合物的電阻率非常高，易積蓄靜電產(chǎn)生危害，在其生產(chǎn)加工中加入表面活性抗靜電劑，在化學(xué)聚合物表面形成均一的親水物質(zhì)層，吸收空氣中的水分形成導(dǎo)電通道，離子型表面活性劑自身還具有導(dǎo)電作用，可以使靜電及時(shí)泄放，產(chǎn)生較好的抗靜電效果。表面活性抗靜電劑可分為陽(yáng)離子型的、陰離子型的和非離子型的三種。一般來說，環(huán)境濕度越高，表面活性抗靜電劑的吸水性就越強(qiáng)，抗靜電性能就越顯著。

3.2 靜電的泄漏和中和

（1）靜電接地是防止靜電危害的主要措施之一 靜電接地系統(tǒng)是指帶電體上的電荷向大地泄漏、消散的外界導(dǎo)出通道。靜電接地中容易忽視而又特別需要注意的事項(xiàng)：①靜電接地對(duì)靜電導(dǎo)體（特別是金屬）上的靜電荷能起到很好的導(dǎo)流作用，而對(duì)于一部分靜電非導(dǎo)體上的自由電荷，則需經(jīng)過一定的靜置時(shí)間才能導(dǎo)入大地。②防止人體靜電危害：在火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)區(qū)域，操作人員應(yīng)徒手或徒手戴防靜電手套觸摸接地金屬體后方可進(jìn)入工作場(chǎng)所；不得穿戴合成纖維及絲綢衣物；不得穿脫衣服、帽子等。③靜電接地連接點(diǎn)位置宜避開火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所。

（2）在靜電容易積聚的部位設(shè)置一定長(zhǎng)度的管段或緩和器，以使液體中的靜電荷得到充分地泄漏 如在精細(xì)過濾器的出口，液體先通過緩和器后再灌裝。對(duì)于高帶電的物料，在接近排放口前的適當(dāng)位置裝設(shè)靜電緩和器。

（3）增加空氣濕度。對(duì)于干燥環(huán)境，為了加快靜電泄漏，增加空氣濕度，以提高導(dǎo)電性，如向地面上灑水，裝設(shè)空氣加濕器。

（4）靜電的中和。在某些場(chǎng)合中，對(duì)于高絕緣易產(chǎn)生靜電的化學(xué)品，積累的靜電不易或不允許泄放時(shí)，將正負(fù)離子與靜電源上的正負(fù)電荷中和，從而消除靜電。在實(shí)際應(yīng)用中，有離子靜電消除器和感應(yīng)式靜電刷。離子靜電消除器原理是由高壓電源產(chǎn)生器和放電極通過尖端高壓電暈放電把空氣電離為大量正負(fù)離子，然后用風(fēng)把大量正負(fù)離子吹到物體表面以中和靜電，或者直接把靜電消除器靠近物體的表面直接中和靜電。目前工業(yè)應(yīng)用中，主要產(chǎn)品有離子風(fēng)機(jī)、離子風(fēng)槍及離子風(fēng)鼓等。

3.3 靜電屏蔽

靜電屏蔽分為整體屏蔽和分隔屏蔽。整體屏蔽是指以屏蔽導(dǎo)體殼罩住帶電物體的整體，帶電體產(chǎn)生的靜電場(chǎng)，被屏蔽導(dǎo)體封入內(nèi)部，對(duì)外界不產(chǎn)生靜電作用。分隔屏蔽是使帶電物體一部分以屏蔽導(dǎo)體從空間或表面進(jìn)行包覆，用屏蔽導(dǎo)體間隔帶電物體，增加了帶電物體靜電電容，降低了靜電電位，降低了對(duì)外界的靜電作用。靜電屏蔽體效果與接地有很大關(guān)系，只有將屏蔽體接地，才能保證屏蔽體上感應(yīng)的靜電荷泄漏，使屏蔽體內(nèi)的帶電物體不受外界電場(chǎng)干擾。靜電屏蔽廣泛用于儀器儀表電路的防靜電干擾，同時(shí)也用于防止靜電源對(duì)外界的干擾。

4 結(jié)語

易燃易爆化學(xué)品的靜電產(chǎn)生在工業(yè)生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)過程中不可避免，靜電危害及其隱患直接關(guān)系到安全生產(chǎn)。我們只有深入了解靜電產(chǎn)生的原因、積聚過程及放電危險(xiǎn)性的各個(gè)環(huán)節(jié)，方能采取行之有效的安全防范措施。處理易燃易爆化學(xué)品的靜電問題總的原則為“做到預(yù)防為主，防范結(jié)合，消除隱患，健全制度，規(guī)范操作”，實(shí)際運(yùn)用做到措施到位，操作得當(dāng)，為安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)：

［1］石油化工靜電接地設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.中國(guó)石化集團(tuán)北京石油化工工程公司.