37%甲醛溶液儲罐的安全設(shè)施設(shè)計(jì)探究

葛京京

(新地能源工程技術(shù)有限公司,河北 石家莊 050000)

甲醛溶液是一種重要的有機(jī)原料,近年來,隨著我國建筑、電子等行業(yè)的迅猛發(fā)展,對膠黏劑、樹脂塑料等產(chǎn)品的需求量急劇增加,這也促使國內(nèi)甲醛及其相關(guān)產(chǎn)品,如酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、脲醛樹脂、多聚甲醛和三羥甲基丙烷的生產(chǎn)量大幅攀升。甲醛一般運(yùn)輸形式為水溶液,市售濃度以37%為主。根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品目錄》(2015版),甲醛溶液(別名:福爾馬林溶液)屬于危險(xiǎn)化學(xué)品(危險(xiǎn)化學(xué)品序號:1173);根據(jù)《高毒物品目錄(2003年版)》,甲醛屬于高毒物料、第1類致癌物。甲醛作為原料使用量比較大,如果泄漏會(huì)使操作人員中毒、環(huán)境污染[1-3],對企業(yè)、人員以及環(huán)境造成嚴(yán)重后果,因此,做好甲醛儲罐的安全設(shè)施設(shè)計(jì)非常重要。

1 37%甲醛的危險(xiǎn)性分析

物理特性以及危險(xiǎn)性:甲醛是刺激性和窒息性的無色氣體,商品是水溶液。相對密度(水=1)為0.84,爆炸極限為:7%～73%,閃點(diǎn)為83 ℃(CC)(37%水溶液)。37%甲醛溶液的火災(zāi)類別為丙類。

GHS危險(xiǎn)性類別:急性毒性-經(jīng)皮,類別3;急性毒性-經(jīng)口,類別3;急性毒性-吸入,類別3;皮膚腐蝕/刺激,類別1B;皮膚致敏物,類別1;嚴(yán)重眼損傷/眼刺激,類別1;致癌性,類別1A;生殖細(xì)胞致突變性,類別2;特異性靶器官毒性-一次接觸,類別3 (呼吸道刺激);危害水生環(huán)境-急性危害,類別2。

職業(yè)接觸限值MAC:0.5 mg/m3。

根據(jù)《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》GBZ 230—2010:6危害程度等級劃分和毒物危害指數(shù)計(jì)算,甲醛溶液的毒物危害程度分級為:極度危害(Ⅰ級)。THI的計(jì)算過程如表1所示。

表1 37%甲醛溶液的職業(yè)性接觸毒物危害程度分級計(jì)算

表1(續(xù))

根據(jù)《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》GBZ 230—2010 5.1.5:屬于明確人類致癌物的,直接列為極度危害,因此無論通過THI計(jì)算還是根據(jù)致癌性直接定級,甲醛都屬于極度危害。

綜上所述,在物理危害方面,甲醛為爆炸物、易燃液體;在健康危害方面,甲醛的職業(yè)性接觸毒物危害程度為極度危害(Ⅰ級),并且具有人類致癌性;在環(huán)境危害方面,甲醛危害水生環(huán)境-急性(短期)的危險(xiǎn)類別為2級。

甲醛儲罐主要存在的危險(xiǎn)有害因素:火災(zāi)、爆炸、中毒窒息、化學(xué)灼傷、車輛傷害、泵輸送過程的噪聲危害。

2 甲醛儲罐安全設(shè)施設(shè)計(jì)及分析

2.1 甲醛溶液儲罐工藝設(shè)計(jì)

甲醛是一種極易發(fā)生聚合反應(yīng)的羰基化合物,且容易歧化生成甲酸,從而形成腐蝕性物質(zhì),對儲罐造成腐蝕[4],因此37%甲醛儲罐材質(zhì)選用S30408不銹鋼。37%的甲醛水溶液儲存期不宜超過一個(gè)月[5]。甲醛溶液在溫度高時(shí)容易遇水發(fā)生坎尼扎羅反應(yīng),生成甲醇和甲酸,在溫度低時(shí)生成多聚甲醛[4]。37%甲醛儲罐的儲存溫度為40 ℃,儲罐內(nèi)設(shè)置蒸汽內(nèi)盤管,防止溫度低甲醛聚合產(chǎn)生云團(tuán)狀的多聚甲醛[4]。液位計(jì)進(jìn)行蒸汽保溫伴熱。甲醛儲罐罐底設(shè)計(jì)1%～2%坡向罐底出口的坡度,出口管的低點(diǎn)安裝放凈閥。由于甲醛溶液為極度危害,因此對輸送泵的密閉性要求很高,輸送泵推薦選用防爆型屏蔽泵或者防爆型密閉離心泵,配置備用泵。泵出口的切斷閥后宜設(shè)置固定式的吹掃接頭,以確保密閉吹掃[6]。

