液氯生產過程中危險源的識別及安全控制研究

汪東達(寧波國際投資咨詢有限公司，浙江 寧波 315040)

0 引言

氯氣是一種黃綠色的氣體，有強烈刺激氣味，并且有劇毒，嚴重危害著人體健康，可以刺激到人們的眼、鼻、喉和上呼吸道等部位。同時，氯氣也能危害的植物的生長，還可以腐蝕到建筑物和金屬制品。我國對于空氣中的氯氣給出明確標準，空氣中氯氣濃度不能超出1mg/m3，因此，必須加強液氯生產的安全防護工作。對于液氯生產、存儲、運輸和使用等環節，必須有效識別危險源，采用嚴格的控制措施對危險進行控制，避免安全事故發生。

1 氯氣的基本用途和危險性

1.1 氯氣基本用途

氯氣的使用范圍非常廣泛，基本用途主要包括以下幾個方面：第一，殺菌消毒。第二，用來漂白和制漿。第三，礦石精煉。用于冷凍鎂和精制鎂。第四，制造無機氯化物。例如五氯化磷、三氯化磷。第五，制作有機氯化物。農藥類，TDN、K-6451、滴滴涕等；有機溶劑，氯乙醇；合成橡膠，氯丁橡膠；其他，制冷劑、醫藥品[1]。

1.2 危險性

氯氣嚴重威脅著人體健康，可以進入到人體眼鼻喉中，甚至進入到上呼吸道中。如果空氣中氯氣質量濃度保持在1～6mg/m3的范圍時，就能強烈地刺激到人身；如果濃度到達12mg/m3的時候，人們就難以忍受；如果到達40～60mg/m3的時候，半小時到一小時之內就能導致中毒；如果濃度達到120～170mg/m3的時候，已經到達極致危險，可引發急性肺水腫或者肺炎；如果濃度到達3000mg/m3的時候，人的呼吸中樞立刻被麻痹，導致“閃擊性的死亡”。另外，氯氣也威脅到植物，還會腐蝕到建筑物和金屬制品。

2 液氯生產過程中危險源的識別

2.1 HAZOP(Hazard and Operability Analysis)危險與可操作性分析

借助HAZOP危險分析方法，識別液氯生產過程中存在的危險源[2]。

2.1.1 液化工序

第一種情況：三氯化氮、泄漏濃度的升高，氫氣濃度的升高，溫度的升高，以 HAZOP方法對液化罐進行分析，得到結論，液化罐設備使用的時間長，腐蝕情況比較嚴重；使用的原料中，氯氣含水量超出標準；設備制造的缺陷，這些都是氯氣泄漏的原因，進而會同冷凍機油發生反應，進而引發爆炸，這就是一個危險源。

第二種情況：泄漏濃度升高、液位升高、三氯化氮含量升高，運用 HAZOP對液氯儲存罐進行分析，得到結論：設備使用周期長，出現嚴重腐蝕；管道、閥門、法蘭所應用的墊片不能承受氯氣的腐蝕，并需要承受的壓力比較大，進而損壞；液位計的材質選取不合適；設備制造的缺陷；檢修質量不高等，這些都會造成氯氣泄漏，進而污染環境，工作人員中毒，這是一個危險源。

第三種情況：泄漏濃度升高、三氯化氮濃度升高、壓力提升，運用 HAZOP方法對磁力泵進行分析，得到結論，因為變頻調節不靈活，壓力提升，導致液氯管路中有氯氣泄漏，這同樣是一個危險源。

2.1.2 汽化工序

第一種情況：壓力逐漸降低的時候，運用 HAZOP方法分析氮氣系統，可以看出，儀表失靈和氮壓機有故障以及閥門泄漏，就會導致壓力達不到0.65Mpa的標準，液氯汽化裝置發生停車，這時氯氣會進到氮氣系統中，進而造成氯氣泄漏，這是一個危險源。

第二種情況：觀察到液位變化情況、壓力變化情況、三氯化氮的濃度提高、泄漏濃度升高，接著以HAZOP方法分析汽化氯儲蓄罐，可以發現，設備使用時間過長，發生了嚴重的腐蝕；對于液位計量材料的選擇，不是很準確；設備制造的缺陷；法蘭連接的不良，這些都會造成氯氣泄漏，進而污染到工作環境，導致工作人員中毒，這就是危險源之一。

第三種情況：觀察到濃度升高、液位升高，用 HAZOP方法對汽化器進行分析，可以得到結論，液位計不夠靈活；液氯的進料量過大；熱水的流量比較低；熱水的溫度不高；汽化存儲罐的壓力過高等，都會造成汽化裝置的連鎖停車，對于環氧氯丙烷的正常生產造成影響，這是危險源之一。

2.1.3 充裝工序

第一種情況：運用檢驗方式進行鋼瓶檢驗的 HAZOP分析，可知，如果鋼瓶的內部存在異物，加之檢查不到位，即使檢查方法和復合皮重是合理的，同樣會造成鋼瓶充裝過程中的爆炸，成為影響比較嚴重的危險源。

