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【安全生产-专家指导服务】氟化企业存在的典型问题分析及改进建议

2022-07-22 云南技能考证网 177

在第一轮氟化工企业专家指导服务的基础上,2022年5月16日至6月1日,按照《全国危险化学品安全风险集中治理方案》(安委〔2021〕12号)和《高危细分领域安全风险专项治理工作方案》要求,应急管理部组织对8个省(自治区)的15家氟化企业进行了专项整治问题落实情况“回头看”,发现各类安全隐患问题473项,其中,重大生产安全事故隐患12项。



一、自动化控制系统改造进展缓慢


(一)生产含氟精细化学品企业自动化控制仍达不到要求

自动化水平低依然是含氟精细化学品企业面临的主要问题。2021年指导服务时,有50家涉及含氟精细化学品企业在自动化控制方面存在问题。2022年“回头看”,23项未整改问题中,有16项为自动化改造方面的问题,占比69.6%。且企业举一反三整改不到位,此次核查的9家涉及含氟精细化学品企业,又均存在自动化控制不满足要求的问题。

一是氟化反应釜进料未实现自动控制。如辽宁省某企业氟化氢、丁酰氯等原材料进料采用手动控制。二是氟化反应过程控制措施不足,最突出的是缺少对搅拌电流的监控和联锁。如:部分企业未设置氟化反应釜搅拌电流远传指示、电流联锁;个别企业不落实SIL定级报告提出的设置反应釜搅拌电机电流高高、低低联锁的建设(定级为SIL2)。三是氟化工艺上下游生产装置自动化水平低。如河北省某企业氟化工艺上游无水氟化氢气化、下游三氟化硼络合物反应工段工艺控制均为现场手动操作。

(二)含氟电子特气生产装置自动化系统提升改造达不到要求

行业内对硫磺、碘等与氟气进行反应生产六氟化硫、五氟化碘是否涉及氟化工艺认识不清,导致企业反应过程未按氟化反应工艺要求实现自动化控制。

一是电解槽自动化控制水平低。如部分企业电解槽电流调节为手动控制。二是氟化反应釜自动化控制达不到要求。如四川省某企业五氟化碘化装置(涉及氟化工艺)一级反应釜切换、二级反应釜反应过程控制、预处理、蒸馏等工艺过程均未实现自动控制。三是对氟气的风险认识不足,如部分企业生产装置氟气进料为现场手动操作。

(三)对蒸馏塔、精馏塔的安全风险认识不足,缺少自动化控制

精馏塔内涉及易燃易爆、有毒有害等危险物料,部分沸点较高的物料积聚在塔底或釜底,随着浓度的提升或温度的上升,塔(釜)底残留物,存在超温失控分解爆炸的风险,而蒸馏过程还存在超压或泄漏发生中毒窒息的风险。两轮指导服务均发现了多家企业未设置蒸馏塔系统温度、压力报警联锁,不具备切断塔釜热媒及物料的紧急切断功能。

对于以上自动化控制系统存在的问题,究其原因,主要有:一是企业安全投入不足,且不重视隐患问题的整改,存在应付的情况。如辽宁省某企业针对上次提出的“未设置蒸馏系统和精馏系统压力、温度远传及联锁”等问题,企业仅在DCS组态模拟了压力和温度远传数据、氟化氢流量远传控制画面,未真正整改隐患问题。二是部分企业对采用氟气进行氟化反应是否构成重点监管危险工艺还存疑,整改缺少动力,未认识涉及氟气工艺存在的风险;三是未辨识出精馏塔超温、超压发生爆炸或泄漏发生中毒窒息的风险,未对蒸馏物料,尤其是塔(釜)残留物,开展热稳定性评估。四是部分企业缺少仪表自动化专业技术人员,现有人员专业能力不足,自动控制回路组态、P&ID参数整定、仪表调试等工作基本依赖第三方服务公司,现有技术力量难以实现自动化控制。

企业应按照《国家安全监管总局关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》(安监总管三〔2009〕116号)中氟化工艺的工艺控制要求,并结合生产装置工艺特点,按照设计装备自动化控制系统,同时根据HAZOP分析、反应安全风险评估、SIL定级等完善控制措施。对于含氟精细化学品、含氟电子特气生产企业,氟化工艺的间歇、半间歇反应存在反应积累风险,企业应结合各种异常工况,计算工艺控制要求最大允许流量和时段累积量,探索自动化控制措施,控制氟化剂的通入量。对于使用固体氟化剂的企业,合理设置操作温度,采用密闭氮气输送的措施,做到自动计量、投料、反应。对于使用氟化氢作为氟化剂的反应,虽然反应温度、压力低,但需要滴加进料来控制反应速率,热失控风险较大,应严格控制进料速度和进料量。对于使用氟气的企业,对氟化釜进行热量衡算,确定最大冷却水量下的氟气进料量,评估加装限流措施的必要性,确保冷却水量能够满足氟气最大进料量时的冷却要求。另外,部分氟化企业还需要加快仪表专业人员的引进和培养,提高自动化控制的开发、维护能力。


