苯乙烯儲罐的安全性分析

呂祖鵬

(華東冶金地質(zhì)勘查局八一一地質(zhì)隊，安徽 滁州 239000)

1 苯乙烯性質(zhì)及危險性

1.1 苯乙烯性質(zhì)

苯乙烯為無色透明油狀液體，不溶于水，分子量104，熔點-30.6 ℃，沸點146 ℃，相對密度(水=1)0.906(25 ℃)，相對蒸氣密度(空氣=1)3.6，飽和蒸氣壓0.67 kPa(20 ℃)，閃點32 ℃，爆炸極限1.1%～6.1%。

1.2 苯乙烯危險性

苯乙烯易燃，易發(fā)生聚合反應，有燃燒和爆炸的可能，而且為防止苯乙烯自聚所加入的阻聚劑屬于高毒類化學品。

2 苯乙烯儲罐儲存存在的問題

2022 年國家應急管理部出臺了《苯乙烯安全風險隱患排查指南(試行)》，要求企業(yè)對照指南進行自查自改，以下是針對企業(yè)存在的問題進行的分析及提出的安全措施。

2.1 防聚合管理的注意事項

(1)溫度控制：維持儲罐內(nèi)溫度低于發(fā)生聚合的臨界溫度，通常是20 ℃以下，保持低溫有助于防止聚合反應的發(fā)生。

(2)通風：提供足夠的通風，可以防止產(chǎn)生過量的反應熱以及聚合產(chǎn)物的積累。

(3)抑制劑添加：加入適當?shù)囊种苿?，如聚合抑制?阻聚劑)，有助于延緩或阻止聚合反應的發(fā)生。

(4)合理監(jiān)控：隨時監(jiān)測儲罐內(nèi)的溫度、壓力、化學組成以及可能的聚合現(xiàn)象，如異常增加的反應熱釋放。

(5)避免雜質(zhì)：確保儲存的苯乙烯不存在雜質(zhì)，因為這些雜質(zhì)可能會引發(fā)聚合反應。

(6)定期檢查：對儲罐進行定期檢查，確保儲存條件符合防聚合要求。

(7)緊急計劃：制定緊急應對計劃，以防止聚合反應引發(fā)事故，并確保人員熟悉應對步驟。

2.2 企業(yè)對苯乙烯儲罐的管理問題

在化工行業(yè)中，苯乙烯作為重要的原材料和中間體，廣泛應用于塑料、橡膠、紡織等領域。然而，苯乙烯作為易燃、有毒的化學品，一旦泄漏可能引發(fā)嚴重的安全隱患，而在泄漏管理和危害認識方面的不足，可能導致無法挽回的后果，苯乙烯泄漏可能導致的后果有：

(1)火災爆炸風險：苯乙烯易燃，一旦泄漏并遇到火源，可能引發(fā)火災甚至爆炸，造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。

(2)有害氣體釋放：苯乙烯泄漏時會釋放有害氣體，有毒的苯乙烯蒸汽會對人體呼吸系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生危害甚至致命。

(3)環(huán)境污染：泄漏的苯乙烯可能滲入土壤和水體，污染環(huán)境，危害生態(tài)平衡和人類健康。

近年來，苯乙烯爆炸事故頻發(fā)，這反映出企業(yè)管理上存在一定問題：

(1)培訓不足：員工缺乏系統(tǒng)的培訓，導致作業(yè)人員不了解正確的應急處理方法，無法有效控制泄漏及火災爆炸事故。

(2)安全意識淡?。洪L期沒有發(fā)生生產(chǎn)安全事故，可能使得從業(yè)人員對安全問題產(chǎn)生麻痹，減少了對苯乙烯等危險化學品的警惕性。

(3)設備維護不到位：若儲存設備和防護設施得不到及時維護，可能導致泄漏和事故的風險增加。

(4)監(jiān)測不足：若缺乏實時監(jiān)測系統(tǒng)，企業(yè)可能無法及時發(fā)現(xiàn)苯乙烯泄漏或異常情況，另外若缺乏外部監(jiān)管和檢查，可能使企業(yè)忽視苯乙烯管理的合規(guī)性。

(5)應急準備不足：缺乏完備的應急預案和演練，一旦泄漏事故發(fā)生，無法迅速有效地應對。

(6) 管理制度不健全：缺乏明確的儲存、操作和處理等管理制度和操作規(guī)程，可能導致不規(guī)范的操作行為。

(7)人員配置不當：缺乏專業(yè)從業(yè)人員和安全管理人員，可能會影響對苯乙烯的管理。

(8)安全設施不足：缺少適當?shù)姆雷o設施和泄漏應急控制裝備，可能導致嚴重的事故后果。

(9)溝通不暢：各部門之間缺乏有效溝通和信息共享，可能導致對管理問題的忽視。

苯乙烯是一種危險品，泄漏管理和危害認識的不足可能會引發(fā)嚴重事故，企業(yè)必須通過加強培訓、監(jiān)測和應急計劃，提高從業(yè)人員的危害認識，有效地減少泄漏事故的發(fā)生，保障人員和環(huán)境安全。

