董艷芳++臧瑋++李春燕

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.077

摘 要：該文通過介紹稀土萃取生產(chǎn)過程中，有機(jī)相與煤油的危險(xiǎn)特性、萃取過程中物料儲(chǔ)存運(yùn)輸情況等，對(duì)萃取過程安全事故進(jìn)行了分析，依照化工行業(yè)相關(guān)規(guī)范，對(duì)萃取車間物料儲(chǔ)存加強(qiáng)防護(hù)措施，并對(duì)生產(chǎn)過程所需安全防護(hù)設(shè)施、消防設(shè)施等措施進(jìn)行描述，要求生產(chǎn)過程嚴(yán)格按照國(guó)家行業(yè)規(guī)范提高企業(yè)自動(dòng)化水平，提高人員安全操作意識(shí)等。

關(guān)鍵詞：有機(jī)相 萃取槽 建筑防火 消防

中圖分類號(hào)：O614 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）04（b）-0077-02

我國(guó)稀土資源豐富，儲(chǔ)量居世界之首，目前稀土儲(chǔ)量占世界總儲(chǔ)量達(dá)到全世界59.3%。目前濕法稀土生產(chǎn)工藝作為較成熟工藝被廣泛應(yīng)用，具體稀土生產(chǎn)過程包括以下幾部分：稀土礦經(jīng)選礦進(jìn)行富集，得到稀土精礦；對(duì)精礦進(jìn)行焙燒、水浸，得到混合稀土料液；混合氯化稀土作為萃取原料進(jìn)入萃取階段，分離為各稀土元素；對(duì)于單一稀土溶液進(jìn)行后處理，生產(chǎn)市場(chǎng)所需要單一稀土產(chǎn)品；其中萃取分離工藝生產(chǎn)火災(zāi)危險(xiǎn)性最高，其他工段均為丁戊類生產(chǎn)類別。該文就化工行業(yè)生產(chǎn)中一些成熟可取之處借鑒于稀土行業(yè)安全設(shè)計(jì)中。該文分別從危險(xiǎn)化學(xué)品理化性質(zhì)、設(shè)備設(shè)施、廠房建筑結(jié)構(gòu)以及消防方面對(duì)稀土生產(chǎn)中就火災(zāi)危險(xiǎn)性因素與對(duì)策做了簡(jiǎn)要分析。

1 危險(xiǎn)因素分析及相應(yīng)措施

1.1 危險(xiǎn)化學(xué)品理化性質(zhì)分析

目前，較成熟的萃取工藝，目前廣泛采用的P507-煤油萃取分離工藝中，按體積比1∶1混合有機(jī)相萃取劑（P507）與稀釋劑（磺化煤油）。P507為閃點(diǎn)183 ℃～196 ℃的可燃液體，火災(zāi)危險(xiǎn)性：丙類。煤油（閃點(diǎn)為37 ℃～73 ℃）屬于第3.3類易燃液體，閃點(diǎn)大于等于28 ℃小于60 ℃的液體為乙類，其蒸汽能與空氣形成爆炸性混合物，遇高熱、明火、氧化劑有燃燒的危險(xiǎn)。

萃取生產(chǎn)中使用大量有機(jī)等乙類可燃液體，分別分布在萃取槽和罐區(qū)進(jìn)行存儲(chǔ)，雖然萃取車間內(nèi)高位罐屬于存儲(chǔ)狀態(tài)，但它們既不作為生產(chǎn)原料，也不是成品，而是作為萃取的分離介質(zhì)。對(duì)于萃取生產(chǎn)的安全管理，除依照《建筑防火規(guī)范》外，沒有其他對(duì)應(yīng)行業(yè)規(guī)范進(jìn)行約束，因其危險(xiǎn)性與石油產(chǎn)品相同，故需按照化工行業(yè)相應(yīng)設(shè)施進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.2 工藝設(shè)備危險(xiǎn)因素分析及措施

萃取工藝同化工行業(yè)生產(chǎn)過程中一樣，需設(shè)置工藝裝置區(qū)或罐區(qū)等處，有存留易燃性氣體、蒸汽和發(fā)生泄漏的危險(xiǎn)，附近如果有火源，存在能夠引燃、引爆的能量，則很容易發(fā)生著火、爆炸的危險(xiǎn)，所以，特別需要辨識(shí)并分析安全設(shè)計(jì)生產(chǎn)裝置運(yùn)行中所有可能產(chǎn)生的引燃、引爆能量，以防止發(fā)生災(zāi)害。

