催化劑氫氟酸在烷基苯生產(chǎn)過程中的安全防護(hù)措施分析

程偉 張鵬

摘 要：在在洗滌劑化工廠烷基化生產(chǎn)裝置中，以高濃度氫氟酸作為催化劑。本文主要根據(jù)氫氟酸的腐蝕性質(zhì)和對(duì)人體的危害程度，以及烷基化生產(chǎn)裝置中實(shí)際情況，探討了如何加強(qiáng)氫氟酸所產(chǎn)生的危害后果進(jìn)行安全防護(hù)，避免發(fā)生安全事故。

關(guān)鍵詞：氫氟酸；腐蝕；烷基化；防護(hù)

在洗滌劑化工廠烷基化生產(chǎn)裝置中使用的氫氟酸是一種高濃度的催化劑，氫氟酸是一種有強(qiáng)腐蝕性和劇毒性的物質(zhì)，具有易揮發(fā)的特點(diǎn)，與水能完全互溶引起強(qiáng)烈腐蝕，對(duì)靜設(shè)備、管線、閥門等有著不同程度的腐蝕，易發(fā)生泄漏，造成安全事故的發(fā)生。

一、烷基苯裝置中氫氟酸的腐蝕過程分析

（1）電化學(xué)腐蝕過程

氫氟酸對(duì)金屬材料的腐蝕是典型的電化學(xué)腐蝕，其腐蝕按著電化學(xué)過程進(jìn)行，即在陽極產(chǎn)生金屬溶解造成均勻腐蝕，在陰極析出氫導(dǎo)致發(fā)生氫鼓泡和氫脆現(xiàn)象發(fā)生。

（2）氫原子引起的氫鼓泡和氫脆

碳鋼與氫氟酸介質(zhì)接觸生成氫原子和氟化鐵，氟化鐵是一種致密的銹蝕物，附著在金屬材料表面形成一種保護(hù)膜，能降低氫氟酸的腐蝕擴(kuò)散速度，對(duì)金屬設(shè)備起到保護(hù)作用。但是當(dāng)介質(zhì)溫度超過65攝氏度時(shí)，該層氟鐵鐵銹蝕物的保護(hù)膜就會(huì)脫落，使金屬繼續(xù)被腐蝕溶解。而腐蝕反應(yīng)過程產(chǎn)生的氫原子對(duì)鋼材有很強(qiáng)的滲透能力，該滲透能力的強(qiáng)弱與溫度高低相關(guān)，溫度越高滲透越強(qiáng)。

氫鼓泡現(xiàn)象是由于氫原子擴(kuò)散到金屬內(nèi)部，并在金屬內(nèi)部的微孔中形成分子氫。由于氫分子不能擴(kuò)散，就會(huì)在金屬內(nèi)部的微孔中聚積而形成巨大的內(nèi)壓，使金屬材料鼓泡乃至發(fā)生破裂現(xiàn)象。

氫脆現(xiàn)象是由于原子氫進(jìn)入金屬內(nèi)部后，使金屬晶格產(chǎn)生高度變形，因而降低了金屬的韌性和延性，導(dǎo)致金屬材料脆化容易破裂。

氫腐蝕是由于原子氫進(jìn)人金屬內(nèi)部后與金屬中的組分或元素反應(yīng)，例如氫滲入碳鋼并與鋼中的碳反應(yīng)生成甲烷，使鋼的韌性下降，而鋼中碳的脫除，又導(dǎo)致強(qiáng)度的下降。

