無水氫氟酸生產過程的危險有害因素分析

曹　穎　林　菁

無水氫氟酸是一種具有極強腐蝕性的酸。它的物理特性是液態溫度范圍寬，電導率高，極性大，沸點、凝固點、粘度及表面張力低，化學特性是碳氟鏈牢固且具有活潑的化學活性，幾乎能與所有各種有機的或無機的化合物結合。氟化工作為我國目前新興的精細化工行業，無水氫氟酸可廣泛應用于工業、民用及國防軍工工業。如廣泛應用的氟塑料，氟橡膠、氟制冷劑、含氟涂料、含氟表面活性劑以及含氟醫藥制品等。

一、生產工藝過程

目前，世界上無水氫氟酸的工業化生產主要是走螢石路線，即以螢石粉(CaF2)和硫酸(H2S04)反應制得。

國內大多生產廠家均采取以螢石粉(CaF2)、硫酸(H2S04)、發煙硫酸為原料，在回轉爐中加熱反應生成粗氟化氫氣體，經洗滌、冷卻、冷凝、精餾、脫氣得到無水氫氟酸產品，副產品為氟硅酸和含氟石膏。

其生產過程的主要化學反應式：

CaF₂+H₂S0₄→CaS04+HF↑

二、主要危險、危害因素分析

無水氫氟酸生產過程存在的危險、危害因素主要有：

1、中毒

生產過程中無水氫氟酸會以氣體形式存在于作業環境的空氣中，它有較高的毒性；生產副產品和原料氟硅酸、硫酸和發煙硫酸會以酸霧形式存在于作業環境的空氣中，回轉爐加熱用的煤氣等都會對操作人員的身體健康造成危害。當這些有毒物質在工作場所空氣中的濃度超過容許濃度時，危害更為嚴重。還存在發生氟化氫氣體急性中毒的危險性。

特別是無水氫氟酸儲罐和管道，一旦發生破裂會造成氟化氫外逸，導致現場人員中毒事故的發生，并對周圍環境造成破壞。導致這一事故發生的原因主要有：設備材料選擇不當、機械設備密封不嚴；監控系統失控；操作失誤；維修不及時等導致設備及管道腐蝕。

氟化氫為GBl8218—2000《重大危險源辯識》中所列的有毒物質，生產場所的臨界量為2t，貯存區臨界量為5t。若生產、貯存的氟化氫數量超過規定的臨界量，將構成有毒物質重大危險源。

2、灼傷

生產過程接觸到的無水氫氟酸(1052)、氫氟酸(1790)、硫酸(1830)和發煙硫酸(1831)等屬強酸性腐蝕性物品，如果發生泄漏，并處置不當，可能對操作人員造成化學性灼傷，對生產設備和建構筑物造成腐蝕并嚴重危害環境。尤其是氫氟酸對人的眼睛、口腔、齒齦發生腐蝕、炎癥及潰瘍，引起牙齒損害。

生產中使用到熱風爐、回轉爐、高溫循環風機、煤氣發生爐及高溫管道等設施，如果爐壁、管道或設備保溫做得不好，或者發生高溫氣體或蒸汽泄漏時，可能會造成人員高溫灼傷或燙傷事故。同時會連帶發生中毒事故。

3、觸電

因作業環境中存在著無水氫氟酸、氫氟酸、硫酸、發煙硫酸等強酸性腐蝕性物質，極易腐蝕電氣線路的管線和電氣設備。露天電氣設備、架空線路經長期的風吹日曬和酸性氣體侵蝕，導致絕緣失效。

在電氣設備的操作和日常管理及檢查過程中，如缺乏必要的安全措施或違章操作，就容易受到電的灼傷、電擊等而引發觸電事故，嚴重時會使人觸電身亡。

4、機械傷害

生產過程使用的各種機械設備若質量及安裝缺陷、無防護裝置或安全防護距離不足、防護裝置不符合要求或誤操作時，存在發生機械傷害的危險。

5、生產性粉塵危害

無水氫氟酸生產過程的螢石粉投料、回轉爐排渣裝車等崗位都存在比較嚴重的揚塵現象，對操作人員的身體健康造成危害。

6、噪聲

無水氫氟酸生產裝置中存在大量的壓縮機、泵等設備，可能會產生較高的噪聲。部分生產設備的噪聲級可能超過國家規定的8h工作制允許的工作地點噪聲A聲級衛生限制值85dB的標準。噪聲會對現場工作人員帶來健康危害，長時期在高強度噪聲環境中作業會對人的聽覺系統造成損傷，甚至導致不可逆性噪聲性耳聾或 成為發生事故的誘因。此外，噪聲對人的心血管系統、消化系統等均有一定的負面影響。

