孫林初 (江西省撫州市公安消防支隊 )

　　摘 要 :本文通過(guò)對化工生產(chǎn)中有機溶劑火災爆炸危險性的分析,闡述了有機溶劑生 產(chǎn)使用場(chǎng)所的火災特點(diǎn)并提出針對性的預防措施。

　　關(guān)鍵詞 :化工生產(chǎn) 有機溶劑 火災危險性 火災預防

　　前言

　　有機溶劑是一大類(lèi)在生活和生產(chǎn)中廣泛應用的有機化合物,分子量不大 ,常溫下呈液態(tài)。有機溶劑包括多類(lèi)物質(zhì),如鏈烷烴、烯烴、醇、醛、胺、酯、醚、酮、芳香烴、氫化烴、萜烯烴、鹵代烴、雜環(huán)化物、含氮化合物及含硫化合物等等, 多數對人體有一 定毒性。有機溶劑在工業(yè)生產(chǎn)中應用十分普遍, 在塑料、染料、橡膠、油漆、香料、印刷、油墨,電影膠片、醫藥、紡織、機械、選礦等各個(gè)領(lǐng)域均有應用。由于溶劑本身具有易燃易爆的特性,決定了溶劑生產(chǎn)使用場(chǎng)所具有較大的火災爆炸危險性,并且災后燃燒猛烈, 蔓延迅速, 撲救困難。溶劑生產(chǎn)使用場(chǎng)所火災爆炸事故時(shí)有發(fā)生。本文就有機溶劑生產(chǎn)使用場(chǎng)所的火險特點(diǎn)與預防對策進(jìn)行分析研究。

　　1 有機溶劑的類(lèi)型

　　有機溶劑種類(lèi)十分繁多 ,常見(jiàn)的溶劑有800多種, 按其化學(xué)結構可分為10大類(lèi): 芳香烴類(lèi): 苯、甲苯、二甲苯等;脂肪烴類(lèi):戊烷、己烷、辛烷等; 脂環(huán)烴類(lèi): 環(huán)己烷、環(huán)己酮、甲苯環(huán)己酮等; 鹵化烴類(lèi): 氯苯、二氯苯、二氯甲烷等;醇類(lèi): 甲醇、乙醇、異丙醇等; 醚類(lèi): 乙醚、環(huán)氧丙烷等; 酯類(lèi): 醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯等; 酮類(lèi):丙酮、甲基丁酮、甲基異丁酮等; 二醇衍生物: 乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚等; 其他: 乙腈、吡啶、苯酚等。

　　2 有機溶劑在生產(chǎn)中的應用

　　有機溶劑在備料、投料、化學(xué)反應、出料、分離等生產(chǎn)的各個(gè)工藝過(guò)程都有存在。有機溶劑在生產(chǎn)中應用大致可以歸納以下幾個(gè)方面。

　　2. 1 溶解物料 應用溶劑溶解物料,以提取生產(chǎn)所需的有效成分。如中藥雷公藤片的生產(chǎn), 采用乙醇和醋酸乙酯提取雷公藤片中的雷公藤甲素和乙素。

　　2. 2 稀釋物料 采用溶劑稀釋物料, 以滿(mǎn)足工藝要求。如乙醇和醚類(lèi)溶劑混合可以提高對硝基纖維的溶解能力, 在硝基纖維涂料中用作稀釋劑可以降低溶液黏度。橡膠制品生產(chǎn)中,在生膠或混煉膠中加入大量溶劑汽油進(jìn)行打漿,制成粘合用的膠漿。油漆生產(chǎn)中,直接將高溫樹(shù)脂打到溶劑況稀罐中制成油漆。

　　2. 3 處理物料 利用溶劑對物料進(jìn)行脫水、沉淀、結晶和洗滌等處理。如賽璐珞生產(chǎn)中,采用乙醇將含水硝脂棉中的水分除去;塑料生產(chǎn)中,用有機溶劑洗滌固體聚合物表面的雜質(zhì)。

　　2. 4 分離混合物 利用有機溶劑分離混合物在生產(chǎn)中應用廣泛, 如在合成橡膠生產(chǎn)過(guò)程中, 采用乙腈或二甲基甲酰胺萃取二丁烯。以糖醛作為萃取劑進(jìn)行萃取精餾,分離環(huán)已烷與苯的混合物。