2.3 自動化控制水平低

(1)部分企業(yè)自動化控制水平低，如儲罐進出口未設緊急切斷，儲罐的溫度、壓力、液位未進入DCS自控系統(tǒng)，未設報警、聯(lián)鎖等。

(2)部分企業(yè)苯乙烯儲罐的安全防護措施缺失，如儲罐進出口未設置緊急切斷閥，多個苯乙烯儲罐底部進料口共用1 個緊急切斷閥，切斷閥為非故障安全型等問題。

2.4 設計水平較低

部分企業(yè)在設計方面存在不同程度的不足，有些企業(yè)設計資質(zhì)不符合要求，且在設計管理上存在問題，主要體現(xiàn)在以下這些方面：

(1)不合適的材料選擇：選擇了不適合苯乙烯儲存或處理的材料，可能導致腐蝕、泄漏或化學反應，危害人員安全和環(huán)境安全。

(2)不足的安全考慮：若在設計中未考慮到苯乙烯的特性，可能導致安全設施和防護裝備的不足，增加泄漏或事故的風險。

(3)設計參數(shù)錯誤：錯誤的參數(shù)設計，如：溫度、壓力等，可能導致苯乙烯的聚合反應，引發(fā)火災或爆炸。

(4)通風不足：不合理的通風系統(tǒng)設計可能導致苯乙烯蒸汽積聚，增加爆炸風險。

(5)泄漏控制不足：缺乏泄漏控制裝置或系統(tǒng)，一旦泄漏發(fā)生，可能難以迅速采取措施。

(6)設計不合理：設計不合理導致設備布局和結(jié)構不符合要求，可能導致操作和維護困難，影響生產(chǎn)效率和安全。

(7)應急預案缺失：在設計中未考慮應急預案，一旦事故發(fā)生，無法迅速有效地應對。

(8)監(jiān)測和報警系統(tǒng)不足：缺乏實時監(jiān)測和報警系統(tǒng)，可能使人們難以及時察覺潛在問題。

2.5 隱患整改的建議

首先，針對排查發(fā)現(xiàn)的安全隱患，要立即進行整改，要嚴格按照定人員、定時間、定責任、定標準、定措施的“五定”原則，安全有效地進行整改。另外要從工程控制、安全管理、個體防護、應急處置及培訓教育等方面采取有效管控措施，以免重大安全事故發(fā)生。同時也要為從業(yè)人員提供系統(tǒng)的苯乙烯泄漏管理和應急處理培訓，使他們了解危害，知曉正確應對方法。總之要嚴格遵守化學品安全管理法規(guī)和標準，保障安全生產(chǎn)。

其次，企業(yè)主要負責人要履職盡責，督促定期進行安全隱患排查治理；要盯緊抓牢重大安全隱患整改，嚴格落實有效的安全防范措施；要建立健全的相關考核激勵機制，充分調(diào)動全員積極參與到隱患排查治理中。

最后，企業(yè)應當采用現(xiàn)代信息技術手段如實記錄安全風險隱患排查的治理情況，盡快形成問題隱患和整改措施清單，實現(xiàn)隨時查詢、實時跟蹤和到期提醒；另外企業(yè)安全管理部門要督促安全風險隱患整改措施落實，確保整改閉環(huán)[1]。

企業(yè)應當根據(jù)苯乙烯安全風險隱患排查整治發(fā)現(xiàn)的問題，完善針對性防控措施，健全安全風險隱患排查治理長效機制，不斷提升苯乙烯安全風險防控水平。

3 苯乙烯儲存的安全措施

3.1 苯乙烯儲存安全技術措施

由于苯乙烯腐蝕性強、易氧化，在儲存過程中可能會產(chǎn)生聚合物，引起色度改變、產(chǎn)生雜質(zhì)等質(zhì)量及安全問題。對此，應采取以下措施。

3.1.1 控制儲存溫度

苯乙烯的自聚速度隨溫度升高而不斷加快，從而增加阻聚劑消耗，使得儲存時間縮短。對此，應將苯乙烯儲存溫度控制在5～20 ℃區(qū)間內(nèi)，罐體做保冷措施，設置冷凍水裝置，安裝溫度檢測和遠傳，確保儲罐溫度低于20 ℃。