第二種情況：觀察到入口位置的壓力升高、溫度也升高、泄漏濃度升高的情況，用 HAZOP方法分析氯氣泵系統，可知，因為閥門、管路的密封不夠嚴，硫酸分離罐制造缺陷、氯氣泵泄漏，進而導致濃硫酸的外泄，進而燙傷到工作人員，這也是液氯生產過程中的一個典型危險源。

第三種情況：觀察充裝管路壓力、瓶體溫度的變化，以及泄露濃度變化等情況，用 HAZOP方法對鋼瓶充裝進行分析，得到結論，液氯的質量比較低，制造性缺陷、鋼瓶腐蝕嚴重、鋼瓶的瓶閥泄漏，還有液氯包裝的接頭不密實以及鋼瓶充裝超出標準，加上電子泵的計量不準確等因素，進而氯氣泄漏，導致爆炸發生，或者導致工作人員中毒。

2.2 JHA(Job Hazard Analysis)工作危害分析

JHA是一種安全風險分析的方法，適合用在作業過程中存在的風險的分析中，并針對問題制定控制和改進的措施，從而控制風險，還能減少，甚至杜絕安全事故發生。

液化過程中，需要取樣進行化學分析，為此用JHA進行分析，找出隱藏危險源：得知在使用試管和拿取海波溶液的時候，可能會出現試管破裂的問題、玻璃劃傷的問題；到現場取樣的過程中，可能出現路滑摔倒的問題；開門取樣的時候，以及關門的時候，可能會出現氯氣泄漏，引發氯氣中毒、環境污染的問題。

生產中的倒液化器的過程，用JHA分析可能存在的危險源：上、下液化平臺的時候，可能出現高墜、滑倒的摔傷問題；打開或者關閉液化器的氯氣入口截門的時候，可能會有滑倒摔傷問題，還有氯氣泄漏問題。

3 液氯生產過程中危險源的安全控制措施

3.1 全部的壓力容器要定期檢查

為保證壓力容器能安全地運行，避免泄漏事故發生，一定要定期檢驗壓力容器，分成全面檢驗、耐壓檢驗。第一，在進行全面檢驗的時候，必須停機進行檢查，檢驗周期設定為，安全狀況的等級是一級和二級的時候，通常每六年檢查一次；安全狀況等級是三級的時候，三年到六年之間檢查一次；安裝狀況等級是四級的時候，檢驗的周期一般由檢驗機構給出。第二，耐壓試驗就是在全面檢驗符合標準之后，需要實施超最高工作壓的氣壓試驗和液壓試驗。一般每兩次的全面檢查，必須進行一次耐壓試驗。

當壓力容器使用滿三年之后，需要進行首次的全面檢驗，下一次檢驗需要根據檢驗機構給出的此次檢驗結構而確定。

3.2 全方位監控重點區域

在液氯的生產過程中，存放著液氯鋼瓶重瓶區域和液氯貯藏區域，隱藏非常大的危險，如果發生事故，后果不可挽回，不但造成環境污染，還可以威脅到周圍人員生命安全，還能影響到植物花草、農作物的存活[3]。為此，針對此區域，一定要進行全方面的重點監控，采用24小時的監控系統。這樣如果有事故發生，即使周圍沒有人，也能借助在線形式監控系統，找出事故原因、發掘事故源、劃分事故等級，同時可爭取更多搶救的時間；監控中形成錄像，存儲到云端，也就為后期的事故分析，提供更多參考資料。

3.3 設置氯氣濃度超標的報警裝置

在空氣中允許的氯氣濃度是1mg/m3，如果高出此濃度，一定會損害到人體健康。為此，需要運用精準的報警裝置，提示空氣中氯氣濃度，保持氯氣濃度在標準范圍內，保護工作人員身體健康。此種裝置在發現氯氣濃度超標的時候，就會發出警報，一般為聲光的警報，在值班室有工作人員24小時值班，以保證第一時間處理泄漏事故[4]。

3.4 加強防護用品的應用

生產人員必須配備防護用品：生產人員需要有基本的工作服、安全帽、工作鞋、手套，這些勞動保護用品；還需要配置防毒面具，進入到生產現場中，必須隨身攜帶，以保證發現問題可以第一時間帶上防毒面具。

生產現場的防護用品：生產現場應當準備各種工作人員不方便攜帶的防護工具，這些工具不可或缺，像專用搶險工具、防護服、空氣呼吸器等。另外，為避免氯氣蔓延到更廣闊的范圍，在生產現場還需要準備數量充足的氯氣捕捉和消散裝置，例如，氯氣捕消器、堿液噴淋裝置。

急救藥品：如果氯氣泄漏，工作人員吸入，就會有嘔吐、干嘔、呼吸困難的癥狀，為此需要服用甘草合劑、十滴水，以緩解癥狀，這些是必備的急救藥品。

4 結語

綜上所述，針對液氯的生產，運用HAZOP方法和JHA方法對其中存在的危險源進行分析，找出多個生產環節可能出現的危險，針對此采用合適的安全控制措施，從而保證氯氣生產人員的安全，提高氯氣生產的安全性。