甲醛罐區(qū)及裝卸站系統(tǒng):甲醛儲罐設(shè)置現(xiàn)場壓力表以及壓力高限報(bào)警,壓力高高關(guān)閉甲醛計(jì)量罐循環(huán)泵和甲醛儲罐進(jìn)口切斷閥;壓力低低關(guān)閉甲醛裝車泵、甲醛投料泵、車間甲醛供料泵和甲醛儲罐出口的切斷閥。現(xiàn)場和控制室均可以讀取甲醛儲罐的壓力。

甲醛儲罐設(shè)置現(xiàn)場雙液位計(jì)、液位顯示報(bào)警、液位顯示報(bào)警聯(lián)鎖,液位高高關(guān)閉甲醛儲罐進(jìn)口切斷閥以及輸入泵;液位低低關(guān)閉甲醛儲罐出口切斷閥以及輸出泵。 現(xiàn)場和控制室均可以讀取甲醛儲罐的液位。

甲醛儲罐側(cè)面設(shè)置現(xiàn)場溫度計(jì)以及溫度顯示報(bào)警儀,現(xiàn)場和控制室均可以讀取甲醛儲罐的溫度。

儲罐側(cè)面設(shè)置取樣口,取樣口最好設(shè)置雙閥,取樣口加護(hù)罩,防止物料泄漏。

儲罐頂部設(shè)置氮?dú)夤芫€,氮?dú)夤芫€上設(shè)置有壓力表和自力式調(diào)節(jié)閥。

安全泄放:甲醛儲罐頂部設(shè)置防爆阻火呼出閥,并在防爆阻火呼出閥前引出分支管線,設(shè)有阻火器和氮封閥,分別經(jīng)放空管線與其他甲醛放空管合并后經(jīng)全廠外管去尾氣處理裝置。

2.2 甲醛儲罐平面布置設(shè)計(jì)

設(shè)備布置的時(shí)候要注意甲醛儲罐屬于極度危害的物品,不與可燃液體儲罐布置在一個(gè)防火堤。

儲罐按照規(guī)范要求設(shè)置防火堤和隔堤,防火堤和隔堤均設(shè)置人行臺階,保證人員疏散需求。

防火堤內(nèi)地面具有防腐蝕、防滲透功能。

罐區(qū)內(nèi)設(shè)置集水坑,坡向集水坑內(nèi)。

2.3 防雷、防靜電設(shè)計(jì)

根據(jù)甲醛儲罐按二類防雷設(shè)防,罐頂、罐壁厚度大于4 mm,且危險(xiǎn)氣體放空口加有阻火器的,不裝設(shè)接閃器,可利用罐頂做接閃器,罐體做引下線,基礎(chǔ)內(nèi)筋做接地極,直接接地,且與廠區(qū)接地網(wǎng)可靠連接,連接點(diǎn)不少于兩處。在罐區(qū)梯子入口處設(shè)置防爆接觸式人體靜電消除器。

儲罐設(shè)置防靜電接地,接地點(diǎn)一般不少于兩點(diǎn)。金屬管線直線段每隔20 m接地一次,在接地點(diǎn)采用多股軟銅線跨接,交叉敷設(shè)的管線其間距小于100 mm時(shí),采用多股軟銅線跨接,并接地;法蘭、閥門、裝卸口處采用多股軟銅線跨接,軟銅線截面≥10 mm2。且裝卸口處加裝靜電接地報(bào)警儀。

2.4 有毒氣體探測器設(shè)計(jì)

甲醛為高毒物質(zhì),在甲醛儲罐、泵、裝卸站等容易泄漏的區(qū)域設(shè)置有毒氣體檢測報(bào)警控制系統(tǒng)(GDS),該系統(tǒng)獨(dú)立于DCS、SIS系統(tǒng),探測器帶現(xiàn)場聲光報(bào)警器。進(jìn)入罐區(qū)人員,配備便攜式的有毒氣體探測器。其供電負(fù)荷為一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷考慮,宜采用UPS電源裝置供電。罐區(qū)屬于釋放源處于露天設(shè)備區(qū),有毒氣體探測器水平距離范圍不大于4 m。

2.5 應(yīng)急噴淋洗眼器設(shè)計(jì)

