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一、化工生產(chǎn)的的特點(diǎn)
化工生產(chǎn)具有易燃、易爆、易中毒、高溫、高壓、有腐蝕性等特點(diǎn),因而較其他工業(yè)部門有更大的危險(xiǎn)。可歸納為以下四點(diǎn)：
(1)化工生產(chǎn)使用的原料、半成品和成品種類繁多,絕大部分是易燃、易爆、有毒害、有腐蝕的化學(xué)危險(xiǎn)品。這給生產(chǎn)過程中對(duì)這些原材料、燃料、中間產(chǎn)品的儲(chǔ)存和運(yùn)輸都提出了特殊的要求。經(jīng)常因處理不當(dāng)而發(fā)生事故。不僅職工的生命財(cái)產(chǎn)受到危害,事故還容易擴(kuò)大蔓延,對(duì)周圍居民造成公害。因此,搞好化工廠的安全工作,不僅是保證生產(chǎn)順利進(jìn)行的必要條件,也是保證社會(huì)穩(wěn)定的重要因素。
(2)化工生產(chǎn)要求的工藝條件苛刻。有些化學(xué)反應(yīng)在高溫、高壓下進(jìn)行,有的要在低溫、高真空度下進(jìn)行。這就要求化工生產(chǎn)要嚴(yán)格控制工藝指標(biāo),對(duì)員工的要求必須嚴(yán)格。化工產(chǎn)品的制造一般通過物理變化和化學(xué)反應(yīng),不僅工藝復(fù)雜而且有些反應(yīng)十分劇烈,極易失控,而且大多在反應(yīng)容器或管道中進(jìn)行,難于監(jiān)視,所以化工生產(chǎn)比其它工業(yè)具有更特殊的潛在危險(xiǎn)性。一旦操作條件發(fā)生變化、工藝受到干擾產(chǎn)生異常,或因人的特性和素質(zhì)欠佳等原因造成誤操作,潛在危險(xiǎn)就會(huì)發(fā)展成為災(zāi)害性事故。
(3)生產(chǎn)規(guī)模大型化。近20年來,國(guó)際上化工生產(chǎn)采用大型生產(chǎn)裝置是一個(gè)明顯的趨勢(shì),以化肥生產(chǎn)為例,20世紀(jì)50年代合成胺的最大規(guī)模為6萬t/a；60年代末,為30萬t/a；70年代發(fā)展為54萬t/a。
采用大型裝置可以明顯降低單位生產(chǎn)的建設(shè)投資和生產(chǎn)成本,提高勞動(dòng)生產(chǎn)能力,減少能耗。因此,世界各國(guó)都積極發(fā)展大型化工生產(chǎn)裝置。進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)中的原料,成品大規(guī)模化。
(4)從生產(chǎn)方式上講,化工生產(chǎn)已經(jīng)從過去落后的壇壇罐罐的手工操作、間斷生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨茸詣?dòng)化、連續(xù)化生產(chǎn)；生產(chǎn)裝置由敞開式變?yōu)槊荛]式；生產(chǎn)裝置從室內(nèi)走向露天；生產(chǎn)操作由分散控制變?yōu)榧锌刂?同時(shí)也由人工手工操作變?yōu)閮x表自動(dòng)操作,進(jìn)而發(fā)展為計(jì)算機(jī)控制。自動(dòng)化雖然增加了設(shè)備運(yùn)行的可靠性,但也可能因控制系統(tǒng)失靈而發(fā)生事故。據(jù)美國(guó)石油保險(xiǎn)協(xié)會(huì)對(duì)煉油廠火災(zāi)爆炸事故的統(tǒng)計(jì)表明,因控制系統(tǒng)失靈而造成事故的達(dá)6.1%。
同時(shí),在很多化工生產(chǎn)中,特別是在精細(xì)化工中間間歇操作還很多。在間歇操作時(shí),由于人機(jī)接觸過于靠近、崗位環(huán)境差、勞動(dòng)強(qiáng)度大,致使發(fā)生事故很難避免。
二、 化工生產(chǎn)中事故的特征
化工事故的特征基本上是由所用原料特性、加工工藝方法和生產(chǎn)規(guī)模決定的。為了預(yù)防事故,必須了解這些特點(diǎn)。
1、火災(zāi)爆炸中毒事故多且后果嚴(yán)重
根據(jù)我國(guó)30余年的統(tǒng)計(jì)資料說明,化工廠的火災(zāi)爆炸事故死亡人數(shù)占因工死亡總?cè)藬?shù)的13．8%,占第一位；中毒窒息事故致死人數(shù)為總?cè)藬?shù)的12%,占第二位,其它為高空墜落和觸電,分別占三、四位。
很多化工原料的易燃性、反應(yīng)性和毒性本身確定了上述事故的頻繁發(fā)生。反應(yīng)器、壓力容器的爆炸以及燃燒傳播速度超過音速時(shí)的爆轟,都會(huì)造成破壞力極強(qiáng)的沖擊波,沖擊波超壓達(dá)0．2atm時(shí)會(huì)使磚木結(jié)構(gòu)建筑物部分倒塌、墻壁崩裂,被壓住的人員將會(huì)達(dá)30%。如果是在室內(nèi)爆炸,一般要增加7倍的壓力,任何堅(jiān)固的建筑物都承受不了這樣大的壓力。
由于管線破裂或設(shè)備損壞,大量易燃?xì)怏w或液體瞬間泄放,便會(huì)迅速蒸發(fā)形成蒸氣云團(tuán),并且與空氣混合達(dá)到爆炸下限,隨風(fēng)漂移,如果飛到居民區(qū)遇明火爆炸,其后果是難以想象的。據(jù)估計(jì)50t的易燃?xì)怏w泄漏,將會(huì)造成直徑為700m的支團(tuán),在其覆蓋下的居民,將會(huì)被爆炸火球或擴(kuò)散的火焰灼傷,其輻射強(qiáng)度將達(dá)14W/CM2,而人能承受的安全輻射強(qiáng)度僅為0．5W/CM2,同時(shí)還會(huì)因缺乏氧氣窒息致死。
