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一、化工生產的的特點
化工生產具有易燃、易爆、易中毒、高溫、高壓、有腐蝕性等特點,因而較其他工業部門有更大的危險。可歸納為以下四點：
(1)化工生產使用的原料、半成品和成品種類繁多,絕大部分是易燃、易爆、有毒害、有腐蝕的化學危險品。這給生產過程中對這些原材料、燃料、中間產品的儲存和運輸都提出了特殊的要求。經常因處理不當而發生事故。不僅職工的生命財產受到危害,事故還容易擴大蔓延,對周圍居民造成公害。因此,搞好化工廠的安全工作,不僅是保證生產順利進行的必要條件,也是保證社會穩定的重要因素。
(2)化工生產要求的工藝條件苛刻。有些化學反應在高溫、高壓下進行,有的要在低溫、高真空度下進行。這就要求化工生產要嚴格控制工藝指標,對員工的要求必須嚴格。化工產品的制造一般通過物理變化和化學反應,不僅工藝復雜而且有些反應十分劇烈,極易失控,而且大多在反應容器或管道中進行,難于監視,所以化工生產比其它工業具有更特殊的潛在危險性。一旦操作條件發生變化、工藝受到干擾產生異常,或因人的特性和素質欠佳等原因造成誤操作,潛在危險就會發展成為災害性事故。
(3)生產規模大型化。近20年來,國際上化工生產采用大型生產裝置是一個明顯的趨勢,以化肥生產為例,20世紀50年代合成胺的最大規模為6萬t/a；60年代末,為30萬t/a；70年代發展為54萬t/a。
采用大型裝置可以明顯降低單位生產的建設投資和生產成本,提高勞動生產能力,減少能耗。因此,世界各國都積極發展大型化工生產裝置。進而導致生產中的原料,成品大規模化。
(4)從生產方式上講,化工生產已經從過去落后的壇壇罐罐的手工操作、間斷生產轉變為高度自動化、連續化生產；生產裝置由敞開式變為密閉式；生產裝置從室內走向露天；生產操作由分散控制變為集中控制,同時也由人工手工操作變為儀表自動操作,進而發展為計算機控制。自動化雖然增加了設備運行的可靠性,但也可能因控制系統失靈而發生事故。據美國石油保險協會對煉油廠火災爆炸事故的統計表明,因控制系統失靈而造成事故的達6.1%。
同時,在很多化工生產中,特別是在精細化工中間間歇操作還很多。在間歇操作時,由于人機接觸過于靠近、崗位環境差、勞動強度大,致使發生事故很難避免。
二、 化工生產中事故的特征
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規模決定的。為了預防事故,必須了解這些特點。
1、火災爆炸中毒事故多且后果嚴重
根據我國30余年的統計資料說明,化工廠的火災爆炸事故死亡人數占因工死亡總人數的13．8%,占第一位；中毒窒息事故致死人數為總人數的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、反應性和毒性本身確定了上述事故的頻繁發生。反應器、壓力容器的爆炸以及燃燒傳播速度超過音速時的爆轟,都會造成破壞力極強的沖擊波,沖擊波超壓達0．2atm時會使磚木結構建筑物部分倒塌、墻壁崩裂,被壓住的人員將會達30%。如果是在室內爆炸,一般要增加7倍的壓力,任何堅固的建筑物都承受不了這樣大的壓力。
由于管線破裂或設備損壞,大量易燃氣體或液體瞬間泄放,便會迅速蒸發形成蒸氣云團,并且與空氣混合達到爆炸下限,隨風漂移,如果飛到居民區遇明火爆炸,其后果是難以想象的。據估計50t的易燃氣體泄漏,將會造成直徑為700m的支團,在其覆蓋下的居民,將會被爆炸火球或擴散的火焰灼傷,其輻射強度將達14W/CM2,而人能承受的安全輻射強度僅為0．5W/CM2,同時還會因缺乏氧氣窒息致死。
多數化學物品對人體有害,生產中由于設備密封不嚴,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、據化工部門統計,因一氧化碳、硫化氫、氮氣、氮氧化物、氨、苯、二氧化碳、二氧化硫、光氣、氯化鋇、氯氣、甲烷、氯乙烯、磷、苯酚、砷化物等16種物質造成中毒、窒息的死亡人數占中毒死亡總人數的87．9%。而這些物質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物質處于工藝過程中或貯存狀態,一些比空氣重的液化氣體如氨、氯等,在設備或管道破口處以15～30度呈錐形擴散,在擴散寬度100M左右時,人還容易察覺迅速逃離,但在距離較遠而毒氣濃度尚未稀釋到安全值時,毒氣影響寬度可達1公里或更多,人則很難逃離并導致中毒,1984年印度博帕爾事故造成兩千人死亡就是特大的事例。
2、正常生產時事故發生多
正常生產活動時發生事故造成死亡的占因工死亡總數66．7%,而非正常生產活動時僅占12%。
(1)化工生產中有許多副反應生成,有些機理尚不完全清楚,有些則是在危險邊緣如爆炸極限附近進行生產的,如乙烯制環氧烷、甲醇氧化制甲醛等,生產條件稍一波動就會發生嚴重事故。間歇生產更是如此。
(2)化工工藝中影響各種參數的干擾因素很多,設定的參數很容易發生偏移,而參數的偏移是事故的根源之一,即使在自動調節的過程中也會產生失調或失控現象,人工調節更易發生事故。
(3)由于人的素質或人機工程設計欠佳,往往會造成誤操作如看錯儀表、開錯閥門等。特別是現代化的生產中,人是通過控制臺進行操作的,發生誤操作的機會更多。
3．材質和加工缺陷以及腐蝕的特點
化工廠的工藝設備一般都是在嚴酷的生產條件下運行的。腐蝕介質的作用、振動、壓力波造成的疲勞、高低溫度影響材質的性質等都是在安全方面應該引起重視的問題。
化工設備的破損與應力腐蝕裂紋有很大關系。設備材質受到制造時的殘余應力、運轉時拉伸應力的作用,在腐蝕的環境中就會產生裂紋并發展擴大,在特定的條件下,如壓力波動、嚴寒天氣就會引起脆性破裂,造成巨大的災難性事故。
制造化工設備時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過熱處理則會使焊區附近材料性能劣化,容易產生裂紋使設備破損。
4．事故的集中和多發
化工生產常遇到事故多發的情況,給生產帶來被動,化工裝置中的許多關鍵設備、特別是高負荷的塔槽、壓力容器、反應釜、經常開閉的閥門等,運轉一定時間后,常會出現多發故障或集中發生故障的情況,這是由于設備進入到壽命周期的故障頻發階段。日本在70年代初期,石油化工、合成氨等工廠事故頻繁發生,火災爆炸惡性事故連續不斷,經過三年努力采取安全措施才穩定下來。通過分析認為是50～60年代進口的設備已達到浴盆曲線的故障多發期,由此得出教訓,即對待多發事故必須采取預防對策,加強設備檢驗、充實備品備件,及時更換使用到期的設備。 |
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