文·圖/黎明化工研究設計院有限責任公司 張懷

如何保障電解氟化工藝安全

文·圖/黎明化工研究設計院有限責任公司 張懷

電解氟化工藝安全問題不容忽視，本文從電解氟化工藝安全生產(chǎn)現(xiàn)狀及面臨的難題、風險防范措施和應用實例，對電解氟化工藝的安全進行了探討。

電解氟化法是生產(chǎn)六氟化硫、三氟化氮、四氟化碳、六氟化鎢等產(chǎn)品的主要工藝，涉及氟氣、氟化氫、氫氣等具有易燃、易爆、腐蝕性、毒性等危險特性的物質(zhì)，安全問題不容忽視。選擇安全工藝，采用安全防護技術，并通過有效的安全管理措施，提升全員安全意識及應急能力，是電解氟化企業(yè)有效防范事故發(fā)生，實現(xiàn)安全生產(chǎn)的主要手段。

安全生產(chǎn)現(xiàn)狀及面臨的難題

生產(chǎn)過程中面臨的危險

電解氟化通常在金屬材質(zhì)制成的中溫電解槽內(nèi)進行，以熔融氟鹽為介質(zhì)，電解陽極得到F2或穩(wěn)定的氟化物，陰極得到H2。根據(jù)所涉及的原料、中間產(chǎn)物的種類及工藝條件，生產(chǎn)過程有以下幾種危險。

1. 火災、爆炸

氫氣屬國家安全監(jiān)管總局公布的重點監(jiān)管的危險化學品，火災危險性為甲類，爆炸極限范圍寬（體積比4%～75%），爆炸下限低，極易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱或明火即發(fā)生爆炸。

氟氣為強氧化劑，是最活潑的非金屬元素，幾乎可與所有的物質(zhì)發(fā)生劇烈反應而燃燒。氟氣火災危險性為乙類，與氫氣混合時會引起爆炸。

2. 中毒、窒息

氟氣屬于劇毒品，電解氟化車間作業(yè)人員有發(fā)生中毒的危險。因氟氣泄漏造成中毒的原因有：電解槽氟氣泄漏；氟化反應器氟氣泄漏；管道、閥門部件密封不好或損壞；有毒氣體泄漏檢測報警探頭失效等。

氟化氫屬于高毒物品，經(jīng)呼吸道吸入或接觸皮膚，可使組織蛋白脫水、溶解，極易引起中毒，接觸氟化氫或氫氟酸煙霧25 mg/m3，即使人感到刺激，400～430 mg/m3可引起急性中毒死亡。

3. 灼傷、腐蝕

氟化氫、氫氟酸均為國家安全監(jiān)管總局公布的重點監(jiān)管的危險化學品，同屬酸性腐蝕品，具有強腐蝕性，滲透性強。當接觸或進入人體時，對呼吸道黏膜及皮膚有強烈刺激作用，劇烈的疼痛和組織壞死是氟化氫灼傷的特點。當作用于設備、儀表、容器、管道、建構筑物的表面，可導致腐蝕、損壞。

4. 其他危險有害因素

除以上幾種主要危險有害因素外，還存在電氣傷害、起重傷害、機械傷害、高處墜落、物體打擊、噪聲與振動、車輛傷害等，也應引起足夠的重視。

電解氟化安全生產(chǎn)面臨的難題

電解制氟過程中涉及的物料具有火災、爆炸、腐蝕和毒性、危險性物質(zhì)，反應采用高電流電解，過程伴隨放熱，工藝過程控制點多，可能發(fā)生的事故種類多。若短時間不能準確辨識，隱患處理不及時，就有可能發(fā)生事故。

氟是元素周期表中最活潑的元素，是最強的氧化劑，除惰性氣體外，它與元素周期表中所有的元素均能起反應。因此，在電解單元不能發(fā)生氟氣泄漏。

密封不嚴、陰陽極串氣等原因易引起電解槽內(nèi)部發(fā)生爆炸，電解槽爆炸極易引起槽內(nèi)電解質(zhì)通過電解質(zhì)加料口、槽蓋法蘭等處噴出，發(fā)生傷人事件。

安全生產(chǎn)現(xiàn)狀

電解氟化行業(yè)的現(xiàn)狀主要有兩個特點：一是生產(chǎn)過程涉及強腐蝕物質(zhì)，儀表選型較為困難，自動化控制程度普遍不高；二是企業(yè)人員流動較大，員工水平參差不齊，安全管理工作難度較大。

電解氟化工藝過程的風險防范措施

針對電解氟化生產(chǎn)過程涉及危險化學品種類多、易揮發(fā), 毒性高、腐蝕性強，還有火災、爆炸等危險因素，需要采取以下風險防范措施。

黎明化工研究設計院有限責任公司制定切實可行的事故應急救援預案和氟化物等中毒的防范措施，并按規(guī)定進行培訓和演練

科學選型，合理布置，確保建筑物安全

電解氟化車間的廠房屋頂應留有排風孔以滿足房間內(nèi)通風換氣的要求，避免易燃易爆氣體在房間內(nèi)積聚，并采用輕質(zhì)不可燃屋頂，以滿足發(fā)生爆炸事故時泄壓面積的要求，保證事故發(fā)生時建筑物的安全。同時廠區(qū)要合理布置，保證生產(chǎn)車間、儲存設施、公輔設施、辦公設施合理分區(qū)，減輕事故的影響。