二、对无水氟化氢的危险性重视不足,安全防护措施不到位


(一)无水氟化氢罐区的安全仪表系统设置不满足要求

根据《危险化学品重大危险源辨识》(GB 18218-2018),氟、氟化氢的临界量为1t,大部分企业的无水氟化氢罐区构成了一级重大危险源。按照《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》(国家安全生产监督管理总局令40号)的要求,涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级、二级重大危险源的危险化学品罐区应配备独立的安全仪表系统。但从指导服务来看,部分企业无水氟化氢储罐区未设置安全仪表系统或未独立设置。如福建省某企业两铵车间4#氟化氢储罐(一级重大危险源)进出口管道上未设置紧急切断阀;黑龙江省某企业氟化氢罐区2个储罐SIS、DCS系统切断阀气源和储罐压料共用氮气管道,存在压料时DCS、SIS系统执行元件失效的风险等。

(二)对于氟化氢一旦泄漏后的水幕隔离等应急处置措施配备仍存在不足

生产、使用无水氟化氢的企业大多在无水氟化氢罐区设置了自动切断、水幕等应急装置,但对于操作多、泄漏风险更大的充装作业区域重视不足,还存在应急处置设施不完善的问题。如部分企业氟化氢槽车卸车区域无喷淋装置。福建省某企业设置的喷淋水幕,喷头为自制(管道和消防水枪组合),水幕直接喷到储槽顶部,且启动开关设置在厂区大门处,不满足要求。

针对以上氟化氢储罐区、装卸区安全防护措施不足的问题,主要原因是企业不清楚一、二级重大危险源无水氟化氢罐区应设置独立的安全仪表系统的要求,且不清楚如何实现“独立”设置。对无水氟化氢泄漏风险认识不足,不重视氟化氢泄漏后的应急管理。

因无水氟化氢罐区固有风险高,一旦发生泄漏后果严重,企业应按照《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》(国家安全生产监督管理总局令40号)的要求,在构成一级、二级重大危险源的无水氟化氢罐区配备独立的安全仪表系统。检测仪表、控制阀、逻辑控制器均应独立于过程控制系统,且紧急切断阀应选择故障安全型,一旦发生事故,能瞬间准确动作,起到保护作用。参照《氟化氢生产安全技术规范》(HG/T 30033-2017)的要求,在槽车、钢瓶充装作业间设置自动切断、自动喷淋、抽风吸收等应急装置,一旦发生氟化氢泄漏后,能快速切断,打开负压吸收设备,采用水幕隔离等应急处置措施,避免事故扩大。


三、尾气吸收系统仍不完善


(一)尾气吸收系统未经正规设计

部分企业的尾气处理设施为后期建设,未经过正规设计,不能确定尾气处理能力是否满足要求、是否存在不同类型的尾气或物料排入同一尾气处理系统的风险大小,尾气处理装置处未设置气体探测器、现场安装非防爆电气设备、无设备运行状态自动监控功能。如湖南省某企业R32车间含氟尾气处理系统未经正规设计,未对含氟尾气排放指标进行连续检测。

(二)无备用风机或无自投功能

企业应设置防止氟化氢泄漏的吸收装置,吸收装置保证随时处理装置开停车、正常状态和非正常状态下排放的毒性气体。但此次“回头看”的企业中,部分企业尾气吸收装置不符合要求。如福建省某企业二车间旁尾气吸收系统事故风机、吸收液循环泵各一台,无备用风机、机泵;河北省某企业氟化氢应急处理系统无备用风机;黑龙江省某企业502车间北侧氟化氢尾气吸收系统仅设一台风机、一台吸收泵,未设置备用风机和吸收泵;内蒙古自治区某企业尾气吸收系统备用泵无低压、低流量远传启动功能,应急电源无自投功能。

(三)未配备应急电源

尾气吸收系统应配备应急电源,如果仅由一路电源供电,存在断电时风机和循环泵不能开启,导致事故扩大的风险。部分企业未关注此方面的问题,如福建省某企业氟化氢吸收系统两台吸收液循环泵由一路电缆供电,控制回路未引至控制室;山东省某企业氟化氢、液氯钢瓶库尾气处理系统两台吸收液循环泵、事故风机由一路电源供电;辽宁省某企业氟化氢尾气吸收风机未配备应急电源。

