呂祖鵬
(華東冶金地質(zhì)勘查局八一一地質(zhì)隊(duì),安徽 滁州 239000)
苯乙烯為無(wú)色透明油狀液體,不溶于水,分子量104,熔點(diǎn)-30.6 ℃,沸點(diǎn)146 ℃,相對(duì)密度(水=1)0.906(25 ℃),相對(duì)蒸氣密度(空氣=1)3.6,飽和蒸氣壓0.67 kPa(20 ℃),閃點(diǎn)32 ℃,爆炸極限1.1%~6.1%。
苯乙烯易燃,易發(fā)生聚合反應(yīng),有燃燒和爆炸的可能,而且為防止苯乙烯自聚所加入的阻聚劑屬于高毒類化學(xué)品。
2022 年國(guó)家應(yīng)急管理部出臺(tái)了《苯乙烯安全風(fēng)險(xiǎn)隱患排查指南(試行)》,要求企業(yè)對(duì)照指南進(jìn)行自查自改,以下是針對(duì)企業(yè)存在的問題進(jìn)行的分析及提出的安全措施。
(1)溫度控制:維持儲(chǔ)罐內(nèi)溫度低于發(fā)生聚合的臨界溫度,通常是20 ℃以下,保持低溫有助于防止聚合反應(yīng)的發(fā)生。
(2)通風(fēng):提供足夠的通風(fēng),可以防止產(chǎn)生過量的反應(yīng)熱以及聚合產(chǎn)物的積累。
(3)抑制劑添加:加入適當(dāng)?shù)囊种苿?,如聚合抑制?阻聚劑),有助于延緩或阻止聚合反應(yīng)的發(fā)生。
(4)合理監(jiān)控:隨時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)罐內(nèi)的溫度、壓力、化學(xué)組成以及可能的聚合現(xiàn)象,如異常增加的反應(yīng)熱釋放。
(5)避免雜質(zhì):確保儲(chǔ)存的苯乙烯不存在雜質(zhì),因?yàn)檫@些雜質(zhì)可能會(huì)引發(fā)聚合反應(yīng)。
(6)定期檢查:對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行定期檢查,確保儲(chǔ)存條件符合防聚合要求。
(7)緊急計(jì)劃:制定緊急應(yīng)對(duì)計(jì)劃,以防止聚合反應(yīng)引發(fā)事故,并確保人員熟悉應(yīng)對(duì)步驟。
在化工行業(yè)中,苯乙烯作為重要的原材料和中間體,廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、紡織等領(lǐng)域。然而,苯乙烯作為易燃、有毒的化學(xué)品,一旦泄漏可能引發(fā)嚴(yán)重的安全隱患,而在泄漏管理和危害認(rèn)識(shí)方面的不足,可能導(dǎo)致無(wú)法挽回的后果,苯乙烯泄漏可能導(dǎo)致的后果有:
(1)火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn):苯乙烯易燃,一旦泄漏并遇到火源,可能引發(fā)火災(zāi)甚至爆炸,造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
(2)有害氣體釋放:苯乙烯泄漏時(shí)會(huì)釋放有害氣體,有毒的苯乙烯蒸汽會(huì)對(duì)人體呼吸系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生危害甚至致命。
(3)環(huán)境污染:泄漏的苯乙烯可能滲入土壤和水體,污染環(huán)境,危害生態(tài)平衡和人類健康。
近年來(lái),苯乙烯爆炸事故頻發(fā),這反映出企業(yè)管理上存在一定問題:
(1)培訓(xùn)不足:?jiǎn)T工缺乏系統(tǒng)的培訓(xùn),導(dǎo)致作業(yè)人員不了解正確的應(yīng)急處理方法,無(wú)法有效控制泄漏及火災(zāi)爆炸事故。
(2)安全意識(shí)淡?。洪L(zhǎng)期沒有發(fā)生生產(chǎn)安全事故,可能使得從業(yè)人員對(duì)安全問題產(chǎn)生麻痹,減少了對(duì)苯乙烯等危險(xiǎn)化學(xué)品的警惕性。
(3)設(shè)備維護(hù)不到位:若儲(chǔ)存設(shè)備和防護(hù)設(shè)施得不到及時(shí)維護(hù),可能導(dǎo)致泄漏和事故的風(fēng)險(xiǎn)增加。
