染料生產過程的工藝風險及應對措施

何棟澄(浙江億得新材料股份有限公司，浙江 紹興 312369)

0 引言

由于我國推行了系統性改革，對于染料行業而言，不僅在改革后形成了產業化發展的基本格局，也通過應用產業鏈思維，構建了染料產品生產制造產業鏈條。與此同時，由于我國推動了以生態文明戰略的深化改革，借助技術創新、工藝優化、生產管理完善等綜合措施，同步實現了對染料生產過程的危害防控與工藝風險處理。由于染料生產過程的工藝風險屬于式工藝技術的本質性風險，所以，在治理過程中通常也會根據影響因素開展系統性控制。

1 染料生產過程的危害概述

染料生產原料屬于化學品，包括遺咔唑、萘、苯、蒽等，均是從煤焦油中提煉而來。通常在生產過程中，需要先制作染料中間體，再形成染料。例如，在制成染料中間體時，可以借助一些化學反應實現(如磺化反應、鹵化反應、還原反應、硝化反應)。而在形成染時，則需要通過一系列的合成——壓濾——分散——磨砂處理等。

由于從原料到中間體，再到成本的染料生產過程中均可以形成氨基化合物，或者芳香族硝基，因而存在一定的危害。例如，當人體接觸β-萘胺后，可能導致癌癥，而與其它有害物質接觸，也可以出現皮炎、輕度中毒等。尤其在加酸、加堿后，生成的刺激性氣體，包括氯氣、氨氣、酸霧等，均會逐漸對人體健康造成危害[1]。

2 染料生產過程的工藝風險分析

2.1 火災與爆炸

染料生產過程的工藝風險較大時，會發生火災與爆炸。從影響因素看，產生這種工藝風險的影響因素相對較多。首先，在整個染料原料、中間體、半成品、成品生產制造過程中，存在事實上的易燃、可燃物質。其次，工藝系統中的加酸等工藝應用時，如果存在操作不當、控制不嚴格、構筑物的建設不合理，或者對自然災害缺乏應急處理措施等，均可能引發此類“大風險”。

2.2 皮膚傷害與灼燒

首先，染料生產過程主要以機械設備為主，其中的原料處理、化學反應、后處理工藝中，可能出現蒸汽、高溫、高濃度氣體。尤其在一些化學反應中，由于工藝的臨時變更，可能會受到操作經驗不足、技術操作熟練度不高等影響而發生灼燒、皮膚受傷等現象。其次，現階段染料生產企業，雖然在新一輪工業化改革中為了實現數據化管理更新了諸多設備，但是，在更新舊設備后由于設備使用頻率增加、功耗增大等，不僅降低了使用壽命，也容易在設備改造后因兼容性不足、超負荷運行等，出現設施設備失效的情況。在這種條件下，對于操作人員、檢修人員、管理人員而言，均存在潛在的危害。簡單講，此類因設備設施、變更工藝、企業管理等引發的工藝風險，對于內部員工安全而言，會產生直接影響。

2.3 中毒與致癌

染料中的致癌物質相對較多，如β-萘胺、聯苯胺、4-氨基聯苯等，既可能存在于原料中，也會在中間體制作時出現。同時，各類氣體生成后與人體接觸，也容易引發中毒事件。例如，在生成甲醇、氯氣、環氧乙烷、氨氣后，人體與此類氣體發生接觸就會出現不同程度中毒癥狀。而且，染料合成時生成的氯化烴、氯化氫、氰化氫等，于生產過程中發生泄漏也會出現急性中毒事件。

需要注意的是，當廠區選址不合理、平面布局規劃不科學時，也會受到自然風的影響，使此類氣體通過風力而對企業下風向的外部環境造成安全威脅。所以，應該綜合考慮引發工藝風險的多重因素，盡可能制定系統性應對措施。

3 染料生產過程工藝風險的應對措施

3.1 全面了解染料燃爆特性

首先，需要梳理清楚染料生產過程工藝風險的類型。然后，根據不同的類型，及其影響此類工藝風險發生的因素，制定有效的應對措施。以染料材料、染料中間體、副產物為例，本身具有一定的燃爆特性，此時，染料產品生產管理者，應該從基礎管理出發，制作染料要素清單，一一列舉出不同生產過程的染料材料、中間體、副產物。這樣，可以根據染料要素，對應的搞清楚不同染料物質的性質、質量、危害、存放方式、隔離材料、易燃點、引爆源等。

例如，在易燃液體、固體、遇濕爆炸品方面，可以在禁止混合的基本原則下，根據清單設置隔離存放方案。其次，在生產過程中，需要對染料物質的自然分解情況、分解速度、受壓能力、機械摩擦影響等做出全面分析，預防硝基酸納、芳香族類的物質，在適宜的狀態下引發爆炸情況。

