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化工生產(chǎn)靜電安全防護(hù)

文檔作者：陸瑛文檔來源：廣西工聯(lián)工業(yè)工程咨詢設(shè)計(jì)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2020年12月02日
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第42卷 第l期
2013年1月
化工技術(shù)與開發(fā)
Technology &amp;amp; Development of Chemical Industry
Vo1．42 No．1
Jan．201 3
化工生產(chǎn)靜電安全防護(hù)
陸瑛
(廣西工聯(lián)工業(yè)工程咨詢設(shè)計(jì)有限公司，廣西南寧530003)
摘要：針對由靜電導(dǎo)致的典型案例，分析了靜電安全事故的形成原因，以及應(yīng)該采取的防護(hù)措施。
關(guān)鍵詞：靜電；安全防護(hù)；化工生產(chǎn)
中圖分類號(hào)：TQ 086．1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671—9905(2013)01-0064-02
在化工生產(chǎn)中，靜電是導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸事故最常
見、危害最大的原因之一。
靜電的產(chǎn)生是一個(gè)起因復(fù)雜、方式多樣的過程，
感應(yīng)、介質(zhì)極化、溫差、壓力、吸附、電解、接觸等均可
導(dǎo)致靜電的產(chǎn)生。其中，接觸起電是化工生產(chǎn)過程
產(chǎn)生靜電的主要方式。粉體物料在研磨、攪拌、碾壓、
篩分或高速運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生靜電；液體在流動(dòng)、過濾、
攪拌、噴射、飛濺、沖刷、灌注、滴下、沉降、劇烈晃動(dòng)
等過程中，因與管道、容器互相摩擦，或與液面發(fā)生
沖擊會(huì)產(chǎn)生靜電；可燃蒸氣和氣體在高速運(yùn)動(dòng)、噴射
等過程中，因與管道、容器互相摩擦也會(huì)產(chǎn)生靜電。
化工生產(chǎn)過程普遍存在著磨擦、輸送、裝卸、噴
射、攪拌、沖刷等極易產(chǎn)生靜電聚積的操作工序，同
時(shí)介質(zhì)有易燃、易爆的生產(chǎn)特點(diǎn)，因此，由靜電導(dǎo)致
的火災(zāi)、爆炸事故時(shí)有發(fā)生。
1 典型案例分析
近幾年，廣西地區(qū)先后發(fā)生多起因靜電火花造
成的火災(zāi)、爆炸事故。
(1)2008年1月，某溶解乙炔廠3#高壓干燥器
發(fā)生劇烈爆炸，高壓干燥器50ram厚的平板封頭和
35mm厚的筒體爆裂解體，排污管被震斷，與其串聯(lián)
的2#高壓干燥器筒體發(fā)生鼓脹變形，生產(chǎn)廠房屋面
被掀翻。直接經(jīng)濟(jì)損失約100多萬元，輕傷1人。
事故的直接原因：3#高壓干燥器排污閥法蘭墊
片損壞，高壓干燥器內(nèi)約1．5MPa的乙炔氣體高速噴
出產(chǎn)生靜電火花發(fā)生爆燃，在高溫高壓作用下，僅幾
秒鐘時(shí)間，法蘭面的火焰突然消失，繼而高壓干燥器
內(nèi)的乙炔氣發(fā)生劇烈的分解爆炸。
(2)2008年8月26日，某化工公司有機(jī)化工廠
在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，物料罐場發(fā)生重大化學(xué)爆炸及
收稿日期：2012—11-05
火災(zāi)，進(jìn)而導(dǎo)致全廠發(fā)生重大爆炸、火災(zāi)事故，造成
21人死亡，59人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失7580萬元。
該廠于20個(gè)世紀(jì)70年代初建設(shè)，采用電石乙
炔法生產(chǎn)醋酸乙烯。工廠物料罐場共有32臺(tái)常壓
固定頂罐，總?cè)莘e4600m 。其中，鋁制和碳鋼制儲(chǔ)
