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丙酮在使用中的危害分析及对策(5月作品)

  【摘要】本文主要通过分析丙酮在使用中的危害, 通过采取相对应的措施,确保丙酮使用的安全性。

  【关键词】丙酮、使用、危害、对策

  丙酮在生物制药生产中是进行分离纯化、浓缩精制的常用有机溶剂。由于丙酮本身的特殊性质,在使用过程中存在诸多危害因素。因此本文主要是针对丙酮使用过程中的危害因素及其预防措施进行分析研究。

  丙酮,分子式C3H6O,分子量58.08,具有令人愉快的气味(辛辣甜味)。易挥发。能与水、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、氯仿、乙醚及大多数油类混溶。相对密度(d25)0.7845。熔点-94.7℃,沸点56.05℃。闪点-20℃。易燃。爆炸下限%(V/V):2.5,爆炸上限%(V/V):13.0。

  一、丙酮的危害分析

  (1)燃烧爆炸性

  丙酮,属于易燃危险化学品,它的闪点只有-20℃,沸点只有56.05℃,爆炸下限%(V/V)为2.5,只要稍微遇火(极低的引燃能量1.15mj)都会燃烧爆炸。

  (2)挥发性

  丙酮具有易挥发性,在较低的温度下都能蒸发,容易形成爆炸性混合气体。

  (3)流动扩散性

  丙酮具有流动扩散性特性,一旦盛装的容器、管路或阀门关闭不严,就会出现“跑、冒、滴、漏”现象。流动的可燃有机溶剂,就是流动的火源,极易造成流淌火,扩大火灾危险性。丙酮蒸气比空气重,容易漂流于地表、水沟及建筑物死角,容易积聚形成局部爆炸性气体,一旦遇火,就可能发生燃烧爆炸。

  (4)健康危害性

  丙酮急性中毒主要表现为对中枢神经系统的麻醉作用,出现乏力、恶心、头痛、头晕、易激动。重者发生呕吐、气急、痉挛,甚至昏迷。对眼、鼻、喉有刺激性。口服后,先有口唇、咽喉有烧灼感,后出现口干、呕吐、昏迷、酸中毒和酮症。

  丙酮慢性影响主要表现为长期接触出现眩晕、灼烧感、咽炎、支气管炎、乏力、易激动等。皮肤长期反复接触可致皮炎。

  (5)静电危害性

  丙酮导电性比较差,电阻率≥5MΩ/cm,在生产、使用、输送、装卸过程中,与容器、管道、机泵、过滤介质等发生碰撞、磨擦,都会产生静电,由于物料本身导电性差,所产生的静电极难散失,容易产生静电火花。

  二、丙酮使用过程中的安全对策措施

  (1)加强密闭

  为防止丙酮挥发与空气形成爆炸性混合物,必须使生产设备和容器达到密闭操作。如开口的容器、破损的铁桶等禁止用于储存丙酮。为保证设备的密闭性,有使用丙酮(包括丙酮溶液)的设备及管道在保证安装检修方便的情况应尽量少用法兰连接,管道应采用无缝钢管。所有压缩机、导管、阀门、法兰等容易漏气部位应经常检查;操作压力和温度必须严格控制,不允许超温、超压运行。如果温度高时,应采取冷凝、冷却措施。

  (2)通风排气

  为确保丙酮在生产车间环境里不超过爆炸、中毒危险浓度,必须采取有效的通风排气措施。通风排气的效果要达到两个要求:防火防爆;避免人员中毒。自然通风不能满足要求时,就必须采取机械通风,强制换气。不管是排风或者送风方式,都要避免气体循环使用,保证进入车间的为纯净的空气。因为丙酮的密度比空气大,排风口应设在低处,防止在低洼处积聚。

  (3)消除、控制引火源

  在有火灾爆炸危险的生产场所,必须采取严格的措施控制引火源,引火源主要包括明火、高温表面、摩擦和撞击、静电火花和雷击等。

  ①明火

  禁止在使用场所吸烟、使用非防爆通讯工具等移动明火源,若需进行维修动火,必须办理《动火作业安全许可证》、采取动火气体分析等要求,做好预防措施,加强监督检查,确保安全作业。对于有使用丙酮的设备、管道,维修动火前必须将内部丙酮移出动火现场,并用水清洗,最后用水灌满。动火地点应用不燃物挡风板隔离,防止火星四处飞溅。

  ②摩擦与撞击

  机器上的轴承等转动部件,应确保润滑有效,并及时清除附着的可燃污垢;搬运金属容器,严禁在地上抛掷或拖拉;禁止一切能产生火花的行为,如用铁棒敲开封盖的金属桶、穿带钉的鞋和使用易产生火花的工具等。

