无机氟化工生产危险因素分析及安全防范

曾智珊 周峰

摘 要：有机氟生产设备具有爆炸、火灾、腐蚀、剧毒等危险，如果管理不善，可能会对工人的生命造成直接损害，给公司造成较大损失，也会影响周围人员和工作场所的安全。简要分析了氟化工生产过程和生产过程中的风险因素，提出了具体的安全防范措施。

关键词：无机氟化工生产;危险因素;安全防范

氟原子电负性小，原子体积小。氟材料有许多优良的性能。广泛应用于军工、航天航空、汽车、生命工程、冶金、电子、纺织、轻工农业等领域。氟化工在石化行业中具有独特的地位。氟化工企业的特点是：涉及到的产业范围广;第二，产业关联度大。氟化工产品主要产品应包括氟制冷剂（氟利昂的替代品）、高效灭火剂和含氟药物原料、氟塑料、氟涂料、含氟表面活性剂等用于生产各种含氟无机盐，如氟化铵、氟化氢铵和氟硼酸。氟化工产品广泛应用于国防工业。据报告，2000年世界氟化氢年产量达130万t，中国的产量约占世界总量产量的10%。

然而，与氟化工生产过程相关的危险化学品种类繁多，且具有挥发性、毒性、腐蚀性，且数量大。一旦发生事故，不仅会直接影响生产企业的生命财产安全，而且会对其周边事业单位和社区居民的生命财产安全构成严重威胁。为了保证化工生产的安全，为了保证化工生产的安全，本文以有机氟化合物生产中典型的产业结构为例进行了介绍。

1 生产流程简述

硫酸和萤石粉在旋转炉中反应得到氟化氢产品。氯仿--氯仿在一种替代反应中生成二氟氯（R22），R22通过高温分解、冷却、洗涤和保留生成高纯度的聚四氟乙烯（TFE）。TFE以单体的形式在一定条件下组装成四氟乙烯（PTFE），与HF反应生成乙烷（R25）。TFE在600到

900℃热分解为HFP。HFP单体与聚四氟乙烯（FEP）和TFE单体聚合。

氟化氢生产以萤石和硫酸为原料。萤石矿是一种战略资源，世界各国都对其都采取保护措施，限制其出口。因此，近年来一些氟化工行业发达国家逐渐由进口萤石矿转向进口氟化氢或氢氟酸。

2 氢氟酸的腐蚀与毒性危害

①氢氟酸本身是不燃的，即使与木材或其他有机物接触也不会着火，但潜在的燃烧和爆炸危险来自于运输和储存氢氟酸的储罐、管道或设备的金属反应产生的氢气。它对材料有很强的腐蚀性，能迅速破坏玻璃、混凝土、木材和金属，特别是含有硅的金属。氟化氢气体对人体气道和皮肤有较强的刺激和腐蚀作用，吸入浓度较高的氟化氢，可引起眼睛和气道黏膜的刺激症状。国家颁布的《危险源临界源》是化工生产装置氟化氢含量达到1t的重要危险源，工作场所空气中氟化氢的最高允许浓度为1mg/m3;

②R25生产设备的氢氟酸储存量大，分布在生产过程的许多环节。如果在检查时系统不彻底，则残留在设备和管道死点的氟化氢气体可能会泄漏。副产氢氟酸易造成意外伤害。另一种极端情况是，阀门和管道阀门内充满无水和氢氟酸，部件突然被腐蚀损坏，或被意外冲击破坏，造成大量氟化氢，造成严重的安全事故。2012年9月27日，韩国驯化厂工人无法工作，空气中的氢氟酸泄漏，5人死亡，18人受伤，2000多人皮肤和呼吸系统疾病;

③蒸馏高沸点残渣的有毒气体和毒性危害。TFE和HFP生产设备中有毒物质分布较广。分解反应器产生的分解气体含有各种氟碳化合物、氟化氢发酵物、氟化氯蕨类植物等物质。所有的氟异丁烯都属于游戏药物，尽管它含有很多氟。人体吸入分解气和残余液态气后的临床表现取决于分解气和残余气的成分、浓度和接触时间。例如吸入的是低毒的辛烷环丁烷、三氯乙烷、二氟甲烷等。吸入特氟隆、六氟乙烯等酒精，吸入反应较轻。吸入有毒的特氟龙异丁烯、溶解氣体或裂变液体气体的混合气体，浓度高、时间长，可出现化学性肺炎、肺水肿、间质纤维化和中毒性心肌损伤。在正常生产情况下，设备和管道是封闭的，不会发生中毒事故。但违反操作规程、设备检验、取样分析、残液排放或事故时，可能造成人员中毒。在含水的高沸点残液中，氟离子强化了材料的点腐蚀、焊道的晶间腐蚀和管道的应力腐蚀，事故发生的概率增大。2011年8月25日，某有机氟生产厂高沸点塔锅料管受力破坏，约1t高沸水余水泄漏，周边公司员工被疏散。吸入有害气体，20余人到医院就诊，5人因有机氟中毒住院;