　　2. 5 化學(xué)反應 有機溶劑常作為化學(xué)反應的介質(zhì), 生產(chǎn)新的化工產(chǎn)品。如染料N , N - 二甲基苯胺的合成,由甲醇、苯胺與硫酸混合,經(jīng)過(guò)甲基化反應,中和、分層、減壓蒸餾而得的產(chǎn)品。

　　2. 6 作為移除反應熱的載體 溶劑作為移除熱的載體 ,蒸發(fā)回流,是較好的移出反應熱的方法, 例如 ,在溶液聚合中 ,常采用此法以控 制聚合溫度。

　　2. 7 在特種工藝中起特殊作用 溶劑在特殊工藝中具有特殊作用,如靜電噴涂時(shí), 可用來(lái)調整防火涂料的導電率,以改進(jìn)霧化和上漆率; 在分散聚合物中用來(lái)控制聚合物的粒度; 在溶液聚 合中用作鏈轉移劑來(lái)控制分子量及其分布等。

　　3 溶劑生產(chǎn)使用場(chǎng)所火災爆炸危險性分析

　　3. 1 有機溶劑的危險性質(zhì)

　　3. 1. 1 燃燒爆炸性 有機溶劑絕大部分屬于易燃危險化學(xué)品, 它們的閃點(diǎn)一般在-41～46℃之間,沸點(diǎn)一般在30 ～200℃之間 ,密度較小,一般在0. 8 (水= 1 )左右,爆炸濃度下限一般小于 10%。溶劑所需點(diǎn)火能量微小,一般在0. 2～ 0. 3mJ , 如苯為0. 2mJ、丙烷為0. 29mJ。因而, 只要遇火,都可能引起爆炸燃燒。

　　3. 1. 2 揮發(fā)性 有機溶劑具有易揮發(fā)特性 。如汽油即使在較低的氣溫下都能蒸發(fā),揮發(fā)的蒸汽能迅速與空氣混合,形成爆炸性混合氣體。

　　3. 1. 3 流動(dòng)擴散性 溶劑具有流 動(dòng)擴散性的特性,其流動(dòng)性的強弱取決于本身的黏度。一般黏度低的液體,流動(dòng)擴散性強。如果管路、溶器破損或閘門(mén)關(guān)閉不嚴,罐裝超出溶器溶量,就容易造成跑、冒、滴、漏。流動(dòng)的可燃物就是流動(dòng)火源,增加了對周?chē)慕?、構筑物的威脅和危害?？扇夹粤鲃?dòng)物越好,擴散速度越快,其火災擴大的危險性越大。溶劑蒸汽若比空氣輕,逸散在空氣中擴散,順風(fēng)向移動(dòng),可成為氣體火焰迅速蔓延的條件。溶劑空氣若比空氣重,往往漂流于地表、溝渠建筑的死角, 不易被空氣吹散,一旦遇引火源就可能發(fā)生燃燒爆炸。

　　3. 1. 4 靜電危害性 溶劑類(lèi)物質(zhì)大多屬于絕緣物質(zhì),其導電性比較差, 如汽油、甲苯等 ,電阻率為1010～1015Ω. cm。在生產(chǎn)、使用、輸送、裝卸過(guò)程中, 與容器、管道、機泵、過(guò)濾介質(zhì),以及水、雜質(zhì)、空氣等發(fā)生碰撞、磨擦,都會(huì )產(chǎn)生靜電,由于物料本身不導電性, 所產(chǎn)生的靜電極難散失, 容易產(chǎn)生靜電火花。

　　3. 1. 5 毒害性 溶劑是由各 種碳氫化合物組成的,大多具有毒害性,其中芳香烴毒性最大, 環(huán)烷烴次之, 烷烴最小。如油漆涂料,特別是作為溶劑和稀釋劑的各種液體材料, 會(huì )揮發(fā)出刺激、毒害人的毒氣, 經(jīng)常吸入這種氣體, 就會(huì )破壞人的生理機能,并引起某些器官發(fā)生病變。

　　3. 2 有機溶劑生產(chǎn)使用場(chǎng)所的火災特點(diǎn)

　　3. 2. 1 易發(fā)生燃燒 溶劑生產(chǎn)使用場(chǎng)所, 一般多種原料、喑體、產(chǎn)品同時(shí)存在,工藝過(guò)程中,既有大量、多種易燃危險品,又有引起火源產(chǎn)生的可能性。如果控制不當,易發(fā)生燃燒。常見(jiàn)的引起火源有 明火、電氣火花、靜電火花、摩擦撞擊火花、高熱、自燃等。