由于現階段大部分染料生產企業制定了生產安全管理標準，因此，建議以國家質量體系管理標準為準，檢驗自身的生產安全管理標準，同時，根據此類標準做好對染料生產過程的全過程管理[2]。

3.2 優化生產過程的工藝流程

首先，染料產品生產過程中用的原材料屬于化學品，除此類物質性質本身可造成工藝風險外，在原料的配比、加料中，會受到溫度、壓力、流量、操作方法、設施設備運行狀況等綜合因素影響，其中，任何一項因素的控制不當、標準流程操作不到位，均可能引發化學反應劇烈、反應不均勻等現象，若不能得到有效處理，會進一步引發風險事件。

因此，在當前的原料配比、加料流程控制過程中，大部分染料生產企業，制定了“兩重點一重大”方案，通過自動化控制系統，對化工裝置、儲運設備等進行裝備率控制、重大風險源監測。從當前實踐驗看，這種自動化監測與控制，主要以數據采集、數據上傳、數據存儲、數據抽取、數據分析、生成分析報告，并將報告分發給各個生產管理部門，根據報告調整自身的生產管理方案等。

因此，從管控程序上看已經形成了標準化管理、自動化控制模式。例如，染料生產前的冷卻系統需要嚴格檢查，預防冷媒中斷與堵塞現象。應用上述控制模式后，不僅可以精準完成數據采集，也可以持續的跟蹤冷卻系統的運行情況。

而且，在投料方面，能夠地溫度進行精準測定，預防因溫度過高造成反應劇烈發生爆炸、灼燒、皮膚傷害等風險，與溫度過低而造成的物料累積后條件成熟引發爆炸等現象。另外，在染料生產中的攪拌速度、攪拌范圍、攪拌力度、雜質清除等方面，可以配套的根據的一些處理工藝完成清除，預防工藝風險的發生[3]。

其次，大部分染料企業清洗類廢水、生產性工藝廢水中的酸濃度相對較高。在高濃度酸性染料廢水處理方面，通常采用“濃水——鈣中和——兼氧生化——接觸氧化——H2O2氧化——出水調配——出水”工藝方案不能達到處理效果。此時，可以根據廠區選址進行一些合理布局，實施“廢水除鹽改造項目”，借助工藝改進的方式完成處理目標。具體操作方面可以根據“物化處理+生化前調節+生化處理”的方式，選擇中和混凝法、電化學法、化學氧化法等進行工藝優化。如按照“預中與沉淀——Fenton氧化——Fe-Fe／C微電解——混凝沉淀——臭氧氧化”等工藝流程進行操作。通過優化后可以形成下列工藝方案：

(1)濃廢水；(2)鈣鎂預中和；(3)預曝氣；(4)前氧化處理；(4)曝氣處理；(5)氧化沉淀；(6)回流式鐵還原反應；(7)回流式鐵碳微電解；(8)吸附混凝；(9)混凝沉淀；(10)后氧化處理；(11)粗濾精濾；(12)脫鹽處理；(13)出水。

3.3 保障生產主體個體安全防護

首先，應該對有毒、有害的物質進行說明，并對員工進行個人防護培訓，使其在生產區域內，通過穿戴防護設備、及時清潔、禁煙禁酒、禁止飲食等，預防消化道、呼吸道吸入有毒有害物。其次，應該在生產過程中加大對個體安全防護措施的檢查，并在進入工作區之前，要求其按照標準操作流程進行防護劑涂抹、出工作區后進行清洗劑清潔等。一旦有員工感覺不適、或者發生中毒事件，宜及時送往醫院就醫等。

3.4 配套實施綜合型監督與檢查

首先，建議從安全管理的角度，先對企業潛在的風險進行排查，化解對內部員工生產安全的影響。包括對廠區選址與平面布局合理性的重新評估、對工藝系統的檢查、對設施設備的檢查、對操作過程的監督管理、對構筑物的取樣化驗等。其次，需要對變更情況、作業過程、自然災害、外部環境、企業與外部建立關系的通道等進行綜合評估，并制定詳細的監督與檢查方案，確保能夠在整個染料生產過程中，對工藝風險的各種影響因素開展全面監管、綜合防控，實現系統性治理效果。尤其是當前大部分染料生產企業完成了信息管理系統建設，建議引入數據庫技術、大數據技術，推動數據化管理升級，開展“線上+線下”管理。

4 結語

總之，在染料生產過程的工藝風險類型相對固定，影響因素相對多元，因而在實踐中制定防御生產工藝風險的應對措施時，一方面應該以影響因素為準，從系統性治理與配套性實踐相結合的思路，制定內容全面的解決方案。另一方面則應該針對高濃度酸性染料廢水進行除鹽處理，進而利用“循環經濟”的新思維，提高廢水處理效果，使整個工藝風險的防控轉變成一種經濟行為，進而利用變廢為寶的方式產出綜合效益。