3.1.2 合理的儲罐選型

苯乙烯發(fā)生聚合反應時，易出現(xiàn)儲罐呼吸閥管口堵塞等現(xiàn)象，對此應采用固定頂罐。在設計時，也應采取有效措施及時防止苯乙烯聚合時掛壁。

3.1.3 減少鐵離子的影響

鐵銹在一定程度上會對苯乙烯聚合物生成量產(chǎn)生影響，在有氧條件下，苯乙烯會在Fe2+的催化作用下產(chǎn)生過氧化物，隨著溫度逐漸增高，產(chǎn)生的過氧化物會進一步促進苯乙烯聚合。

3.1.4 加入適量TBC(叔丁基鄰苯二酚)

為了避免發(fā)生過熱、過壓等危險情況，在苯乙烯儲罐中加入阻聚劑可以抑制或延緩分子間的聚合反應，確保儲存過程的安全性和穩(wěn)定性。

TBC(叔丁基鄰苯二酚) 是一種聚合反應的抑制劑，有助于減緩聚合反應速率。其中阻聚劑的用量會受到多種因素的影響，包括儲罐的尺寸、儲存溫度、預期的儲存時間以及化學條件等，通常情況下，對于儲罐中苯乙烯的總體積來計算，阻聚劑的用量可以在0.1%到1%的范圍內(nèi)。應當注意的是，TBC 在含有一定量的溶解氧時才具有阻聚作用，若含氧量不足，此時阻聚能力下降，但當溶解氧含量低于15 mg/kg 時，TBC 將失去阻聚能力，因此苯乙烯中必須要保持足夠多的氧氣，對此可設置貧氧系統(tǒng)加以應對。

3.1.5 設置安全設施

苯乙烯儲罐的控制采用DCS 控制系統(tǒng)，設報警、聯(lián)鎖的安全設施。其中為了防止儲罐出現(xiàn)超壓的情況，可在氮氣管道上設置減壓閥，儲罐頂部設置壓力變送器，可現(xiàn)場設置壓力指示，然后壓力變送器把信號送到控制室的自控系統(tǒng)中，當儲罐壓力達到設定壓力時(如4 kPa)，將會打開罐頂閥門，將超壓氣體排至廢氣處理單元。但當儲罐瞬間超壓時，由罐頂緊急泄放人孔排出。此外設置現(xiàn)場溫度表和溫度遠傳，其信號將送至控制室自控系統(tǒng)，及時檢測罐內(nèi)液體溫度，再通過自控系統(tǒng)調(diào)節(jié)冷凍水裝置的溫度、流量而控制苯乙烯儲存溫度[2]。

苯乙烯儲罐按規(guī)范設置呼吸閥、爆破片、阻火器、泡沫發(fā)生器、溫度計、液位計等安全附件，并建立安全附件臺賬。

3.2 苯乙烯儲存安全管理措施

苯乙烯反應活性高，具有易燃、易爆、有腐蝕性等特點，且苯乙烯還具有自聚性質(zhì)，企業(yè)應有針對性地對苯乙烯特性開展安全風險隱患排查工作。

3.2.1 苯乙烯基礎安全管理

第一，涉及苯乙烯的建設項目應由具備相應資質(zhì)的設計單位設計；第二，要定期開展HAZOP 分析，辨識評估安全風險；第三，要配備專業(yè)的管理人員及特種作業(yè)人員，另外從業(yè)人員應具備應急知識；第四，要按要求加強特殊作業(yè)管理，嚴格執(zhí)行作業(yè)票證審批程序，作業(yè)票填寫也應規(guī)范化。

3.2.2 苯乙烯儲存安全管理

第一，苯乙烯儲藏采用自控系統(tǒng)，其儲罐采用氮封系統(tǒng)，并設置保冷、冷凍水設施及尾氣回收系統(tǒng)；第二，要定期檢查罐頂部呼吸閥、阻火器、儲罐現(xiàn)場壓力表、現(xiàn)場液位計手閥和罐頂其他備用口是否通暢；第三，儲罐現(xiàn)場應配有溫度表和壓力表，使溫度、壓力情況及時傳送至控制室DCS 系統(tǒng)中；第四，應使用循環(huán)密閉采樣系統(tǒng)、屏蔽泵或磁力泵等無泄漏泵、可燃氣體泄漏檢測報警系統(tǒng)等，并在乙烯管線的排放口、采樣口等部位，加裝盲板、絲堵、管帽、雙閥等設施，從而減少泄漏的可能性。

4 結(jié)語

警鐘長鳴，一廠出事故萬廠得警示。企業(yè)要加強苯乙烯關鍵環(huán)節(jié)自聚風險管控，加強苯乙烯罐區(qū)的日常管理，防范重大風險事件發(fā)生；此外要嚴格控制苯乙烯儲存和使用環(huán)節(jié)的溫度以及阻聚劑含量，并確保各項安全設備設施正常運行；最后要結(jié)合企業(yè)實際，制定苯乙烯關鍵環(huán)節(jié)自聚應急處置措施，定期組織員工演練，提高職工對苯乙烯自聚及泄漏時的應急處置能力。