7、火災

無水氫氟酸的主要生產過程除所使用的燃料煤為可燃固體外，硫酸和發煙硫酸雖是非燃燒物質，但與有機物質接觸可引起燃燒。此外，電氣設備及其線路存在發生電氣火災的危險。

8、車輛傷害

無水氫氟酸生產的產品、原材料運輸量比較大，來往于廠內的機動車數量較多，存在發生車輛傷害的危險。

9、高處墜落

若各操作平臺、檢修平臺、人行通道、架空管道等有跌落危險的場所防護設施安裝不規范或者缺損，極易造成人員高處墜落事故。

三、安全對策措施

綜上所述，無水氫氟酸生產過程中存在著中毒、灼傷、觸電等主要危險危害因素。因此在設計及生產過程中必須嚴格遵守相關的規范標準，以免留下安全隱患。在此主要針對中毒、灼傷、觸電等危害提出安全對策措施，限于篇幅，其他危險危害因素的安全對策措施，不在此進行討論。

1、防中毒危害的對策措施

無水氫氟酸生產存在一些有毒物質，如無水氫氟酸、氫氟酸、硫酸、發煙硫酸和煤氣等。尤其是無水氫氟酸、氫氟酸具有毒性高的特點，應作為防范重點。

（1）應當注意工藝參數的選擇及量的控制，使無水氫氟酸生產裝置在尾氣風機抽吸下呈負壓狀態，在無水氫氟酸灌裝口也設負壓接口，以防止生產裝置中的氟化氫氣體泄漏到工作場所空氣中，造成人員中毒。

（2）注意設備材質選型，為使泄漏的可能性降至最低，要注意設備和材質的選擇。通過其他裝置及同類工程的實踐經驗以及裝置設計知識，選擇耐腐蝕材料，確保設備的完整密閉性。

（3）對無水氫氟酸生產工段及崗位，如有毒物料在不正常操作時的排出口、取樣口、貯罐閥、輸送泵及壓縮機等處可能泄漏或聚積有毒氣體的地方，以及煤氣站等處需設置有毒氣體探測器，防止有毒物質濃度超標；若控制室、配電室與有毒物料的設備相距30米以內，也宜設相應的有毒氣體探測器。

（4）設置不間斷電源，在外電源斷電時，可確保負壓系統正常運轉，以防止生產裝置中的氟化氫氣體外泄。

（5）無水氫氟酸生產廠房和煤氣站等設計為半敞開式結構，以利于通風，減少有毒物質在工作場所的積聚。

（6）加強設備、管道、閥門密封材料檢查和保養維修及崗位巡查，嚴防設備跑、冒、滴、漏。

（7）加強對現場操作人員的個體防護，有毒生產場所和崗位應配備專用的防毒面具、空氣呼吸面具、手套和防護鏡等勞動防護用品，并經常進行檢查，對超過使用期限的勞動防護用品，如濾毒罐等應及時更換。對有毒崗位操作人員應定期體檢，建立健康檔案，防止慢性中毒。

2、防灼傷對策措施

（1）對高溫設備如熱風爐、回轉爐、高溫循環風機、煤氣發生爐等采取應采取有效的隔熱措施。設備及管道的保溫設計應符合《設備及管道保溫技術通則》（GB4272），以減少對操作環境的影響，預防發生灼燙事故。

（2）對存在無水氫氟酸、氫氟酸、硫酸和發煙硫酸等屬強酸性腐蝕性物質的設備設施，在設計時應合理選擇流程、設備和管道結構及材料，防止物料外泄或噴濺。

（3）具有化學灼傷危害作業應盡量采用機械化、管道化和自動化，并安裝必要的信號報警、安全聯鎖和保險裝置，禁止使用玻璃管道、管件、閥門、流量計、壓力計等儀表。

（4）對無水氫氟酸等具有化學灼傷危險的生產裝置，其設備布置應保證作業場所有足夠空間，并保證作業場所暢通，危險作業點裝設防護措施。

（5）對具有化學灼傷危險的作業區，應設計必要的洗眼器、淋洗器等安全防護措施，并在裝置區設置救護箱。工作人員配備必要的個人防護用品。

3、防觸電措施

（1）正常不帶電而事故時可能帶電的配電裝置及電氣設備外露可導電部分，均應按《工業與民用電力裝置的接地設計規范》（GBJ65）的要求設計可靠接地裝置。電氣設備的保護接地裝置，定期檢測接地電阻。并根據中國氣象局第八號令《防雷減災管理辦法》的規定，對防雷裝置請有資質的單位實行定期進行檢測。

（2）移動式電氣設備應設置剩余電流動作保護器。

（3）對設備內檢修等應采用安全電壓的場所，應采用安全電壓。

（4）設計時，應按照相關標準規范的要求確保檢修、試驗或運行中的電氣設備的安全防護距離和采取安全防護措施。

（5）電氣設備檢查檢修時，要嚴格執行作業票制度，為電氣操作人員配備完好的電工作業工具；進行電器維修作業時，必須嚴格執行拉閘、斷電、掛牌、接地、聯鎖等電力安全規章制度，防止誤操作造成觸電傷害。

（6）加強電氣安全的技術培訓，電工必須經培訓合格持證上崗。不斷提高職工的安全意識和技術水平，掌握觸電急救知識，提高自救、互救能力。