  ③电气火花

  使用丙酮的火灾爆炸场所应按照危险特性使用防爆电器(含仪表),防爆电器应符合规定级别,防爆电气安装应符合要求;电气设备、电气线路必须保证绝缘良好,电缆线应穿管保护防止破损;生产现场电器检修时应断开电源,防止发生短路;合理配置负载,禁止乱接、乱拉电源线。保持机械设备润滑、消除运转故障,防止电机过载现象发生;经常检查导线连接、开关、触点,发现松动、发热应及时紧固或修理。

  ④静电火花

  丙酮输送流动中流速过快可能产生静电积聚和高压放电;反应设备内部有机溶剂及物料搅拌转速过快过激烈易产生静电积聚和高压放电;丙酮与有机绝缘材质的管道、容器、设备之间特别容易发生静电积聚和高压放电;丙酮进料时从上口进入容器设备冲击容器底部或液面时很容易发生静电积聚和高压放电(有案例);含丙酮的物料采用化纤材料过滤时施压过大易发生静电积聚和高压放电;离心机刹车制动过猛可能发生静电积聚和高压放电;作业人员穿化纤、羊毛、丝绸类服装容易发生静电积聚和高压放电。

  案例:

  2011年11月21日11:43左右重庆某药业环废中心溶剂回收工段进行丙酮回收时突然发生爆炸,同时伴有大量火焰喷洒,回收操作工身体大面积烧伤。丙酮回收塔精馏釜中的丙酮母液四处流淌,形成流淌火焰。待处理丙酮母液贮罐受到高温火焰熏烤发生爆炸,引起堆积在旁废液桶不间断的燃烧爆炸。单层回收工段厂房部分钢结构屋顶被大火烧塌陷。产生爆炸的主要原因是丙酮回收塔进料口直径为DN40,为上部接入进料,进料关口设置过高,与精馏釜底部距离过大,造成废丙酮母液冲击碰撞精馏釜壁及蒸汽加热盘管,产生静电积聚,继而引起静电放电,产生火花点火源。

  为避免产生静电,应采取措施如下:

  设计中应正确选择设备容器管道材质(尽可能使用金属,避免使用非金属)以减少静电产生和便于静电导出;限制丙酮在管道中的流速,可以减少静电的产生和积累;贮罐的进料管宜从罐体下部接入,若必须从上部接入应延伸至罐底20厘米处;所有金属设备、容器、管道、构架都可以通过静电接地措施及时消除带电导体表面的静电积聚;设备、管道之间用法兰的连接处的螺栓接触面积应大于20cm2,至少应有5个以上的M10螺栓作妥善连接,安装前应除锈并加镀锡垫圈,不足5个螺栓的法兰应采取防静电跨接;操作者工作时不应穿化纤服装、毛衣和丝绸,应穿防静电工作服、帽子、手套和工作鞋,工作场所也不能穿脱衣物,场所应设人体接地棒,工作前应赤手接触人体接地棒以导出人体静电。

  ⑤雷击与阳光直照

  每年进入雷雨季节之前应对防雷装置进行检查、并且测量接地电阻情况,确保完好。日常也应对接闪器、引下线、接地装置加强检查,防止腐蚀、断损。

  阳光直射也可引起丙酮着火,因此使用、储存丙酮必须防止强光的直接照射。

  (4)安装丙酮报警装置

  在丙酮可燃气体存在的场所,安装丙酮报警装置是防止发生火灾、爆炸的重要手段。丙酮的爆炸下限为%(V/V):2.5,因此丙酮的报警值应设为2.5*25%=0.625和2.5*50%=1.25。

  丙酮在标态下,相对空气密度为2,比空气重,则丙酮检测探头应靠近地面或楼板0.3m-0.6m,因为过低容易受水溅湿而受损,过高则超过了丙酮易于积聚的高度。

  同时可将报警装置与通风装置联动系统。当发生泄漏时,泄漏液体蒸气达到危险浓度时,报警系统动作,同时通风系统自动开启,驱散泄漏蒸气。

  (5)消防设施配置

  在丙酮使用、储存场所配备足够的灭火器材,可应对突发的火警事件,将事故消灭在萌芽之中。但因丙酮易溶于水,用水及酸碱式灭火器灭火是无效的,干粉灭火器、泡沫灭火器、二氧化碳灭火器才是丙酮着火的有效灭火器。

  当丙酮储存的着火容器、设备有管道与外界相通的,要截断其与外界的联系;另外丙酮容易形成流淌火,要在丙酮泄漏是修好防火堤。

  以上观点不妥之处,请大家指正。

  参考文献

  ﹝1﹞ 蔡凤英;谈宗山;孟赫;蔡仁良《化工安全工程》

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