针对以上尾气吸收系统不完善的问题,究其原因,很多企业的尾气处理设施是后期建设,未经过正规设计或未按照设计施工,导致现场存在一系列隐患问题。

企业应吸取事故教训,参照浙江省相关企业的经验做法,完善尾气处理设施的自动化控制,监控设备(风机、循环泵)运行信号、电流,监测吸收系统温度、压力(负压)、流量、液位(碱液)、pH值等参数;尾气风机设置备机,一开一备,定期切换;按照《氟化氢生产安全技术规范》(HG/T 30033-2017)的规定,尾气吸收系统应配备应急电源,避免尾气处理设施运行故障或其他原因导致中毒窒息事故。同时,借鉴事故氯吸收设施的管理要求,应急处置系统应设置远程和就地一键启动功能,配备两台循环泵,一用一备,备用泵应具备低压或者低流量自启动功能,具备24小时连续运行的能力,保证设备有效运行。


四、针对氟化氢的换热设备防腐蚀管理认识不足


氟化氢等酸碱性腐蚀介质使用的换热设备,腐蚀贯穿后腐蚀性介质进入非腐蚀性介质系统(如循环水、蒸汽、冷冻水、其他物料),会导致换热器大范围腐蚀,装置运行风险大大增加。但两轮指导服务均发现,多家企业对此问题重视不足,未在循环水、冷却水换热设备上设置pH在线监测设施。

企业应按照《氟化氢生产安全技术规范》(HG/T 30033-2017)的要求,定期检测换热设备管道中冷却或加热介质的pH,在线检测含有氟化氢等酸性介质的换热设备管道中冷却或加热介质的氟离子含量或pH值,一旦发现泄漏,及时采取措施进行处理。


五、设计及设计符合性方面问题突出,变更管理流于形式


(一)建设项目的设计资料不全,部分企业开展了设计诊断,但质量不高

本次“回头看”对设计与设计的符合性进行了核查,发现部分企业在合规性方面存在不足。如福建某企业未提供六氟化硫生产装置《安全设施设计专篇》,企业委托设计单位进行设计诊断,仅出具了图纸,未编制设计诊断报告;另一家企业新建小试装置和三分厂三车间产品后处理装置、水处理装置、包装间、哈氏反应釜等均无设计资料。部分企业安全设计诊断报告书中无明确的诊断结论。

(二)未按照设计要求设置安全设施

两轮指导服务均发现了部分企业未按照设计施工,导致现场与设计不符的问题。如辽宁省某企业三车间氟化反应釜爆破片安装至冷凝器顶部,与设计不符;河北某企业乙腈计量槽未安装呼吸阀、阻火器,与设计不符;四川某企业电解槽未安装氟气泄放阀,与设计不一致等。

(三)未经设计变更随意增加建(构)筑物,现场与总平面布置不一致

从指导服务来看,各企业普遍存在未经变更,随意增加建(构)筑物、设备设施的问题。如辽宁省某企业未经设计在一车间(甲类)北侧设置了供氯和供氟化氢的密闭供气站。河北省某企业101车间(甲类)西南侧钢平台踏步旁设置乙腈上料区及上料泵,无设计变更资料。福建省某企业未经设计增建罩棚、氟化氢吸收装置、干燥装置、循环水设施等。

各企业在设计与设计符合性方面存在的问题,暴露出企业合法合规意识差,“三同时”手续不严格,变更管理严重缺失。建议企业按照《建设项目安全设施“三同时”监督管理办法》(国家安全生产监督管理总局令36号)的要求,履行建设项目安全设施“三同时”手续,消除设备设施设计缺陷,提高本质安全水平。完善变更管理制度,在制度中明确哪些变更应委托设计单位进行设计,哪些变更可以履行企业内部变更程序,明确责任部门,杜绝随意增加设备设施、改变工艺流程、私搭乱建等现象,避免发生安全生产事故。


六、未规范开展外部安全防护距离评估


大部分生产或使用无水氟化氢的企业都构成了重大危险源,部分企业未按照标准要求评估外部安全防护距离,此次“回头看”的15家企业中有12家企业存在类似问题。如福建省某企业危险化学品重大危险源安全评估报告中未明确社会风险是否可以接受;仅对无水氟化氢钢瓶进行了评估,未将二分厂所有危险化学品生产装置和储存设施作为一个整体进行外部安全防护距离评估。

企业应按照《危险化学品生产装置和储存设施外部安全防护距离》(GB/T37243-2019)的要求,涉及有毒气体,且其设计最大量与GB18218中规定的临界量比值之和大于或等于1的危险化学品生产装置和储存设施采用定量风险评价方法确定外部安全防护距离,且应将企业内所有的危险化学品生产装置和储存设施作为一个整体进行定量风险评估,确定外部安全防护距离。对于不满足要求的,要采取控制措施。


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