罐各14臺(tái)，不銹鋼儲(chǔ)罐4臺(tái)。儲(chǔ)存物料主要有醋酸、
醋酸乙烯、甲醇、乙醇、醋酸乙烯反應(yīng)液、回收液等易
燃易爆化學(xué)品。
事故發(fā)生前，合成工序生產(chǎn)工藝不穩(wěn)定，5臺(tái)
100m 并聯(lián)使用的鋁制反應(yīng)液中間儲(chǔ)罐液面大幅下
降，罐內(nèi)形成負(fù)壓，從放空管口和液位計(jì)孑L吸人大量
空氣，進(jìn)人罐內(nèi)的空氣與罐內(nèi)的以乙炔氣為主的易
燃?xì)怏w(由反應(yīng)液解析出的乙炔氣約占90％)形成
爆炸性混合氣體，遇靜電火花發(fā)生爆燃，造成3號(hào)鋁
制儲(chǔ)罐破裂，5臺(tái)反應(yīng)液儲(chǔ)罐共約230m。反應(yīng)液全
部流出，其蒸發(fā)的易燃?xì)怏w與空氣混合形成爆炸性
蒸氣云團(tuán)向生產(chǎn)區(qū)擴(kuò)散，遇明火發(fā)生空間化學(xué)爆炸
并燃起大火，引發(fā)罐場發(fā)生連鎖爆炸，爆炸沖擊波還
震斷合成工序的PVC乙炔氣管道和其他生產(chǎn)裝置，
導(dǎo)至大量乙炔氣體和易燃液體泄漏出，引發(fā)生產(chǎn)區(qū)
更激烈的連鎖爆炸和火災(zāi)。爆炸將全廠數(shù)萬平方米
建(構(gòu))筑物和生產(chǎn)裝置摧毀。暴露半徑2000 m范
圍內(nèi)的建筑物不同程度受損。據(jù)測算，最大一次爆
炸能量約10tTNT當(dāng)量。
事故的直接原因主要有：
(a)儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。所有儲(chǔ)罐都是固定
頂罐，并在罐頂上開了浮子液位計(jì)鋼絲繩孑L和放空
管孔，放空管沒有安裝阻火器。當(dāng)生產(chǎn)工藝不穩(wěn)定，
罐內(nèi)液位下降時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓吸入空氣。
(b)安裝缺陷。所有儲(chǔ)罐均未按設(shè)計(jì)要求安裝
第1期 陸瑛：化工生產(chǎn)靜電安全防護(hù) 65
靜電接地。
(c)設(shè)備維護(hù)管理不當(dāng)。擅自將儲(chǔ)罐原有的事
故氮保護(hù)系統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)和溫度測量裝置拆除。
(d)更換加大反應(yīng)液出料泵時(shí)，沒有同時(shí)更換
進(jìn)、出料管，增加了物料的流速和流量，導(dǎo)致流體靜
電電位大幅升高。
(e)儲(chǔ)罐區(qū)沒有按設(shè)計(jì)安裝使用溫度測量裝置
和可燃?xì)怏w報(bào)警。
(3)201 1年4月，某農(nóng)藥廠用真空泵從200L塑
料桶抽吸二甲苯進(jìn)入攪拌釜，當(dāng)桶內(nèi)物料降到約1／4
桶液位時(shí)，桶口突然著火，因處置不當(dāng)，導(dǎo)致火災(zāi)蔓
延，將廠房、倉庫、農(nóng)藥原料和成品、生產(chǎn)設(shè)備等全部
燒毀，直接經(jīng)濟(jì)損失約170萬元。
事故的直接原因：抽料用的是普通硬塑料管，二
甲苯包裝桶又是塑料桶，均是絕緣材料，由于流速
快，抽料時(shí)間長，二甲苯與塑料管磨擦產(chǎn)生的靜電不
能導(dǎo)出，工人手扶的塑料管與塑料桶發(fā)生相碰產(chǎn)生
靜電火花引燃二甲苯蒸氣。
2 靜電火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性分析
介質(zhì)的流動(dòng)性與易燃易爆性是化工生產(chǎn)的基本
特征，因此，靜電導(dǎo)致的火災(zāi)、爆炸事故是化工生產(chǎn)
過程中固有的危險(xiǎn)。
2．1 靜電放電形式
靜電可產(chǎn)生高電壓及靜電場。如果靜電電位高，
電場強(qiáng)度超過附近電介質(zhì)的絕緣擊穿電場時(shí)，就要
開始放電。一般來說，靜電放電可分為空中放電和
表面放電。空中放電有電暈放電、刷形放電和火花
放電。其中火花放電多發(fā)生在金屬物體之間，放電
時(shí)電極間的空氣被擊穿，形成了很集中的放電通路，
其能量較其他形式放電能量大，引燃的危險(xiǎn)性最大。
