氟化工生产危险因素分析及安全防范

卢毅，余苏苏，占博川

(浙江工程设计有限公司，浙江 杭州 310002)

0 引言

氟化工产品应用领域广泛。由于氟化工生产中涉及很多危险性较高的化学品，生产过程中存在泄漏、中毒、爆炸等安全隐患，因此，氟化工企业在生产过程中应该高度重视这些危险因素的存在，全面落实安全防范措施，才能提高氟化工安全生产水平，避免发生安全事故对人员伤害与财产造成的损失。

1 氟化工生产时的工艺流程

大部分氟化工企业生产时使用的原材料为氯烷烃、氯烯烃。在催化剂的作用下，上述原材与氟化氢发生氟化反应，产物在洗涤、冷却、压缩、精馏等操作过程中会产生有机氟化物等副产物，还有一些氟化工企业的生产工艺中会发生氯化、裂解、聚合等反应，整个氟化工生产中会潜在很多安全风险，因此生产企业必须要明确氟化工生产中的危险因素，在此基础上落实安全防范措施，保证生产安全。

2 氟化工生产中的危险因素

氟化工生产过程中比较常见的危险因素包括：

2.1 氟化氢的危害

氟化氢是氟化工生产的主要原材料。氟化氢是无色、不可燃气体，具有很强的刺激性气味，可溶于水生成氢氟酸，溶解过程会释放大量的热。氢氟酸是一种无色、透明、有刺激性气味的液体，具有较强的腐蚀性，能够与很多金属发生化学反应产生氢气，存在燃爆风险[1]。根据GBZ 230—2010《职业性接触毒物危害程度分级》的划分，氟化氢属于高度危害介质，其职业接触的最高容许浓度为2 mg/m3。生产场所如果存在氟化氢气体，很容易通过呼吸道、食道、皮肤侵入人体。当吸入氟化氢浓度较高时，极易发生急性中毒的情况，伴随眼部和呼吸道的刺激，同时诱发支气管炎、肺水肿等疾病，严重时可造成操作人员死亡。在GB 18218—2018《危险化学品重大危险源辨识》中氟化氢被列入毒性物质的范畴，其临界值为1 t，超出临界量后则构成重大危险源。

2.2 氯的危害

氟化工生产中通常会使用液氯、氯气。氯气在常温、常压下为黄绿色气体，加压液化后转化成液氯。氯气为强氧化剂，有助燃性，多数可燃性物质均能在氯气中发生燃烧[2]。氟化工生产时使用的乙炔、乙醚、氨、烃类等都会和氯气剧烈反应，如操作不当可引发严重的爆炸。氯气可与很多金属、非金属发生明显的反应，造成严重的腐蚀。氯气的刺激性强，根据GBZ 230-2010的划分，氯气属于高度危害介质，其职业接触的最高容许浓度为1 mg/m3。生产场所中如果存在氯气，会通过呼吸道、食道进入人体，产生眼部刺激和呼吸道刺激等，轻度中毒者会有流泪、咳嗽、眼红等刺激性的症状，中度中毒会出现头疼、胸痛、支气管炎等症状，重度中毒会引发患者昏迷、休克以及肺水肿的问题，甚至死亡，部分急性中毒的患者出现神经兴奋、反射性心脏骤停的情况。此外，操作人员接触低浓度氯气后，会引起慢性中毒，出现支气管哮喘等症状，严重时还会出现牙齿酸蚀症。氟化工生产工艺中使用的液氯中含有微量的三氯化氮。三氯化氮在液氯气化过程中容易在汽化器底部出现富集，高浓度的三氯化氮受到外界震动会发生爆炸。我国曾经出现过三氯化氮富集爆炸的案例，爆炸事故导致数万人撤离，不仅影响企业的正常生产，更对周围环境造成很大破坏。

2.3 氯烷烃、氯烯烃的危害

氯烷烃、氯烯烃是氟化工生产的主要原料，这两类原料具有易燃易爆、有毒有害的特性，对环境危害极大[3]。如操作不当，氯烷烃、氯烯烃可与空气形成爆炸性混合物，遇引火源发生小范围的爆炸，爆炸可能导致可燃性有机物大量泄漏，遇空气和明火形成持续燃烧甚至爆炸。此外，有机物燃烧还可能产生大量有毒气体，使氟化工厂面临着较大的风险。以某化工厂氯烷烃泄露引发的爆炸事故为例，该化工厂生产含有机氟系列的农药、医药、染料、液晶材料等的中间体。该化工厂的一条有机氟生产线涉及到氯烷烃这种原料。生产过程中操作人员由于疲劳引发误操作，氯烷烃发生小范围泄露并聚集，遇引火源发生爆炸。事故发生后车间迅速组织人员撤离，外部消防救援力量到达现场后组织现场救援工作，经观察现场有明显的有机物泄漏现象，周围环境中弥漫着大量有毒物质。事故直接造成2死5伤，工厂停工检修3个月后才恢复生产。