④四氟乙烯单体的燃烧性、爆炸性、自聚性危害。四氟乙烯单体特氟龙是一种极不稳定的物质，容易燃烧和爆炸。可以生成氢化、卤化、胺和各种烷基取代反应。它本身可以产生二聚体，环状二聚体。长链生成聚四氟乙烯，自聚合反应热为172kJ/mol，由于其特殊的化学键合，局部过热容易引起非均相反应，反应热达到276kJ/mol，可能引发爆炸。

在储存和工艺流程条件下，如果外部条件合适，聚四氟乙烯是自组装的。随着系统内温度的升高，酸和水含量的增加，氧含量的增加，从一方加速。如果TFE与由恒定量的氧气或空气混合形成的混合物受到热、静电、火花或冲击的混合，混合物也会产生惊人的能量爆炸。

3 安全防范措施

为了抑制或削弱氟化物生产过程中普遍存在的腐蚀、毒性、燃烧、爆炸等有害元素造成的危害程度，生产企业应采取以下措施。

3.1 降低有毒腐蚀产品泄漏概率的措施

公司加强生产设施、储存设施的维护和维修管理，确保各压力容器、安全阀、风表、液位计、压力表、温度计、紧急停车装置等安全配件的有效性，有毒腐蚀泄漏的可能性最小。按照建设部新（改）建工程公布的《工业金属管道施工及检验标准》进行施工和检验，初期消除了泄漏风险。生产设施的检修往往是各种事故的多发期，生产企业必须严格执行国家安全生产监督管理总局公布的《化工生产处八项手册》，确保安全管理和安全技术措施落实到位。

3.2 完成有毒物质泄漏警报和应急措施的措施

在发生严重危险源和泄漏，造成严重损坏的生产装置和储存区附近设置危险警示牌，并停止接近。如果存在大量氟化氢泄漏或高沸点残渣泄漏的可能性，则安装自动报警装置，及早发现剧毒物质的泄漏。我们建立了定期测量有毒物质浓度的规则体系。生产公司具体组织有毒物质应急处置预案，组织相关事故，并进行事故培训，提高员工对突发性生产安全环保事故的处理能力，有效开展应急救援，防止事故进一步扩大，保证人员伤亡和财产损失最小化。

3.3 确保员工的个人防护措施

个人防护是涉及安全的最后一道防线。在日常生产中，要树立“无害即有毒、无害、无害、无害”的安全操作意识，在操作和循环氟化氢系统时，要求操作人员在所有过程中穿戴防酸服、鞋、手套、口罩等防护材料。在检查和维护有毒物质系统时，人员应根据毒液需要佩戴隔离的呼吸或毒液面罩，防止人员受伤。公司将能够在腐蚀产品的生产和储存中设置安全设施和紧急清洁、淋浴和防护设备。

3.4 大量氟化氢泄漏的预防措施

氟化氢是氟化工厂生产过程中毒性最大、分布最广的物质质量是事故预防的重点。氟化氢生产装置一般配备2至共有3个氟化氢检查罐，每个罐区还设置了若干个氟化氢储罐。正常情况在这种情况下，检查罐或罐不会同时装满。因此，邻氟氢化学检验罐与储罐之间应设置相互倒罐的管道。万一一旦发生泄漏，故障容器中的材料可以迅速转移到另一个容器中以有效减少氟化氢的泄漏。中频高频检测罐或不能保证储罐互为备用时，应设置事故专用储罐在氟化氢检查罐或储罐内，应设置原储罐的排放管道。

4 结论

虽然氟化工生产、储存设施存在高毒性、腐蚀性、火灾、爆炸等危险因素，有害气体和腐蚀性产品泄漏可能造成大规模严重危害，但通过主动风险识别，各项安全防范措施的落实和过程安全管理水平的切实提高，氟化工生产单位基本可以实现安全全面生产。同时，通过积极开展安全事故演练，提高员工的应急能力，最大限度地减少事故造成的人身伤害和财产损失。

参考文献：

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作者简介：

曾智珊（1987- ），男，湖南省娄底市人，本科，化工助理工程师，氟化工工艺。