萃取槽中液體與槽壁、液體與管道壁、萃取槽與攪拌機(jī)械的撞擊摩擦引燃產(chǎn)生靜電，且并未做好相應(yīng)的接地措施，引爆能量造成火災(zāi)事故發(fā)生；若存在萃取車間由于工藝布置不完善問題，不僅造成萃取槽數(shù)組相連，與高位罐區(qū)儲(chǔ)罐間距過小，且均未設(shè)置圍堰等事故防護(hù)設(shè)施，或未設(shè)防火分區(qū)墻體為隔油設(shè)置，這樣使火災(zāi)未控制在較小范圍。

1.3 輔助設(shè)施分析及措施

按照化工行業(yè)電氣專業(yè)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，根據(jù)易燃性氣體、蒸汽或粉塵存留的危險(xiǎn)性將危險(xiǎn)場(chǎng)所分類。根據(jù)危險(xiǎn)場(chǎng)所的種類來(lái)選擇適合氣體、蒸汽或粉塵種類的防爆電氣設(shè)備；在萃取車間存放或生產(chǎn)過程有有機(jī)存在的場(chǎng)所，包括萃取槽附近以及有機(jī)高位儲(chǔ)槽附近，都彌漫大量易燃蒸汽，由于易燃蒸汽與空氣混合，達(dá)到爆炸濃度范圍時(shí)，遇火源就會(huì)發(fā)生爆炸。

根據(jù)以往的化工廠火災(zāi)案例統(tǒng)計(jì)資料，爆炸危險(xiǎn)性場(chǎng)所的電氣設(shè)備不防爆或防爆選型不合理造成的火災(zāi)爆炸事故屢見不鮮，所以，必須將電氣防爆安全作為安全防護(hù)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容來(lái)對(duì)待。根據(jù)《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》，萃取車間爆炸危險(xiǎn)區(qū)分屬于爆炸性氣體環(huán)境危險(xiǎn)區(qū)域，根據(jù)萃取車間生產(chǎn)制度，正常運(yùn)行時(shí)，車間內(nèi)為可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境，首先，萃取車間電氣防爆設(shè)施按照1區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)，1區(qū)常用防爆電氣防護(hù)形式的為隔爆型、增安型等；其次，防爆區(qū)域內(nèi)電氣線路主要采用本質(zhì)安全系統(tǒng)電路。

萃取生產(chǎn)過程中，發(fā)生的靜電同樣會(huì)引起火災(zāi)事故。靜電是工藝操作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的，易燃液體在工藝管道管中流動(dòng)時(shí)，由于與管道、管件摩擦而產(chǎn)生的靜電，由液體本身運(yùn)輸靜電電荷而產(chǎn)生流動(dòng)電流，液體本身的電阻越大產(chǎn)生的靜電越多。

參考化工行業(yè)中，在進(jìn)行工藝管道配置時(shí)，需注意下列部位接地處理：裝在設(shè)備內(nèi)部而通常從外部不能進(jìn)行檢查的導(dǎo)體，例如：萃取攪拌裝置會(huì)產(chǎn)生靜電；裝在絕緣物體上的金屬附件，如塑料管道上的金屬閥門，靜電導(dǎo)體應(yīng)采用金屬導(dǎo)體進(jìn)行直接靜電接地。

1.4 萃取車間建筑危險(xiǎn)因素辨識(shí)及防護(hù)措施

在萃取生產(chǎn)工段中，有機(jī)相作為稀土元素輸送介質(zhì)在儲(chǔ)區(qū)與萃取槽之間流動(dòng)，鋪設(shè)于整個(gè)廠房?jī)?nèi)，依據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第3.1.1條規(guī)定，稀土萃取生產(chǎn)車間火災(zāi)危險(xiǎn)性為乙類，并根據(jù)此結(jié)論進(jìn)行相關(guān)建筑防火設(shè)計(jì)。

建筑防火分區(qū)，萃取車間建筑物應(yīng)采用耐火性較好的分隔構(gòu)件，將萃取車間分隔成若干防火區(qū)域，若某一區(qū)域起火，則會(huì)把火災(zāi)控制在其中一分區(qū)之中，將火勢(shì)控制在最小范圍，廠房耐火等級(jí)應(yīng)采用一、二級(jí)，乙類建筑要求防火分區(qū)墻上采用滿足耐火極限要求的防火隔墻。

《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》對(duì)萃取車間（乙類單層生產(chǎn)廠房）每個(gè)防火分區(qū)最大允許建筑面積設(shè)有要求，應(yīng)嚴(yán)格控制防火分區(qū)面積進(jìn)行劃分：若萃取車間耐火等級(jí)為一級(jí)，車間應(yīng)小于5 000 m2；若萃取車間建筑耐火等級(jí)為二級(jí)，建筑不應(yīng)大于4 000 m2。