(4)監(jiān)測(cè)不足:若缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),企業(yè)可能無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)苯乙烯泄漏或異常情況,另外若缺乏外部監(jiān)管和檢查,可能使企業(yè)忽視苯乙烯管理的合規(guī)性。
(5)應(yīng)急準(zhǔn)備不足:缺乏完備的應(yīng)急預(yù)案和演練,一旦泄漏事故發(fā)生,無(wú)法迅速有效地應(yīng)對(duì)。
(6) 管理制度不健全:缺乏明確的儲(chǔ)存、操作和處理等管理制度和操作規(guī)程,可能導(dǎo)致不規(guī)范的操作行為。
(7)人員配置不當(dāng):缺乏專業(yè)從業(yè)人員和安全管理人員,可能會(huì)影響對(duì)苯乙烯的管理。
(8)安全設(shè)施不足:缺少適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)設(shè)施和泄漏應(yīng)急控制裝備,可能導(dǎo)致嚴(yán)重的事故后果。
(9)溝通不暢:各部門之間缺乏有效溝通和信息共享,可能導(dǎo)致對(duì)管理問題的忽視。
苯乙烯是一種危險(xiǎn)品,泄漏管理和危害認(rèn)識(shí)的不足可能會(huì)引發(fā)嚴(yán)重事故,企業(yè)必須通過加強(qiáng)培訓(xùn)、監(jiān)測(cè)和應(yīng)急計(jì)劃,提高從業(yè)人員的危害認(rèn)識(shí),有效地減少泄漏事故的發(fā)生,保障人員和環(huán)境安全。
(1)部分企業(yè)自動(dòng)化控制水平低,如儲(chǔ)罐進(jìn)出口未設(shè)緊急切斷,儲(chǔ)罐的溫度、壓力、液位未進(jìn)入DCS自控系統(tǒng),未設(shè)報(bào)警、聯(lián)鎖等。
(2)部分企業(yè)苯乙烯儲(chǔ)罐的安全防護(hù)措施缺失,如儲(chǔ)罐進(jìn)出口未設(shè)置緊急切斷閥,多個(gè)苯乙烯儲(chǔ)罐底部進(jìn)料口共用1 個(gè)緊急切斷閥,切斷閥為非故障安全型等問題。
部分企業(yè)在設(shè)計(jì)方面存在不同程度的不足,有些企業(yè)設(shè)計(jì)資質(zhì)不符合要求,且在設(shè)計(jì)管理上存在問題,主要體現(xiàn)在以下這些方面:
(1)不合適的材料選擇:選擇了不適合苯乙烯儲(chǔ)存或處理的材料,可能導(dǎo)致腐蝕、泄漏或化學(xué)反應(yīng),危害人員安全和環(huán)境安全。
(2)不足的安全考慮:若在設(shè)計(jì)中未考慮到苯乙烯的特性,可能導(dǎo)致安全設(shè)施和防護(hù)裝備的不足,增加泄漏或事故的風(fēng)險(xiǎn)。
(3)設(shè)計(jì)參數(shù)錯(cuò)誤:錯(cuò)誤的參數(shù)設(shè)計(jì),如:溫度、壓力等,可能導(dǎo)致苯乙烯的聚合反應(yīng),引發(fā)火災(zāi)或爆炸。
(4)通風(fēng)不足:不合理的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)可能導(dǎo)致苯乙烯蒸汽積聚,增加爆炸風(fēng)險(xiǎn)。
(5)泄漏控制不足:缺乏泄漏控制裝置或系統(tǒng),一旦泄漏發(fā)生,可能難以迅速采取措施。
(6)設(shè)計(jì)不合理:設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致設(shè)備布局和結(jié)構(gòu)不符合要求,可能導(dǎo)致操作和維護(hù)困難,影響生產(chǎn)效率和安全。
(7)應(yīng)急預(yù)案缺失:在設(shè)計(jì)中未考慮應(yīng)急預(yù)案,一旦事故發(fā)生,無(wú)法迅速有效地應(yīng)對(duì)。
(8)監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)不足:缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng),可能使人們難以及時(shí)察覺潛在問題。