因此，防止火花放電是化工生產(chǎn)過程中需要特別控
制的靜電危害。
2．2 火花放電的危險(xiǎn)性
靜電電位高低主要與材料性質(zhì)、接觸時(shí)間長短、
流速、沖擊強(qiáng)度等因素有關(guān)。如果物體產(chǎn)生的靜電
不能及時(shí)導(dǎo)出，靜電能量得以積聚，靜電電位不斷上
升，當(dāng)靜電電場強(qiáng)度超過周圍介質(zhì)的擊穿場強(qiáng)時(shí)，就
會(huì)發(fā)生靜電火花放電。如果靜電火花的能量大于其
周圍易燃或爆炸性混合物所需的最小點(diǎn)火能量時(shí)，
就會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。
靜電引起火災(zāi)、爆炸事故必須同時(shí)具備以下條
件：
(1)具有產(chǎn)生靜電的條件，即兩種不同物質(zhì)的
相互接觸；
(2)靜電能量得以積聚，使之達(dá)到火花放電的
靜電電位；
(3)靜電放電的火花能量達(dá)到爆炸性混合物的
最小點(diǎn)火能；
(4)靜電火花放電周圍存在易燃或爆炸性混合
物。
在上述4個(gè)條件中，只要消除其中任何一個(gè)都
可避免事故的發(fā)生?？刂魄?個(gè)條件實(shí)質(zhì)上是控制
靜電的產(chǎn)生和積聚，控制第4個(gè)條件就是消除或減
少周圍爆炸性混合物的產(chǎn)生。
3 化工生產(chǎn)過程的靜電安全防護(hù)措施
在工程實(shí)踐中，預(yù)防化工生產(chǎn)過程靜電火災(zāi)、爆
炸的控制措施一般有以下幾種方法：
(1)設(shè)備選材控制。凡儲(chǔ)存或輸送易燃易爆介
質(zhì)的設(shè)備和管道，應(yīng)盡量選用導(dǎo)電性能良好的金屬
材質(zhì)。當(dāng)必須采用絕緣材料(如塑料、玻璃、陶瓷等)，
則可在其內(nèi)、外壁噴涂導(dǎo)電性涂料或裝設(shè)金屬導(dǎo)體。
(2)流速控制。在化工工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)液
體的電阻率或管徑計(jì)算物料的最大允許流速，盡量
降低摩擦速度或流速以限制靜電的產(chǎn)生。在對設(shè)備
進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，應(yīng)對介質(zhì)的流速進(jìn)行重新核算，預(yù)
防流速超過限值產(chǎn)生靜電。
如對于烴類液體，其流速可按下式控制：
v2D ≤ 0
．64
式中：1一流速，rn·S～；
一管徑，m。
對輸送酯類、酮類、醇類液體的管道，如不發(fā)生
噴射，允許最大流速不超過10 rn·s一。
(3)設(shè)備結(jié)構(gòu)控制。易燃液體儲(chǔ)罐采用內(nèi)浮頂
罐，內(nèi)浮頂罐不僅可以減少物料的揮發(fā)損失，還可防
止空氣進(jìn)人罐內(nèi)與可燃蒸氣混合成爆炸性氣體。如
采用固定頂儲(chǔ)罐，可采用氮封的方法進(jìn)行保護(hù)。
根據(jù)流體隨著流速的降低，靜電消散過程加快
的特點(diǎn)，可在管道的末端加裝一個(gè)直徑較大的減壓
器(靜電緩和器)，以消除液體在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)積累
的靜電。同時(shí)，應(yīng)避免易燃液體介質(zhì)發(fā)生噴射或沖
擊。
(4)靜電導(dǎo)出控制。對易燃易爆介質(zhì)設(shè)備、管
(下轉(zhuǎn)第28頁)
化工技術(shù)與開發(fā) 第42卷
[38】M．M Lakouraj，B．Movassagh，J．Fasihi．Fe3~_Montmorillonite
KIO：an Eficient Catalyst for Selective Amidation of Alcohols
with Nitriles Under Non—Aqueous Condition[J]．Synth．
Commun．，2000(30)：821．
【39】Mukhopsdhyay M，Reddy M，M；Maikap G．Cobalt(Ⅱ)一
Catalyzed Conversion of Allylic Alcohols／Acetates to