多數(shù)化學(xué)物品對(duì)人體有害,生產(chǎn)中由于設(shè)備密封不嚴(yán),特別是在間歇操作中泄漏的情況很多,容易造成操作人員的急性和慢性中毒、據(jù)化工部門統(tǒng)計(jì),因一氧化碳、硫化氫、氮?dú)狻⒌趸铩薄⒈健⒍趸肌⒍趸颉⒐鈿狻⒙然^、氯氣、甲烷、氯乙烯、磷、苯酚、砷化物等16種物質(zhì)造成中毒、窒息的死亡人數(shù)占中毒死亡總?cè)藬?shù)的87．9%。而這些物質(zhì)在一般化工廠中都是常見的。
化工裝置的大型化使大量化學(xué)物質(zhì)處于工藝過程中或貯存狀態(tài),一些比空氣重的液化氣體如氨、氯等,在設(shè)備或管道破口處以15～30度呈錐形擴(kuò)散,在擴(kuò)散寬度100M左右時(shí),人還容易察覺迅速逃離,但在距離較遠(yuǎn)而毒氣濃度尚未稀釋到安全值時(shí),毒氣影響寬度可達(dá)1公里或更多,人則很難逃離并導(dǎo)致中毒,1984年印度博帕爾事故造成兩千人死亡就是特大的事例。
2、正常生產(chǎn)時(shí)事故發(fā)生多
正常生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)發(fā)生事故造成死亡的占因工死亡總數(shù)66．7%,而非正常生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)僅占12%。
(1)化工生產(chǎn)中有許多副反應(yīng)生成,有些機(jī)理尚不完全清楚,有些則是在危險(xiǎn)邊緣如爆炸極限附近進(jìn)行生產(chǎn)的,如乙烯制環(huán)氧烷、甲醇氧化制甲醛等,生產(chǎn)條件稍一波動(dòng)就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重事故。間歇生產(chǎn)更是如此。
(2)化工工藝中影響各種參數(shù)的干擾因素很多,設(shè)定的參數(shù)很容易發(fā)生偏移,而參數(shù)的偏移是事故的根源之一,即使在自動(dòng)調(diào)節(jié)的過程中也會(huì)產(chǎn)生失調(diào)或失控現(xiàn)象,人工調(diào)節(jié)更易發(fā)生事故。
(3)由于人的素質(zhì)或人機(jī)工程設(shè)計(jì)欠佳,往往會(huì)造成誤操作如看錯(cuò)儀表、開錯(cuò)閥門等。特別是現(xiàn)代化的生產(chǎn)中,人是通過控制臺(tái)進(jìn)行操作的,發(fā)生誤操作的機(jī)會(huì)更多。
3．材質(zhì)和加工缺陷以及腐蝕的特點(diǎn)
化工廠的工藝設(shè)備一般都是在嚴(yán)酷的生產(chǎn)條件下運(yùn)行的。腐蝕介質(zhì)的作用、振動(dòng)、壓力波造成的疲勞、高低溫度影響材質(zhì)的性質(zhì)等都是在安全方面應(yīng)該引起重視的問題。
化工設(shè)備的破損與應(yīng)力腐蝕裂紋有很大關(guān)系。設(shè)備材質(zhì)受到制造時(shí)的殘余應(yīng)力、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)拉伸應(yīng)力的作用,在腐蝕的環(huán)境中就會(huì)產(chǎn)生裂紋并發(fā)展擴(kuò)大,在特定的條件下,如壓力波動(dòng)、嚴(yán)寒天氣就會(huì)引起脆性破裂,造成巨大的災(zāi)難性事故。
制造化工設(shè)備時(shí)除了選擇正確的材料外,還要求正確的加工方法,以焊接為例,如果焊縫不良或未經(jīng)過熱處理則會(huì)使焊區(qū)附近材料性能劣化,容易產(chǎn)生裂紋使設(shè)備破損。
4．事故的集中和多發(fā)
化工生產(chǎn)常遇到事故多發(fā)的情況,給生產(chǎn)帶來被動(dòng),化工裝置中的許多關(guān)鍵設(shè)備、特別是高負(fù)荷的塔槽、壓力容器、反應(yīng)釜、經(jīng)常開閉的閥門等,運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后,常會(huì)出現(xiàn)多發(fā)故障或集中發(fā)生故障的情況,這是由于設(shè)備進(jìn)入到壽命周期的故障頻發(fā)階段。日本在70年代初期,石油化工、合成氨等工廠事故頻繁發(fā)生,火災(zāi)爆炸惡性事故連續(xù)不斷,經(jīng)過三年努力采取安全措施才穩(wěn)定下來。通過分析認(rèn)為是50～60年代進(jìn)口的設(shè)備已達(dá)到浴盆曲線的故障多發(fā)期,由此得出教訓(xùn),即對(duì)待多發(fā)事故必須采取預(yù)防對(duì)策,加強(qiáng)設(shè)備檢驗(yàn)、充實(shí)備品備件,及時(shí)更換使用到期的設(shè)備。 |
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