甲醛為腐蝕性、高毒性物質(zhì),應(yīng)該在甲醛儲罐、泵、裝卸站等容易泄漏的位置按照規(guī)范設(shè)置應(yīng)急噴淋洗眼器。洗眼器的用水引自廠區(qū)內(nèi)的生活給水管道,水量滿足洗眼器用水要求,水壓約為0.2～0.3 MPa,服務(wù)半徑應(yīng)小于15 m,洗眼器型號參考BY-ES200。

2.6 消防設(shè)計(jì)

裝置區(qū)及罐區(qū)的道路成環(huán)狀布置,滿足消防道路要求。

根據(jù)規(guī)范計(jì)算一次的消防用水量,應(yīng)該設(shè)置移動(dòng)式冷卻水系統(tǒng),計(jì)算出設(shè)計(jì)流量。

根據(jù)建規(guī)8.3.10,選擇設(shè)置固定式泡沫滅火系統(tǒng)、移動(dòng)式泡沫滅火系統(tǒng)還是半固定泡沫滅火系統(tǒng)。計(jì)算出儲罐抗溶性泡沫混合液供給強(qiáng)度、供給時(shí)間、泡沫混合液設(shè)計(jì)流量、一次滅火用泡沫液量,滅火劑采用抗溶性氟蛋白泡沫液,混合比6%。

泡沫消防站設(shè)置1臺PHYM壓力式泡沫比例混合裝置,充裝5.0 m3抗溶性氟蛋白泡沫液,發(fā)泡倍數(shù)低于20,混合比6%,控制閥為電動(dòng)閥,可以在消防控制室遠(yuǎn)程開啟。

根據(jù)《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50140—2005,確定滅火器的規(guī)格型號,將滅火器的銘牌向外,穩(wěn)固擺放。在滅火器箱內(nèi)設(shè)置手提式滅火器,底部距離地面0.30 m,并且應(yīng)有固定措施,滅火器的箱子不能上鎖。

2.7 三廢設(shè)計(jì)

2.7.1 廢氣

液體罐區(qū)及裝卸站的廢氣主要為罐區(qū)無組織排放廢氣,治理措施如下:內(nèi)浮頂罐設(shè)氮封,固定頂儲罐設(shè)置呼吸閥、排氣管,儲罐大、小呼吸廢氣均通過管道引入廢氣處理系統(tǒng)進(jìn)行處理,以減少儲罐的大、小呼吸廢氣排放。

2.7.2 廢水

罐區(qū)的廢水主要來自設(shè)備及地面沖洗水、洗眼器廢水,廢水送至廠區(qū)生產(chǎn)污水處理,處理后同時(shí)滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8798—1996)表4 中三級標(biāo)準(zhǔn)、《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31571—2015)表1間接排放和表3標(biāo)準(zhǔn)以及園區(qū)污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)園區(qū)管網(wǎng)送園區(qū)污水處理廠進(jìn)一步處理。

2.8 應(yīng)急救援設(shè)施設(shè)計(jì)以及個(gè)體防護(hù)裝備

企業(yè)應(yīng)配備必要的應(yīng)急救援器材和個(gè)人防護(hù)用品,應(yīng)急救援器材在專用儲柜內(nèi)存放,儲柜放在便于存取的地點(diǎn),防毒器具要鉛封存放,設(shè)置明顯標(biāo)識,并定期維護(hù)與檢查。編制應(yīng)急救援預(yù)案定期組織人員進(jìn)行逃生演練,以便事故時(shí)能及時(shí)自救。

甲醛儲罐區(qū)主要存在毒性、腐蝕性、噪聲等危害,應(yīng)針對這些職業(yè)危害進(jìn)行個(gè)體防護(hù)裝備的配備,對有可能接觸甲醛的場所,配備必要的過濾式防毒面具(濾毒罐類型為3號A型,防有機(jī)氣體,標(biāo)色為棕色)、安全防護(hù)眼鏡、勞防手套、護(hù)耳器、安全帽等勞動(dòng)保護(hù)用品,并建立勞動(dòng)防護(hù)用品的管理制度以及女職工的勞動(dòng)保護(hù)制度。個(gè)體防護(hù)裝備放置在門衛(wèi)值班室內(nèi)。