為適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展需要建設(shè)大面積廠房和一定的連續(xù)生產(chǎn)工藝時(shí)，防火分區(qū)有事采用防火墻分隔比較困難，因而對(duì)一、二級(jí)耐火等級(jí)乙類單層廠房也可采用防火水幕設(shè)施、防火卷簾門等作為防火分區(qū)間分隔物。采用防火卷簾，要求耐火極限不應(yīng)低于3.00 h，若采取自動(dòng)噴水滅火、防火分隔水幕的設(shè)計(jì)，均應(yīng)符合《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》。

對(duì)于已進(jìn)行完善防火分區(qū)的車間，還需要注意以下情況：萃取車間存在管道系統(tǒng)、電控電纜的連通情況，故各個(gè)防火分區(qū)墻體上留有很多孔洞，這些孔洞若沒有封堵或封堵不嚴(yán)密，在發(fā)生火災(zāi)后，PVC材質(zhì)工藝管道會(huì)軟化燒毀，從而經(jīng)孔洞蔓延造成火災(zāi)蔓延；有些廠房為清洗方便，設(shè)置污水溝相連，也會(huì)導(dǎo)致火勢(shì)蔓延。

萃取車間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，目前，稀土萃取車間廠房均為排架組合結(jié)構(gòu)，一般采用預(yù)制混凝土大型屋面板，排架柱有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼柱兩種。但是有些企業(yè)采用鋼柱及彩鋼板圍墻結(jié)構(gòu)，萃取槽設(shè)置在鋼架基礎(chǔ)上，鋼結(jié)構(gòu)存在因未涂刷防火涂料等造成未達(dá)到耐火等級(jí)問題，致使車間結(jié)構(gòu)在火災(zāi)蔓延后很短時(shí)間內(nèi)即垮塌。

有爆炸危險(xiǎn)的廠房或廠房?jī)?nèi)有爆炸危險(xiǎn)的部位應(yīng)設(shè)置泄壓設(shè)施。萃取車間泄壓設(shè)施一般采用輕質(zhì)屋面板和易于泄壓的門、窗等，還可考慮利用安全玻璃等在爆炸時(shí)不產(chǎn)生尖銳碎片的建筑材料。

2 消防措施

目前，一般稀土生產(chǎn)企業(yè)僅在萃取車間設(shè)有干粉滅火器或消火栓系統(tǒng)，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)迅速蔓延，沒有儲(chǔ)存的泡沫滅火劑，給滅火帶來(lái)很大困難，且現(xiàn)場(chǎng)工作人員未經(jīng)專業(yè)訓(xùn)練，缺乏火災(zāi)處置經(jīng)驗(yàn)，造成錯(cuò)過撲滅火災(zāi)最佳時(shí)機(jī)。

故根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第8.7.1條中描述，在萃取車間這種可能發(fā)生可燃液體火災(zāi)的場(chǎng)所應(yīng)采用低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。泡沫滅火系統(tǒng)是利用泡沫比可燃液體密度小的原理，使泡沫覆蓋于有機(jī)溶劑表面起到隔絕空氣的作用，并迅速將火熄滅，根據(jù)規(guī)范萃取車間內(nèi)部有機(jī)儲(chǔ)存情況，無(wú)需設(shè)置固定式泡沫滅火系統(tǒng)，故采用半固定式泡沫滅火系統(tǒng)，主要包括固定泡沫發(fā)生裝置、泡沫消防車（或機(jī)動(dòng)泵），并由水帶連接組成的泡沫滅火系統(tǒng)。

3 結(jié)語(yǔ)

萃取車間從工藝布置到消防系統(tǒng)設(shè)置，均按照火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)為乙類進(jìn)行劃分，對(duì)策措施進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，萃取車間與石油化工企業(yè)相似，車間處于爆炸危險(xiǎn)環(huán)境內(nèi)，并需進(jìn)行相應(yīng)電氣防爆設(shè)計(jì)。

作為稀土生產(chǎn)過程中危險(xiǎn)等級(jí)最嚴(yán)重的工序，萃取車間存在大量易燃液體，其蒸汽由能與空氣形成爆炸性混合物，容易對(duì)周邊其他車間造成火災(zāi)事故威脅。因此，稀土生產(chǎn)企業(yè)需要慎重對(duì)待生產(chǎn)過程的安全管理工作，建立健全安全生產(chǎn)責(zé)任制和安全生產(chǎn)管理制度。

參考文獻(xiàn)

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