　　3. 2. 2 易發(fā)生爆炸 在生產(chǎn)設備 的外部空間 , 由于溶劑以液態(tài)或 氣 態(tài) 的形式跑 、冒 、滴 、漏 ,易與空氣形成爆炸性 混合物 , 遇 火源引起著(zhù)火爆炸 。 一些生產(chǎn)設備為負壓操作 ,出現滲漏或誤操 作 等 異常情況 ,會(huì )使空氣進(jìn)入容器內 ,因氧化高溫引起可燃 蒸汽著(zhù)火爆炸 。 溶劑在應用 到生產(chǎn)過(guò)程中時(shí) , 其操作條件大 多 要 通過(guò)加溫 、加壓來(lái)實(shí)現 。當溫度失去控制 ,達到某一溶 劑的過(guò)熱溫度極限時(shí) ,就會(huì )由液相突變?yōu)闅庀?,體積迅 速擴大數十甚至數百倍,壓力猛增導致容器超壓爆炸; 在反復使用的溶劑中,過(guò)氧化物含量增多,發(fā)生異常反應,也會(huì )導致溫度壓力升高。當容器發(fā)生物理性爆炸后 ,其內部物料 (溶劑)則大量地迅速擴散,物理爆炸的高溫和遇外部火源又會(huì )引起擴散蒸汽的化學(xué)性爆炸和燃燒。

　　3. 2. 3 易形成大面積立體火災 有機溶劑從罐、桶、槽、鍋等容器中大量溢出,形成流淌火,流量越多,燃燒面積就越大。溶劑隨著(zhù)罐、桶、槽、鍋的爆炸而噴射到各個(gè) 角落, 瞬間形成大面積燃燒。長(cháng)期使用溶劑的設備、建筑, 在可燃蒸汽的熏蒸下,其表面常積有一定的數量污垢,火災通過(guò)這些可燃污垢迅速將設備的建筑引燃。 起火后溶劑、物料由上層流至下層, 爆炸時(shí)溶劑、物料上、下噴濺,均會(huì )形成上下一起的立體火災。

　　3. 2. 4 發(fā)生事故易引起連鎖反應 溶劑生產(chǎn)使用工藝各 生產(chǎn)工序相互銜接 , 設備之間相互串通,溶劑往往經(jīng)過(guò)幾道工序后回收反復使用, 一旦某個(gè)工序發(fā)生火災爆炸事故,易出現連鎖反應,火災爆炸事故沿著(zhù)生產(chǎn)管道、污水管網(wǎng)、可燃物料、建筑物孔洞蔓延。

　　4 防火措施

　　4. 1 建筑和布局符合防火要求 溶劑生產(chǎn)使用場(chǎng)所的建筑和布局,應按《建筑設計防火規范 》、《煉油化工企業(yè)設計防火規范》、《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規范》等相關(guān)要求和規定進(jìn)行設計、施工、安裝。工廠(chǎng)投產(chǎn)前,要經(jīng)過(guò)消防、安全監督管理部門(mén)的驗收批準才能投產(chǎn); 設備的布局一定要考慮安全防火的需要。

　　4. 2 用難燃或不燃的溶劑代替可燃溶劑 在生產(chǎn)中,用燃燒性能差的溶劑代替易燃溶劑,以改善操作的安全性。選擇危險性較小的液體作為溶劑時(shí),沸點(diǎn)和蒸汽壓是很重要的2個(gè)參數。沸點(diǎn)在110℃以上的液體,常溫下(18～20℃)不可能達到爆炸濃度。醋酸戊脂、丁醇、戊烷、乙二醇、氯苯、二甲苯等都是危險性較小的液體。代替可燃溶劑的不燃液體(或難 燃 液體 )有甲烷的氯衍生物 (二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳)及乙烯的氯衍生物 (三氯乙烯)等。例如, 溶解脂肪、油、樹(shù)脂、瀝青、橡膠以及油漆 ,可以用四氯化碳代替危險性大的液體溶劑?？梢杂貌蝗?或難燃)清洗劑代替汽油或其他易燃溶劑, 清洗粘有油污的機件和零件。

