氟化工生產危險因素分析及安全防范

盧毅，余蘇蘇，占博川

(浙江工程設計有限公司，浙江 杭州 310002)

0 引言

氟化工產品應用領域廣泛。由于氟化工生產中涉及很多危險性較高的化學品，生產過程中存在泄漏、中毒、爆炸等安全隱患，因此，氟化工企業在生產過程中應該高度重視這些危險因素的存在，全面落實安全防范措施，才能提高氟化工安全生產水平，避免發生安全事故對人員傷害與財產造成的損失。

1 氟化工生產時的工藝流程

大部分氟化工企業生產時使用的原材料為氯烷烴、氯烯烴。在催化劑的作用下，上述原材與氟化氫發生氟化反應，產物在洗滌、冷卻、壓縮、精餾等操作過程中會產生有機氟化物等副產物，還有一些氟化工企業的生產工藝中會發生氯化、裂解、聚合等反應，整個氟化工生產中會潛在很多安全風險，因此生產企業必須要明確氟化工生產中的危險因素，在此基礎上落實安全防范措施，保證生產安全。

2 氟化工生產中的危險因素

氟化工生產過程中比較常見的危險因素包括：

2.1 氟化氫的危害

氟化氫是氟化工生產的主要原材料。氟化氫是無色、不可燃氣體，具有很強的刺激性氣味，可溶于水生成氫氟酸，溶解過程會釋放大量的熱。氫氟酸是一種無色、透明、有刺激性氣味的液體，具有較強的腐蝕性，能夠與很多金屬發生化學反應產生氫氣，存在燃爆風險[1]。根據GBZ 230—2010《職業性接觸毒物危害程度分級》的劃分，氟化氫屬于高度危害介質，其職業接觸的最高容許濃度為2 mg/m3。生產場所如果存在氟化氫氣體，很容易通過呼吸道、食道、皮膚侵入人體。當吸入氟化氫濃度較高時，極易發生急性中毒的情況，伴隨眼部和呼吸道的刺激，同時誘發支氣管炎、肺水腫等疾病，嚴重時可造成操作人員死亡。在GB 18218—2018《危險化學品重大危險源辨識》中氟化氫被列入毒性物質的范疇，其臨界值為1 t，超出臨界量后則構成重大危險源。

2.2 氯的危害

氟化工生產中通常會使用液氯、氯氣。氯氣在常溫、常壓下為黃綠色氣體，加壓液化后轉化成液氯。氯氣為強氧化劑，有助燃性，多數可燃性物質均能在氯氣中發生燃燒[2]。氟化工生產時使用的乙炔、乙醚、氨、烴類等都會和氯氣劇烈反應，如操作不當可引發嚴重的爆炸。氯氣可與很多金屬、非金屬發生明顯的反應，造成嚴重的腐蝕。氯氣的刺激性強，根據GBZ 230-2010的劃分，氯氣屬于高度危害介質，其職業接觸的最高容許濃度為1 mg/m3。生產場所中如果存在氯氣，會通過呼吸道、食道進入人體，產生眼部刺激和呼吸道刺激等，輕度中毒者會有流淚、咳嗽、眼紅等刺激性的癥狀，中度中毒會出現頭疼、胸痛、支氣管炎等癥狀，重度中毒會引發患者昏迷、休克以及肺水腫的問題，甚至死亡，部分急性中毒的患者出現神經興奮、反射性心臟驟停的情況。此外，操作人員接觸低濃度氯氣后，會引起慢性中毒，出現支氣管哮喘等癥狀，嚴重時還會出現牙齒酸蝕癥。氟化工生產工藝中使用的液氯中含有微量的三氯化氮。三氯化氮在液氯氣化過程中容易在汽化器底部出現富集，高濃度的三氯化氮受到外界震動會發生爆炸。我國曾經出現過三氯化氮富集爆炸的案例，爆炸事故導致數萬人撤離，不僅影響企業的正常生產，更對周圍環境造成很大破壞。

2.3 氯烷烴、氯烯烴的危害

氯烷烴、氯烯烴是氟化工生產的主要原料，這兩類原料具有易燃易爆、有毒有害的特性，對環境危害極大[3]。如操作不當，氯烷烴、氯烯烴可與空氣形成爆炸性混合物，遇引火源發生小范圍的爆炸，爆炸可能導致可燃性有機物大量泄漏，遇空氣和明火形成持續燃燒甚至爆炸。此外，有機物燃燒還可能產生大量有毒氣體，使氟化工廠面臨著較大的風險。以某化工廠氯烷烴泄露引發的爆炸事故為例，該化工廠生產含有機氟系列的農藥、醫藥、染料、液晶材料等的中間體。該化工廠的一條有機氟生產線涉及到氯烷烴這種原料。生產過程中操作人員由于疲勞引發誤操作，氯烷烴發生小范圍泄露并聚集，遇引火源發生爆炸。事故發生后車間迅速組織人員撤離，外部消防救援力量到達現場后組織現場救援工作，經觀察現場有明顯的有機物泄漏現象，周圍環境中彌漫著大量有毒物質。事故直接造成2死5傷，工廠停工檢修3個月后才恢復生產。

