無機氟化工生產危險因素分析及安全防范

曾智珊 周峰

摘 要：有機氟生產設備具有爆炸、火災、腐蝕、劇毒等危險，如果管理不善，可能會對工人的生命造成直接損害，給公司造成較大損失，也會影響周圍人員和工作場所的安全。簡要分析了氟化工生產過程和生產過程中的風險因素，提出了具體的安全防范措施。

關鍵詞：無機氟化工生產;危險因素;安全防范

氟原子電負性小，原子體積小。氟材料有許多優良的性能。廣泛應用于軍工、航天航空、汽車、生命工程、冶金、電子、紡織、輕工農業等領域。氟化工在石化行業中具有獨特的地位。氟化工企業的特點是：涉及到的產業范圍廣;第二，產業關聯度大。氟化工產品主要產品應包括氟制冷劑（氟利昂的替代品）、高效滅火劑和含氟藥物原料、氟塑料、氟涂料、含氟表面活性劑等用于生產各種含氟無機鹽，如氟化銨、氟化氫銨和氟硼酸。氟化工產品廣泛應用于國防工業。據報告，2000年世界氟化氫年產量達130萬t，中國的產量約占世界總量產量的10%。

然而，與氟化工生產過程相關的危險化學品種類繁多，且具有揮發性、毒性、腐蝕性，且數量大。一旦發生事故，不僅會直接影響生產企業的生命財產安全，而且會對其周邊事業單位和社區居民的生命財產安全構成嚴重威脅。為了保證化工生產的安全，為了保證化工生產的安全，本文以有機氟化合物生產中典型的產業結構為例進行了介紹。

1 生產流程簡述

硫酸和螢石粉在旋轉爐中反應得到氟化氫產品。氯仿--氯仿在一種替代反應中生成二氟氯（R22），R22通過高溫分解、冷卻、洗滌和保留生成高純度的聚四氟乙烯（TFE）。TFE以單體的形式在一定條件下組裝成四氟乙烯（PTFE），與HF反應生成乙烷（R25）。TFE在600到

900℃熱分解為HFP。HFP單體與聚四氟乙烯（FEP）和TFE單體聚合。

氟化氫生產以螢石和硫酸為原料。螢石礦是一種戰略資源，世界各國都對其都采取保護措施，限制其出口。因此，近年來一些氟化工行業發達國家逐漸由進口螢石礦轉向進口氟化氫或氫氟酸。

2 氫氟酸的腐蝕與毒性危害

①氫氟酸本身是不燃的，即使與木材或其他有機物接觸也不會著火，但潛在的燃燒和爆炸危險來自于運輸和儲存氫氟酸的儲罐、管道或設備的金屬反應產生的氫氣。它對材料有很強的腐蝕性，能迅速破壞玻璃、混凝土、木材和金屬，特別是含有硅的金屬。氟化氫氣體對人體氣道和皮膚有較強的刺激和腐蝕作用，吸入濃度較高的氟化氫，可引起眼睛和氣道黏膜的刺激癥狀。國家頒布的《危險源臨界源》是化工生產裝置氟化氫含量達到1t的重要危險源，工作場所空氣中氟化氫的最高允許濃度為1mg/m3;

②R25生產設備的氫氟酸儲存量大，分布在生產過程的許多環節。如果在檢查時系統不徹底，則殘留在設備和管道死點的氟化氫氣體可能會泄漏。副產氫氟酸易造成意外傷害。另一種極端情況是，閥門和管道閥門內充滿無水和氫氟酸，部件突然被腐蝕損壞，或被意外沖擊破壞，造成大量氟化氫，造成嚴重的安全事故。2012年9月27日，韓國馴化廠工人無法工作，空氣中的氫氟酸泄漏，5人死亡，18人受傷，2000多人皮膚和呼吸系統疾病;

③蒸餾高沸點殘渣的有毒氣體和毒性危害。TFE和HFP生產設備中有毒物質分布較廣。分解反應器產生的分解氣體含有各種氟碳化合物、氟化氫發酵物、氟化氯蕨類植物等物質。所有的氟異丁烯都屬于游戲藥物，盡管它含有很多氟。人體吸入分解氣和殘余液態氣后的臨床表現取決于分解氣和殘余氣的成分、濃度和接觸時間。例如吸入的是低毒的辛烷環丁烷、三氯乙烷、二氟甲烷等。吸入特氟隆、六氟乙烯等酒精，吸入反應較輕。吸入有毒的特氟龍異丁烯、溶解氣體或裂變液體氣體的混合氣體，濃度高、時間長，可出現化學性肺炎、肺水腫、間質纖維化和中毒性心肌損傷。在正常生產情況下，設備和管道是封閉的，不會發生中毒事故。但違反操作規程、設備檢驗、取樣分析、殘液排放或事故時，可能造成人員中毒。在含水的高沸點殘液中，氟離子強化了材料的點腐蝕、焊道的晶間腐蝕和管道的應力腐蝕，事故發生的概率增大。2011年8月25日，某有機氟生產廠高沸點塔鍋料管受力破壞，約1t高沸水余水泄漏，周邊公司員工被疏散。吸入有害氣體，20余人到醫院就診，5人因有機氟中毒住院;