首先,針對(duì)排查發(fā)現(xiàn)的安全隱患,要立即進(jìn)行整改,要嚴(yán)格按照定人員、定時(shí)間、定責(zé)任、定標(biāo)準(zhǔn)、定措施的“五定”原則,安全有效地進(jìn)行整改。另外要從工程控制、安全管理、個(gè)體防護(hù)、應(yīng)急處置及培訓(xùn)教育等方面采取有效管控措施,以免重大安全事故發(fā)生。同時(shí)也要為從業(yè)人員提供系統(tǒng)的苯乙烯泄漏管理和應(yīng)急處理培訓(xùn),使他們了解危害,知曉正確應(yīng)對(duì)方法。總之要嚴(yán)格遵守化學(xué)品安全管理法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),保障安全生產(chǎn)。
其次,企業(yè)主要負(fù)責(zé)人要履職盡責(zé),督促定期進(jìn)行安全隱患排查治理;要盯緊抓牢重大安全隱患整改,嚴(yán)格落實(shí)有效的安全防范措施;要建立健全的相關(guān)考核激勵(lì)機(jī)制,充分調(diào)動(dòng)全員積極參與到隱患排查治理中。
最后,企業(yè)應(yīng)當(dāng)采用現(xiàn)代信息技術(shù)手段如實(shí)記錄安全風(fēng)險(xiǎn)隱患排查的治理情況,盡快形成問題隱患和整改措施清單,實(shí)現(xiàn)隨時(shí)查詢、實(shí)時(shí)跟蹤和到期提醒;另外企業(yè)安全管理部門要督促安全風(fēng)險(xiǎn)隱患整改措施落實(shí),確保整改閉環(huán)[1]。
企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)苯乙烯安全風(fēng)險(xiǎn)隱患排查整治發(fā)現(xiàn)的問題,完善針對(duì)性防控措施,健全安全風(fēng)險(xiǎn)隱患排查治理長(zhǎng)效機(jī)制,不斷提升苯乙烯安全風(fēng)險(xiǎn)防控水平。
由于苯乙烯腐蝕性強(qiáng)、易氧化,在儲(chǔ)存過程中可能會(huì)產(chǎn)生聚合物,引起色度改變、產(chǎn)生雜質(zhì)等質(zhì)量及安全問題。對(duì)此,應(yīng)采取以下措施。
3.1.1 控制儲(chǔ)存溫度
苯乙烯的自聚速度隨溫度升高而不斷加快,從而增加阻聚劑消耗,使得儲(chǔ)存時(shí)間縮短。對(duì)此,應(yīng)將苯乙烯儲(chǔ)存溫度控制在5~20 ℃區(qū)間內(nèi),罐體做保冷措施,設(shè)置冷凍水裝置,安裝溫度檢測(cè)和遠(yuǎn)傳,確保儲(chǔ)罐溫度低于20 ℃。
3.1.2 合理的儲(chǔ)罐選型
苯乙烯發(fā)生聚合反應(yīng)時(shí),易出現(xiàn)儲(chǔ)罐呼吸閥管口堵塞等現(xiàn)象,對(duì)此應(yīng)采用固定頂罐。在設(shè)計(jì)時(shí),也應(yīng)采取有效措施及時(shí)防止苯乙烯聚合時(shí)掛壁。
3.1.3 減少鐵離子的影響
鐵銹在一定程度上會(huì)對(duì)苯乙烯聚合物生成量產(chǎn)生影響,在有氧條件下,苯乙烯會(huì)在Fe2+的催化作用下產(chǎn)生過氧化物,隨著溫度逐漸增高,產(chǎn)生的過氧化物會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)苯乙烯聚合。
3.1.4 加入適量TBC(叔丁基鄰苯二酚)
為了避免發(fā)生過熱、過壓等危險(xiǎn)情況,在苯乙烯儲(chǔ)罐中加入阻聚劑可以抑制或延緩分子間的聚合反應(yīng),確保儲(chǔ)存過程的安全性和穩(wěn)定性。
TBC(叔丁基鄰苯二酚) 是一種聚合反應(yīng)的抑制劑,有助于減緩聚合反應(yīng)速率。其中阻聚劑的用量會(huì)受到多種因素的影響,包括儲(chǔ)罐的尺寸、儲(chǔ)存溫度、預(yù)期的儲(chǔ)存時(shí)間以及化學(xué)條件等,通常情況下,對(duì)于儲(chǔ)罐中苯乙烯的總體積來(lái)計(jì)算,阻聚劑的用量可以在0.1%到1%的范圍內(nèi)。應(yīng)當(dāng)注意的是,TBC 在含有一定量的溶解氧時(shí)才具有阻聚作用,若含氧量不足,此時(shí)阻聚能力下降,但當(dāng)溶解氧含量低于15 mg/kg 時(shí),TBC 將失去阻聚能力,因此苯乙烯中必須要保持足夠多的氧氣,對(duì)此可設(shè)置貧氧系統(tǒng)加以應(yīng)對(duì)。
3.1.5 設(shè)置安全設(shè)施