2.4 裂解氣、精餾高沸殘液的危害

氟化工生產工藝中產生的裂解氣、精餾高沸殘液等都屬于有毒有害物質，為氟化工生產中不能忽視的危險因素。氟化工生產工藝從裂解反應器開始，后續工藝中會涉及不同類型的全氟烴類、氯氟烴類物質，這些物質多達三十幾種。現場操作人員受裂解氣、精餾高沸殘液的影響較為明顯，當操作人員吸入上述介質后，會不同的臨床表現，輕度吸入可能造成呼吸道、食道或皮膚出現不適癥狀，重度吸入可能造成昏迷、心臟驟停等嚴重反應，甚至造成死亡。含氟烯烴類物質均有不同程度的毒性，如全氟異丁烯，其為劇毒品，三氟乙烷、四氟乙烯、八氟環丁烷等低毒性的物質，吸入后人體可能造成輕微中毒反應，相比較之下，裂解混合氣、八氟異丁烯等毒性較高的物質，吸入后可對人體造成嚴重的損害，濃度越高、吸入時間越長，中毒越深。

3 氟化工生產中的安全防范

根據上述氟化工生產中的危險因素，需進一步提出安全防范的措施，以提高氟化工生產的安全水平。

3.1 生產工藝的安全控制

提升生產工藝安全控制水平是加強氟化工生產安全防范的重要措施，有利于提高氟化工安全生產的整體水平。

首先，氟化工生產中要選擇安全技術達標的生產設備。氟化工生產中涉及到腐蝕性問題，選擇合適材質的生產設備，能夠解決腐蝕問題，進而預防泄漏事故。生產工藝中生產設備材質選擇時要提前組織掛片試驗，主要目的就是保證生產設備材質符合氟化工生產的安全性要求，有效控制氟化工生產過程中的安全風險。

其次，氟化工生產要對反應放熱進行安全控制。多數氟化反應為放熱反應，反應產生的熱量如果沒有及時移除會引起溫度急劇上升，生產中要合理設置冷卻設備，及時移除多余的熱量，同時要做好操作環境的通風和降溫，避免環境局部高溫，從而提高氟化工生產的安全水平。

最后，氟化工生產中需根據相關法律及規范要求，設置分散控制系統(DCS)和獨立的安全儀表系統(SIS)，完成安全完整性等級(SIL)評估，利用DCS系統和SIS系統實時監測氟化工生產的過程。針對氟化工生產中可能產生的可燃氣體、有毒氣體，設置可燃、有毒氣體檢測報警系統和相應的事故處理系統，采用現場與遠程控制相結合的方式，最大程度地保證氟化工生產的安全度。

3.2 對員工實行全方位保護

氟化工生產過程中要對操作人員實行全方位的保護。氟化工生產時如果發生危險，操作人員是直接的受害人。氟化工企業中為了保護操作人員，就要組織全方位的保護。操作人員自身要樹立安全保護意識，嚴格按照安全規范落實防護及隔離措施，在涉及氯氣、氟化氫等有毒、有害物質的生產線上，操作人員要進行全方位的隔離及防護，定期檢查有毒氣體檢測儀的準確性，定期檢查和清洗生產中所需的防護用具，如：手套、面罩、防護服等，保證防護用具的可靠性；涉及腐蝕性物質的生產線上，操作人員應做好個人防護，生產中必須配置耐腐蝕防護用具，做好防腐蝕工作，確保生產線操作人員的安全性。

3.3 制定全面的應急措施

氟化工生產工藝的安全防范中要制定全面的應急措施，主要是監控生產工藝，提高預警的時效性，快速評估氟化工生產工藝中的風險并及時給出應急措施，最大程度地減少氟化工生產中的人員傷亡及財產損失。氟化工生產工藝中的危險源、泄漏點比較多，全面應急措施中要清晰地標記出危險源、泄漏點的位置，如罐區位置、生產裝置位置，并設置安全標語，樹立警示牌?，F如今信息技術已快速發展，在氟化工生產的緊急應急措施中應應用信息化手段，在現場可能發生泄漏的位置設置自動報警儀，一旦生產過程中出現泄露風險，自動報警儀會立即啟動報警，提醒操作人員注意安全防護。

4 結語

氟化工生產時應針對生產工藝中的各類風險實行安全防范，安全防范措施有助于提高氟化工安全生產水平。企業生產人員還要根據生產情況提出相關的安全建議，并不斷改進，只有這樣才能保障氟化工生產的安全性、有效性，提高氟化工企業的生產力，全面保障氟化工生產中操作人員及財產的安全，提高氟化工企業的經濟效益。