　　4. 3 嚴格安全操作 盡量減少敞口操作 ,采用密閉操作 ,容器要加蓋減 少溶劑揮發(fā) 。車(chē)間內各種化學(xué)原料和溶劑的儲存量要 嚴加控制 ,以不超過(guò)當天用量為宜 ,多用儲罐式靜態(tài)裝 料 ,而少使用桶式動(dòng)態(tài)裝料 。 在使用易燃易爆揮發(fā)性有機溶劑時(shí) , 應控 制 使 用 溫度在其沸點(diǎn) 30℃以下 。如果操作溫度高時(shí) ,應采取冷凝、冷卻措施。如油漆生產(chǎn)中 , 高溫樹(shù)脂 ( 200 ～ 240℃)直接加入兌稀溶劑 (溶劑汽油 、甲苯 、二甲苯等 ) 的兌稀罐中 ,會(huì )使溶劑溫度升高 , 溶劑蒸汽 大量排出。 因此 ,要在罐上安裝冷凝 、冷卻裝置 , 減少有機溶劑的 反復使用次數 。溶劑初次使用前進(jìn)行化驗檢測 。清除雜質(zhì)和水分。定期取樣分析反復使用的溶劑中的過(guò)氧化物含量,防止出現異常反應。

　　4. 4 控制和消除火源 溶劑生產(chǎn)使用場(chǎng)所嚴禁隨意使用明火或其他易于生產(chǎn)火源的用具及裝置, 如必須動(dòng)火、使用噴燈、焊接時(shí),必須在安全規范的區域里進(jìn)行。禁止一切能產(chǎn)生火花的行為,如用鐵棒敲開(kāi)封蓋的金屬桶、穿帶釘的鞋 和使用易產(chǎn)生火花的工具等。選用符合防爆等級要求的防爆電氣設備,采用耐火電纜或防火塑料管套敷設電氣線(xiàn)路。采用控制有機溶劑流速和攪拌速度、空間增濕,工藝設備、管線(xiàn)接地, 投入抗靜電添加劑等措施消除靜電火花?？^(guò)溶劑的棉紗、破布等必須存放在專(zhuān)用的有水的金屬桶內,定期予以清理燒毀。防止自燃。

　　4. 5 保證設備完好不漏 為了防止溶劑蒸汽逸出, 與空氣形成爆炸性混合物,設備應該密閉, 對于有壓設備更需要保持其密閉性。正確選擇設備之間的連接方法, 如設備與管理之間的連接應盡量采用焊接方法, 輸送易燃溶劑的管道應采用無(wú)縫鋼管等。由于生產(chǎn)過(guò)程中的高溫、腐蝕性,各種設備、容器、管線(xiàn)壁厚逐漸變薄 ,易發(fā)生泄漏的火災事故。因此,對重點(diǎn)設備應定期進(jìn)行保養、維修、更換, 嚴格檢漏、試漏。溶劑儲罐應盡可能埋在地下,防止高溫、日曬使之溫度升高,發(fā)生泄漏 。

　　4. 6 設置安全裝置和滅火設施 承壓設備及其他有爆炸危險的工藝設備上安裝獨立、合適的防爆泄壓裝置, 如安全閥、防爆膜等。在相互連通的生產(chǎn)工藝管線(xiàn)上安裝單向閥等阻火防爆裝置 ,以截斷事故擴展途徑。排汗管溝上設置隔油池、水封裝置。在溶劑生產(chǎn)使用場(chǎng)所, 設置濃度自檢測報警與通風(fēng)裝置聯(lián)動(dòng)系統。當發(fā)生泄漏時(shí), 泄漏液體蒸汽過(guò)到危險濃度時(shí),報警系統動(dòng)作, 同時(shí)通風(fēng)系統自動(dòng)開(kāi)啟, 驅散泄漏蒸汽。溶劑用量較大、發(fā)生事故后果嚴重的場(chǎng)所,增設蒸 汽幕或水噴淋系統。一旦溶劑或蒸汽大 量泄漏, 通風(fēng)不足以排除危險時(shí),則啟動(dòng)蒸汽幕或水噴淋系統,以稀釋溶劑、蒸汽 ,消除起火爆炸的危險。 根據生產(chǎn)使用溶劑工藝的不同特點(diǎn)和生產(chǎn)規模, 設置相應的固定式或移動(dòng)式滅火裝置。

　　4. 7 強消防安全管理 溶劑生產(chǎn)使用企業(yè)應建立健全消防安全管理制度,消防安全組織除按一般要求明確防火責任人,建立與生產(chǎn)相適應的義務(wù)消防隊外, 還要配備熟悉工藝流程,具有專(zhuān)業(yè)防火知識的專(zhuān)職防火安全員。加強對企業(yè)員工的消防安全培訓,做好切實(shí)可行的應急預案,定期組織滅火演練。

更多資料請點(diǎn)擊：安全教育