二、氫氟酸的理化性質(zhì)與危害

高純度的氫氟酸是一種具有強(qiáng)烈刺激性氣味的無色發(fā)煙氣體或液體，在常壓下沸點(diǎn)為19.5℃，熔點(diǎn)為-83.7℃，相對(duì)密度為1.15，能與水以任何比例完全互溶。雖然氫氟酸不能燃燒，但氫氟酸化學(xué)性質(zhì)比較活潑，能夠與多種氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，與金屬反應(yīng)可以生成具有易燃、易爆性質(zhì)的氫氣。氫氟酸對(duì)人體皮膚有著強(qiáng)烈的腐蝕作用，在輕度灼傷初期皮膚潮紅、干燥、創(chuàng)面蒼白、壞死，繼而呈紫黑色或灰黑色。深度灼傷時(shí)或者處理不當(dāng)時(shí)，可形成難以愈合的深潰瘍，損及骨膜和骨質(zhì)，灼傷過程痛疼劇烈。當(dāng)眼睛接觸到高濃度的氫氟酸時(shí)可以引起眼睛角膜穿孔。當(dāng)呼吸道接觸氫氟酸蒸氣時(shí)，可以引發(fā)支氣管炎、肺炎等疾病，長(zhǎng)期接觸可發(fā)生呼吸道慢性炎癥。總之，與氫氟酸接觸對(duì)人身各部位都有著巨大的危害。因?yàn)闅浞嶙鳂I(yè)一種接觸腐蝕性的作業(yè)，所以，在作業(yè)時(shí)配備用品應(yīng)有：防酸服、化學(xué)液眼鏡、防配面罩、防毒口罩、防酸手套、耐酸鞋、空氣呼吸器等設(shè)備，對(duì)人體進(jìn)行全方面的安全防護(hù)。

三、烷基苯生產(chǎn)過程中對(duì)氫氟酸的安全防護(hù)措施

1）烷基苯生產(chǎn)裝置中流通含酸介質(zhì)易腐蝕的設(shè)備和管線，要盡量使用蒙乃爾材質(zhì)，這樣可以減少和避免因?yàn)樗岣g而發(fā)生的泄漏現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全。為了防止應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象，要加強(qiáng)焊后熱處理過程，嚴(yán)格控制鋼材、焊縫、熱影響區(qū)的硬度值，要求控制在HB235以下。為了避免縫隙腐蝕，管道施焊時(shí)要嚴(yán)格遵守焊接工工藝技術(shù)規(guī)定，按程序進(jìn)行焊接，尤其是蒙乃爾材質(zhì)的焊接，要求密封焊、連續(xù)焊、焊透。而對(duì)于管徑小于DN25的氫氟酸系統(tǒng)工藝管線，要采用絲扣鍛鋼法蘭連接，用聚四氟乙烯密封帶進(jìn)行密封，絕對(duì)不允許加密封焊。

2）在生產(chǎn)裝置內(nèi)含有氫氟酸的區(qū)域，應(yīng)當(dāng)設(shè)置明顯的安全警示標(biāo)識(shí)，標(biāo)明含酸設(shè)備和管線的運(yùn)行狀態(tài)，避免發(fā)生誤操作。

3）在離酸區(qū)較近的地方設(shè)立中和間，中和間里應(yīng)有充滿水和碳酸氫鈉的飽各溶液，以便在酸區(qū)的作業(yè)人員進(jìn)行身體沖洗，以及作業(yè)工具和酸區(qū)廢料的中和。同時(shí)應(yīng)備有急救藥品，以免人接觸到氫氟酸后能及時(shí)處理。

4）將酸區(qū)用圍堰進(jìn)行圍擋，防止含酸物料在發(fā)生泄漏時(shí)造成大面積流淌，引發(fā)安全事故。

5）在烷基苯生產(chǎn)工藝操作上，要嚴(yán)格控制酸的含水量，因?yàn)楹吭礁撸O(shè)備和管線腐蝕越快。嚴(yán)控生產(chǎn)工藝各參數(shù)指標(biāo)，禁止發(fā)生超溫超壓現(xiàn)象。

6）由于氫氟酸具有強(qiáng)烈的腐蝕性，進(jìn)入酸區(qū)的作業(yè)人員須接受氫氟酸的特性和防護(hù)知識(shí)教育，從事氫氟酸操作的工人應(yīng)了解其對(duì)人體的危害，掌握事故的應(yīng)急預(yù)防和處理措施，作業(yè)應(yīng)佩戴相應(yīng)的防酸防護(hù)品。。企業(yè)應(yīng)對(duì)日常操作和應(yīng)急措施進(jìn)行全面培訓(xùn)。培訓(xùn)應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)特點(diǎn)、作業(yè)環(huán)境、危險(xiǎn)危害區(qū)域、設(shè)備設(shè)施狀況、安全技術(shù)操作規(guī)程、崗位存在的危險(xiǎn)危害因素、防范措施和事故應(yīng)急措施，以及勞動(dòng)防護(hù)用品、用具的正確佩帶、使用方法等，所有人員必須懂得沾酸時(shí)應(yīng)如何使用應(yīng)急淋浴和眼浴眼，第一時(shí)間降低因接觸氫氟酸造成的危害。