甲醛儲罐在檢修過程會(huì)存在密閉空間作業(yè),作業(yè)人員會(huì)有缺氧窒息和急性中毒的職業(yè)危害,應(yīng)嚴(yán)格按照《密閉空間作業(yè)職業(yè)危害防護(hù)規(guī)范》的要求進(jìn)行操作,需要制定密閉空間作業(yè)職業(yè)衛(wèi)生操作規(guī)程,在保證各項(xiàng)防護(hù)措施到位的情況下才可以進(jìn)入密閉空間進(jìn)行作業(yè),并且采取雙人以上作業(yè),有一人監(jiān)護(hù),以降低急性中毒事故的發(fā)生。需要在有限空間作業(yè)場所的出入口設(shè)置“密閉空間作業(yè)危險(xiǎn)”、“進(jìn)入需許可”等警示標(biāo)識。

在儲罐附近設(shè)置“當(dāng)心腐蝕”、“穿防護(hù)服”、“戴防護(hù)手套”、“穿防護(hù)鞋”、“戴防護(hù)眼鏡”、“戴防毒口罩”、“噪聲有害”“戴護(hù)耳器”等警示標(biāo)識。

甲醛儲罐區(qū)、泵區(qū)、裝卸區(qū)等甲醛存在的場所設(shè)置甲醛的高毒物品告知卡,設(shè)置紅色區(qū)域警示線。

高毒物品作業(yè)人員進(jìn)行上崗前體檢,接受安全、職業(yè)衛(wèi)生知識的培訓(xùn)。企業(yè)應(yīng)建立高毒物品的安全管理制度,制定應(yīng)急預(yù)案以及定期組織演練。工廠一旦發(fā)生泄漏、火災(zāi)等事故,現(xiàn)場人員應(yīng)沿安全疏散通道逃到安全避難所。疏散人員首先要根據(jù)風(fēng)向標(biāo)指示逃到事故現(xiàn)場的上風(fēng)向。如現(xiàn)場情況緊急,可就近佩戴自給式空氣呼吸器、過濾式防毒面具(全面罩)等防護(hù)用品。

根據(jù)《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GBZ1—2010,8.2,使用甲醛的企業(yè)應(yīng)設(shè)置氣防站,每班組設(shè)置1名急救人員,急救人員應(yīng)具有急救知識和技能的培訓(xùn)。

廠區(qū)應(yīng)該在最高建筑上面設(shè)置風(fēng)向標(biāo)。

2.9 安全管理機(jī)構(gòu)的設(shè)置

廠區(qū)應(yīng)設(shè)置具有獨(dú)立管理職能的安全生產(chǎn)管理機(jī)構(gòu),不足50人的工廠應(yīng)至少配備1名專職安全管理人員,多于50人的工廠專職安全管理人員的人數(shù)不少于企業(yè)勞動(dòng)定員總數(shù)的2%,并且專職安全管理員需從事化工生產(chǎn)相關(guān)工作2年以上經(jīng)歷,具有化工或安全管理相關(guān)的專業(yè)中專以上的學(xué)歷,取得安全管理人員資格證書。危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)需要按照規(guī)定配備化工相關(guān)專業(yè)注冊安全工程師。

企業(yè)的主要負(fù)責(zé)人、主管負(fù)責(zé)人、安全生產(chǎn)管理人員必須具備化工、安全、化學(xué)等相關(guān)專業(yè)大專及以上學(xué)歷或化工類中級及以上職稱。企業(yè)主要負(fù)責(zé)人以及安全生產(chǎn)管理人員必須經(jīng)具有相應(yīng)培訓(xùn)資質(zhì)的單位培訓(xùn),取得上崗資格證后方可任職。

對職工要加強(qiáng)職業(yè)培訓(xùn)、教育,使其具備相適應(yīng)的能力。要加強(qiáng)對新職工的專業(yè)培訓(xùn)、安全教育和考核,新進(jìn)人員必須經(jīng)過嚴(yán)格的專業(yè)培訓(xùn)和三級安全教育,并且考試合格以后才可以上崗。

3 結(jié)論

綜上所述,本文總結(jié)了37%甲醛儲罐的安全設(shè)施設(shè)計(jì)要點(diǎn)和注意事項(xiàng)。安全設(shè)施設(shè)計(jì)僅提出裝置需配置的安全設(shè)施,企業(yè)還應(yīng)建立一系列的安全管理制度,認(rèn)真落實(shí)各項(xiàng)安全管理制度,才能確保生產(chǎn)安全。分析以往發(fā)生的各類事故,從中找出發(fā)生事故的原因和規(guī)律,制定有效的事故預(yù)防措施。消防設(shè)施按消防安全的要求加強(qiáng)管理,并定期維護(hù)保養(yǎng),使其處于良好狀態(tài),以備急用。安全生產(chǎn)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程,通過“人防、技防”消除所有安全隱患,只有這樣才能保證安全生產(chǎn)的最終實(shí)現(xiàn)。