采用自動控制技術

安裝可燃或有毒氣體檢測報警系統(tǒng)，監(jiān)控生產(chǎn)過程中發(fā)生的泄漏；對主要機泵、設備工藝參數(shù)實時監(jiān)察，設置高低限報警功能模塊。在緊急狀態(tài)下啟動安全程序，以保證設備和人員的安全。

加強設備管理

加強對生產(chǎn)設備的維護和管理，定期更換生產(chǎn)設備和儲存設備，保證生產(chǎn)設備和儲存設備處于良好的狀態(tài)，消除事故隱患，將泄漏事故降至最低。

加強事故應急演練，提升應對突發(fā)事件的能力

小的安全事件如果不能及時處置，就會釀成事故，小事故也會變成大事故。要想抓住黃金三分鐘，對局部泄漏和小事故進行合理、及時的處置，應制定切實可行的事故應急救援預案和氟化物等中毒的防范措施并按規(guī)定進行培訓和演練。

公司在此領域所開展的工作

黎明化工研究設計院有限責任公司近幾年根據(jù)生產(chǎn)需要，對工藝進行持續(xù)優(yōu)化，提升裝置本質(zhì)安全水平，同時通過切實有效的安全管控措施，提高員工的安全意識和應急處置能力，主要有以下內(nèi)容。

采用微負壓系統(tǒng)

生產(chǎn)過程全流程密閉，并采用微負壓系統(tǒng)，保證有毒有害物料處于密閉的設備和管道系統(tǒng)中。

提升自動化水平

電解氟化涉及介質(zhì)有較強的腐蝕性，儀表設備選型困難，自動控制也較難實施。針對這個難題，黎明化工研究設計院有限責任公司通過不斷探索，利用保護氣壓力、流速等變化間接測量電解槽液位等方法逐步提高自動化水平,實現(xiàn)加料系統(tǒng)自動控制,不僅減少操作人員現(xiàn)場操作頻次和勞動強度，同時使系統(tǒng)更平穩(wěn)，為安全生產(chǎn)提供更可靠的保障。

加強設備管理

設備管理方面，采用設備保養(yǎng)承包責任制，各種設備的現(xiàn)場維護分配到人，工藝巡檢分配到崗，同時建立立體交叉的巡檢網(wǎng)絡。整個氟化工藝由班組的工藝管理人員、機修人員、電工、工藝操作工等人員不定時交叉巡檢，及時發(fā)現(xiàn)設備故障并處理，要求小設備維修不隔班，大設備維修不隔天。

實施有效的安全管理工作，提高安全管理水平

通過完善班組規(guī)章制度，讓安全管理過程有章可循、有法可依；建立人性化班組，提高班組的凝聚力、戰(zhàn)斗力；明確安全目標，責任落實到人，形成人人抓安全、大家管安全的氛圍；加強班組成員的業(yè)務技能培訓，針對新職工采用技術人員的現(xiàn)場講解與老職工的傳、幫、帶交叉進行培訓，提高新職工技能；針對老職工，注重理論知識和操作技能的進一步優(yōu)化提高，做到培訓日常化，提高了班組成員的工藝操作技能；加強個人防護用品的穿戴和標準化管理規(guī)范，定期舉行消防應急演練，強化職工的安全意識和應急處置能力，保障電解氟化工藝的安全生產(chǎn)。

構建安全體系 提升安全能力

近年電解氟化行業(yè)在產(chǎn)能規(guī)模、工藝設備技術和人員構成上有一些新的變化。主要特征是自動化程度不斷提高，工藝正趨向流程簡捷、操控方便。在新的形勢下，加強安全管理，構建安全體系尤為重要。

設備全過程管理

完善的設備管理制度和健全的設備巡檢體系是安全生產(chǎn)的基礎。隨著自動化程度提高，工藝安全從對人的依賴過渡到對設備的依賴。為適應這種轉(zhuǎn)變，要求員工樹立“維護保養(yǎng)為主、計劃檢修為輔、技術革新不斷”的宗旨，掌握和了解設備的性能結構、設備保養(yǎng)維護技術，懂得排除故障的方法，實現(xiàn)設備運行管理以“修”為主的傳統(tǒng)型向以“管”為主的科學型理念轉(zhuǎn)變。

以人為本，建立安全管理體系

自動化程度的提高，僅僅是人員具體操作的減少，對員工本身素質(zhì)及其管理的要求不是有所降低而是更高。因此，創(chuàng)新安全管理形式，堅持“以人為本，安全為魂”，加強職工教育培訓，提高職工安全素質(zhì)，在完善班組規(guī)章制度和安全管理制度的基礎上輔助人性的關愛，在此基礎上不斷完善安全責任體系，將安全責任落實到人，以“軟件”方面的提升，帶動“硬件”的進步。

總之，雖然電解氟化過程存在毒性、腐蝕性、爆炸、火災和粉塵等危險因素，但通過實行各項安全預防措施和及時有效的監(jiān)管制度，嚴格工藝紀律，可降低安全風險，有效遏制重大事故的發(fā)生。

編輯 韓 穎