7）在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)料酸樣采集時(shí)，采樣人員應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程來操作，穿戴防酸手套和防酸服，站在上風(fēng)口操作，并有監(jiān)護(hù)人，盡量縮短在酸區(qū)的停留時(shí)間。試樣應(yīng)放在專用容器內(nèi)帶回試驗(yàn)室。

8）在生產(chǎn)裝置進(jìn)行停工檢維修作業(yè)時(shí)，將物料退凈后，必須用氮?dú)鈱⑼榛窖b置內(nèi)的酸氣吹掃干凈，吹掃的酸氣體必須經(jīng)過中和后才能排入大氣。最后用氨氣中和，這樣裝置交給檢修施工作業(yè)單位時(shí)，就會(huì)降低酸傷害事故的發(fā)生。

9）制定氫氟酸泄漏應(yīng)及處理預(yù)案，加強(qiáng)演練，當(dāng)發(fā)生泄漏時(shí)，應(yīng)迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū)，并進(jìn)行隔離，嚴(yán)格限制出入。應(yīng)急處理人員要戴自給正壓式呼吸器，穿防酸堿工作服。

四、氫氟酸事故現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急救護(hù)措施

1）在有可能發(fā)生氫氟酸的任一場(chǎng)所，都必須設(shè)有隨時(shí)可用的急救設(shè)施和藥品。

2）皮膚灼傷的現(xiàn)場(chǎng)處理：立即到安全沐浴處用大量冷水沖洗或浸泡在碳酸氫鈉飽和池內(nèi)，脫下全部受污染的脫衣服，沖洗后，在灼傷皮膚表面擦敷大量的氫氟酸灼傷藥膏，然后上醫(yī)院就醫(yī)。

3）耳朵灼傷現(xiàn)場(chǎng)急救處理：要小心地用大量低壓冷水輕輕地沖洗耳朵內(nèi)部，并立即就醫(yī)。

4）眼灼傷現(xiàn)場(chǎng)急救處理：眼睛濺入氫氟酸時(shí)，應(yīng)把眼瞼撐開，立即使用清水進(jìn)行大量沖洗，持續(xù)沖洗15分鐘以上，并盡快將傷員送到醫(yī)院，在就醫(yī)途中不要中斷沖洗。

5）氟化氫蒸汽吸入的現(xiàn)場(chǎng)急救：應(yīng)將吸入患者迅速轉(zhuǎn)移到空氣新鮮處，保持呼吸道通暢，脫去污染衣物，及時(shí)沖洗，呼吸困難時(shí)給吸氧，并盡快送醫(yī)院進(jìn)行救治。

6）氫氟酸攝入的現(xiàn)場(chǎng)急救：指通過口腔進(jìn)入消化系統(tǒng)的情況。當(dāng)發(fā)生攝入時(shí)，患者應(yīng)飲用牛奶或蛋清，立即就醫(yī)。

7）在遠(yuǎn)離急救室的現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)處理：在高處或遠(yuǎn)處不能立即取得安全沐浴和進(jìn)入碳酸氫鈉中和池浸泡的地方，操作人員應(yīng)隨身攜帶2瓶?jī)羲瑲浞嶙苽鄡珊小０l(fā)生灼傷時(shí)，傷員應(yīng)立即用自帶冷水充分沖洗，之后涂擦氫氟酸灼傷藥膏，并盡快地把傷員送到安全沐浴處或碳酸氫鈉中和池進(jìn)行處理。

8）氫氟酸接觸人員要在最短的時(shí)間內(nèi)到職業(yè)病防治院診治，防止延誤時(shí)間，使病情惡化。

結(jié)束語

在烷基苯生產(chǎn)過程中，加強(qiáng)監(jiān)督管理和規(guī)章制度的執(zhí)行力。對(duì)氫氟酸的防護(hù)措施在設(shè)備措施、管理措施、教育措施和應(yīng)急措施上都落實(shí)到位，安全管理嚴(yán)格，各級(jí)人員嚴(yán)格抓好安全管理制度的貫徹和執(zhí)行，提高監(jiān)督檢查責(zé)任心；發(fā)現(xiàn)問題解決要“早”，不推、不等、不靠，在最短的時(shí)間內(nèi)消除安全隱患，就能夠最大程度地避免安全事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]曲圣謙等.撫順石化烷基苯操作規(guī)程[Z].撫順：撫順石化公司，2010：225-227.