2.4 裂解气、精馏高沸残液的危害

氟化工生产工艺中产生的裂解气、精馏高沸残液等都属于有毒有害物质，为氟化工生产中不能忽视的危险因素。氟化工生产工艺从裂解反应器开始，后续工艺中会涉及不同类型的全氟烃类、氯氟烃类物质，这些物质多达三十几种。现场操作人员受裂解气、精馏高沸残液的影响较为明显，当操作人员吸入上述介质后，会不同的临床表现，轻度吸入可能造成呼吸道、食道或皮肤出现不适症状，重度吸入可能造成昏迷、心脏骤停等严重反应，甚至造成死亡。含氟烯烃类物质均有不同程度的毒性，如全氟异丁烯，其为剧毒品，三氟乙烷、四氟乙烯、八氟环丁烷等低毒性的物质，吸入后人体可能造成轻微中毒反应，相比较之下，裂解混合气、八氟异丁烯等毒性较高的物质，吸入后可对人体造成严重的损害，浓度越高、吸入时间越长，中毒越深。

3 氟化工生产中的安全防范

根据上述氟化工生产中的危险因素，需进一步提出安全防范的措施，以提高氟化工生产的安全水平。

3.1 生产工艺的安全控制

提升生产工艺安全控制水平是加强氟化工生产安全防范的重要措施，有利于提高氟化工安全生产的整体水平。

首先，氟化工生产中要选择安全技术达标的生产设备。氟化工生产中涉及到腐蚀性问题，选择合适材质的生产设备，能够解决腐蚀问题，进而预防泄漏事故。生产工艺中生产设备材质选择时要提前组织挂片试验，主要目的就是保证生产设备材质符合氟化工生产的安全性要求，有效控制氟化工生产过程中的安全风险。

其次，氟化工生产要对反应放热进行安全控制。多数氟化反应为放热反应，反应产生的热量如果没有及时移除会引起温度急剧上升，生产中要合理设置冷却设备，及时移除多余的热量，同时要做好操作环境的通风和降温，避免环境局部高温，从而提高氟化工生产的安全水平。

最后，氟化工生产中需根据相关法律及规范要求，设置分散控制系统(DCS)和独立的安全仪表系统(SIS)，完成安全完整性等级(SIL)评估，利用DCS系统和SIS系统实时监测氟化工生产的过程。针对氟化工生产中可能产生的可燃气体、有毒气体，设置可燃、有毒气体检测报警系统和相应的事故处理系统，采用现场与远程控制相结合的方式，最大程度地保证氟化工生产的安全度。

3.2 对员工实行全方位保护

氟化工生产过程中要对操作人员实行全方位的保护。氟化工生产时如果发生危险，操作人员是直接的受害人。氟化工企业中为了保护操作人员，就要组织全方位的保护。操作人员自身要树立安全保护意识，严格按照安全规范落实防护及隔离措施，在涉及氯气、氟化氢等有毒、有害物质的生产线上，操作人员要进行全方位的隔离及防护，定期检查有毒气体检测仪的准确性，定期检查和清洗生产中所需的防护用具，如：手套、面罩、防护服等，保证防护用具的可靠性；涉及腐蚀性物质的生产线上，操作人员应做好个人防护，生产中必须配置耐腐蚀防护用具，做好防腐蚀工作，确保生产线操作人员的安全性。

3.3 制定全面的应急措施

氟化工生产工艺的安全防范中要制定全面的应急措施，主要是监控生产工艺，提高预警的时效性，快速评估氟化工生产工艺中的风险并及时给出应急措施，最大程度地减少氟化工生产中的人员伤亡及财产损失。氟化工生产工艺中的危险源、泄漏点比较多，全面应急措施中要清晰地标记出危险源、泄漏点的位置，如罐区位置、生产装置位置，并设置安全标语，树立警示牌。现如今信息技术已快速发展，在氟化工生产的紧急应急措施中应应用信息化手段，在现场可能发生泄漏的位置设置自动报警仪，一旦生产过程中出现泄露风险，自动报警仪会立即启动报警，提醒操作人员注意安全防护。

4 结语

氟化工生产时应针对生产工艺中的各类风险实行安全防范，安全防范措施有助于提高氟化工安全生产水平。企业生产人员还要根据生产情况提出相关的安全建议，并不断改进，只有这样才能保障氟化工生产的安全性、有效性，提高氟化工企业的生产力，全面保障氟化工生产中操作人员及财产的安全，提高氟化工企业的经济效益。