Allylic Amides in the Presence of Nitriles[J]．J．Org．Chem．，
1995(60)：2670．
[40]E．Callens，A．J．Burton，A．G．M．Barrett，Synthesis of amides
using the Ritter reaction with bismuth triflate catalysis[J]．
Tetrahedron Lett．，2006(47)：8699．
Study and Application Development of Ritter Reaction
TANGLei，JIA Ling-xiao，GAOZhan·wen，HUANGXiao-jin，ZHAIChang-mei
(Shandong Lukang Pharmaceutical Co．，Ltd．，Jining 272073，China)
Abstract：The Ri~er reaction was one of important methods to built carbon—nitrogen bond，which had been widely used to prepare
fine chemicals，included pharmaceuticals，pesticides and fimctional monomers．The recent modified ways of Ritter reaction had been
reviewed in this artilce，included using of diferent catalyst systems，changing of the substrates，using novel assisting methods，and
other SO on，to accomplish Ritter reaction．
Key words：Ritter reaction；application；review
(上接第63頁)
題，它不僅僅是試車部門的問題，更是整個(gè)項(xiàng)目從設(shè) 方面面的問題。以上所述，只是對其中的一部分進(jìn)
計(jì)、采購到施工整體運(yùn)行最終結(jié)果的體現(xiàn)。試車遇 行了記錄，以求在今后的相關(guān)工作中能有所借鑒。
到的問題有時(shí)也并不局限在技術(shù)上，而是涉及了方
Summarization of LNG Installation Commissioning
ZHAI XiU—min
(Hebei Jinniu Chemical Industry Co．，Ltd．，Cangzhou 061000，China)
(上接第65頁)
道設(shè)置等電位連接和靜電接地，以消除靜電的積聚，
或在裝置上安裝靜電中和器等。對有可能發(fā)生易燃
介質(zhì)泄漏的場所設(shè)置消除人體靜電裝置。
(5)運(yùn)行管理控制。在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，應(yīng)加
強(qiáng)設(shè)備、管道的維護(hù)，防止因易燃易爆介質(zhì)泄漏形成
爆炸性混合物。
(6)其他控制措施還有物料凈化，增濕，可燃粉
體氣力輸送，采用惰性氣體作為氣源等。
化工生產(chǎn)過程是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過程，因
此，靜電的產(chǎn)生和導(dǎo)致靜電火災(zāi)爆炸事故的方式各
不相同，所采取的預(yù)防措施也不同，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝
和裝置、工作介質(zhì)的實(shí)際情況采取相應(yīng)的預(yù)防措施，
確保安全生產(chǎn)。
Safety Technology and Prevention of Static Charge in Chemical Production
LU Ying
(Guangxi Gonglian Industry Engineering Consulting and Design Co．，Ltd．，Nanning 530003，China)

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