苯乙烯儲(chǔ)罐的控制采用DCS 控制系統(tǒng),設(shè)報(bào)警、聯(lián)鎖的安全設(shè)施。其中為了防止儲(chǔ)罐出現(xiàn)超壓的情況,可在氮?dú)夤艿郎显O(shè)置減壓閥,儲(chǔ)罐頂部設(shè)置壓力變送器,可現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置壓力指示,然后壓力變送器把信號(hào)送到控制室的自控系統(tǒng)中,當(dāng)儲(chǔ)罐壓力達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)(如4 kPa),將會(huì)打開罐頂閥門,將超壓氣體排至廢氣處理單元。但當(dāng)儲(chǔ)罐瞬間超壓時(shí),由罐頂緊急泄放人孔排出。此外設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)溫度表和溫度遠(yuǎn)傳,其信號(hào)將送至控制室自控系統(tǒng),及時(shí)檢測(cè)罐內(nèi)液體溫度,再通過自控系統(tǒng)調(diào)節(jié)冷凍水裝置的溫度、流量而控制苯乙烯儲(chǔ)存溫度[2]。
苯乙烯儲(chǔ)罐按規(guī)范設(shè)置呼吸閥、爆破片、阻火器、泡沫發(fā)生器、溫度計(jì)、液位計(jì)等安全附件,并建立安全附件臺(tái)賬。
苯乙烯反應(yīng)活性高,具有易燃、易爆、有腐蝕性等特點(diǎn),且苯乙烯還具有自聚性質(zhì),企業(yè)應(yīng)有針對(duì)性地對(duì)苯乙烯特性開展安全風(fēng)險(xiǎn)隱患排查工作。
3.2.1 苯乙烯基礎(chǔ)安全管理
第一,涉及苯乙烯的建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)由具備相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì);第二,要定期開展HAZOP 分析,辨識(shí)評(píng)估安全風(fēng)險(xiǎn);第三,要配備專業(yè)的管理人員及特種作業(yè)人員,另外從業(yè)人員應(yīng)具備應(yīng)急知識(shí);第四,要按要求加強(qiáng)特殊作業(yè)管理,嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)票證審批程序,作業(yè)票填寫也應(yīng)規(guī)范化。
3.2.2 苯乙烯儲(chǔ)存安全管理
第一,苯乙烯儲(chǔ)藏采用自控系統(tǒng),其儲(chǔ)罐采用氮封系統(tǒng),并設(shè)置保冷、冷凍水設(shè)施及尾氣回收系統(tǒng);第二,要定期檢查罐頂部呼吸閥、阻火器、儲(chǔ)罐現(xiàn)場(chǎng)壓力表、現(xiàn)場(chǎng)液位計(jì)手閥和罐頂其他備用口是否通暢;第三,儲(chǔ)罐現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配有溫度表和壓力表,使溫度、壓力情況及時(shí)傳送至控制室DCS 系統(tǒng)中;第四,應(yīng)使用循環(huán)密閉采樣系統(tǒng)、屏蔽泵或磁力泵等無(wú)泄漏泵、可燃?xì)怏w泄漏檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)等,并在乙烯管線的排放口、采樣口等部位,加裝盲板、絲堵、管帽、雙閥等設(shè)施,從而減少泄漏的可能性。
警鐘長(zhǎng)鳴,一廠出事故萬(wàn)廠得警示。企業(yè)要加強(qiáng)苯乙烯關(guān)鍵環(huán)節(jié)自聚風(fēng)險(xiǎn)管控,加強(qiáng)苯乙烯罐區(qū)的日常管理,防范重大風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生;此外要嚴(yán)格控制苯乙烯儲(chǔ)存和使用環(huán)節(jié)的溫度以及阻聚劑含量,并確保各項(xiàng)安全設(shè)備設(shè)施正常運(yùn)行;最后要結(jié)合企業(yè)實(shí)際,制定苯乙烯關(guān)鍵環(huán)節(jié)自聚應(yīng)急處置措施,定期組織員工演練,提高職工對(duì)苯乙烯自聚及泄漏時(shí)的應(yīng)急處置能力。