④四氟乙烯單體的燃燒性、爆炸性、自聚性危害。四氟乙烯單體特氟龍是一種極不穩定的物質，容易燃燒和爆炸。可以生成氫化、鹵化、胺和各種烷基取代反應。它本身可以產生二聚體，環狀二聚體。長鏈生成聚四氟乙烯，自聚合反應熱為172kJ/mol，由于其特殊的化學鍵合，局部過熱容易引起非均相反應，反應熱達到276kJ/mol，可能引發爆炸。

在儲存和工藝流程條件下，如果外部條件合適，聚四氟乙烯是自組裝的。隨著系統內溫度的升高，酸和水含量的增加，氧含量的增加，從一方加速。如果TFE與由恒定量的氧氣或空氣混合形成的混合物受到熱、靜電、火花或沖擊的混合，混合物也會產生驚人的能量爆炸。

3 安全防范措施

為了抑制或削弱氟化物生產過程中普遍存在的腐蝕、毒性、燃燒、爆炸等有害元素造成的危害程度，生產企業應采取以下措施。

3.1 降低有毒腐蝕產品泄漏概率的措施

公司加強生產設施、儲存設施的維護和維修管理，確保各壓力容器、安全閥、風表、液位計、壓力表、溫度計、緊急停車裝置等安全配件的有效性，有毒腐蝕泄漏的可能性最小。按照建設部新（改）建工程公布的《工業金屬管道施工及檢驗標準》進行施工和檢驗，初期消除了泄漏風險。生產設施的檢修往往是各種事故的多發期，生產企業必須嚴格執行國家安全生產監督管理總局公布的《化工生產處八項手冊》，確保安全管理和安全技術措施落實到位。

3.2 完成有毒物質泄漏警報和應急措施的措施

在發生嚴重危險源和泄漏，造成嚴重損壞的生產裝置和儲存區附近設置危險警示牌，并停止接近。如果存在大量氟化氫泄漏或高沸點殘渣泄漏的可能性，則安裝自動報警裝置，及早發現劇毒物質的泄漏。我們建立了定期測量有毒物質濃度的規則體系。生產公司具體組織有毒物質應急處置預案，組織相關事故，并進行事故培訓，提高員工對突發性生產安全環保事故的處理能力，有效開展應急救援，防止事故進一步擴大，保證人員傷亡和財產損失最小化。

3.3 確保員工的個人防護措施

個人防護是涉及安全的最后一道防線。在日常生產中，要樹立“無害即有毒、無害、無害、無害”的安全操作意識，在操作和循環氟化氫系統時，要求操作人員在所有過程中穿戴防酸服、鞋、手套、口罩等防護材料。在檢查和維護有毒物質系統時，人員應根據毒液需要佩戴隔離的呼吸或毒液面罩，防止人員受傷。公司將能夠在腐蝕產品的生產和儲存中設置安全設施和緊急清潔、淋浴和防護設備。

3.4 大量氟化氫泄漏的預防措施

氟化氫是氟化工廠生產過程中毒性最大、分布最廣的物質質量是事故預防的重點。氟化氫生產裝置一般配備2至共有3個氟化氫檢查罐，每個罐區還設置了若干個氟化氫儲罐。正常情況在這種情況下，檢查罐或罐不會同時裝滿。因此，鄰氟氫化學檢驗罐與儲罐之間應設置相互倒罐的管道。萬一一旦發生泄漏，故障容器中的材料可以迅速轉移到另一個容器中以有效減少氟化氫的泄漏。中頻高頻檢測罐或不能保證儲罐互為備用時，應設置事故專用儲罐在氟化氫檢查罐或儲罐內，應設置原儲罐的排放管道。

4 結論

雖然氟化工生產、儲存設施存在高毒性、腐蝕性、火災、爆炸等危險因素，有害氣體和腐蝕性產品泄漏可能造成大規模嚴重危害，但通過主動風險識別，各項安全防范措施的落實和過程安全管理水平的切實提高，氟化工生產單位基本可以實現安全全面生產。同時，通過積極開展安全事故演練，提高員工的應急能力，最大限度地減少事故造成的人身傷害和財產損失。

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作者簡介：

曾智珊（1987- ），男，湖南省婁底市人，本科，化工助理工程師，氟化工工藝。