釜式设备,是化工企业最普遍使用的设备。虽然用途不一,但所有釜式设备都存在入釜作业的可能,尤其是清釜、入釜检维修作业,在精细化工企业最为普遍。
近两年,每年都至少发生3起釜内作业伤亡事故。从事故发生的环节来看,主要发生在清釜作业、釜内检维修、入釜捡物等环节;从事故类型来看,主要是中毒与窒息事故,也有闪爆事故。因此,企业须高度重视釜内作业的风险辨识。
从事故案例来看,釜内作业存在以下风险。
一是易燃易爆物料引起闪爆着火的风险。其一,釜式设备所投入的原料自身具备易燃易爆特性,如液化烃、环氧乙烷、苯、甲醇以及氢气等甲、乙类物料。其二,虽然所投入的原料自身不具易燃易爆的特性,但在反应或处理过程中产生易燃易爆的产品、副产物、中间体等。其三,使用的溶剂、催化剂、助剂等“三剂”具有易燃易爆的风险,或“三剂”在反应、处理过程中,或遇空气后,导致了易燃易爆的风险。其四忌氧的物料、产品、副产物、中间体等,当釜内保护措施失效时,如打开釜盖,或从投料口、管线混入空气后,而与氧接触所引发的闪爆、着火风险。
二是有毒有害物料引起人员中毒窒息的风险。有毒有害物料的产生与易燃易爆物料产生的途径相似,可能是原料固有的,也可能在反应或处理过程中产生,或是“三剂”所带来的,又或是物料遇空气后所产生的。釜式设备常涉及的有毒有害物料包括氯气、硫化氢、氟化氢、光气、氮气等。无论是作业人员进入或者探入釜内作业、观察,都极易造成中毒窒息事故的发生。
三是置换或保护用氮气引起人员窒息的风险。《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871-2022)(简称《规范》)要求,使用或生产具有易燃易爆危险的甲、乙类物质的间歇操作的工艺系统要采取氮气保护措施,在投料、放料等操作过程中,应采用氮气进行保护、吹扫等。而釜式设备在检维修交出前,也必须采用氮气吹扫、置换等,必要时要采用氮气保护。因此,进入间歇停用或检维修的釜式设备,氮气窒息的风险很大,也是近几年釜内作业事故频发的主要原因。
四是残留物或附着物引发闪爆或人员中毒的风险。釜式设备在交出时如果有残留物,或者在反应、处理过程中有物料(原料、中间体、副产物)附着在设备内壁,这些残留物、附着物遇到空气有可能发生反应,产生易燃易爆、有毒有害的物质,而引发闪爆或人员中毒的风险。如事故四就是因为釜内残留氧硫化碳聚集在釜底,形成了高浓度的氧硫化碳与硫化氢混合气体而引发的中毒。
五是设备交出防护措施不到位带来的风险。存在易燃易爆、有毒有害物质的釜式设备,在作业前或检维修前,要采取倒空、隔绝、清洗、置换等方式进行处理,尤其是要通过拆除与釜连接的管线或加盲板的措施,进行能量隔离。而在一些企业检查中,发现有些企业由于间歇生产的釜式设备清釜频繁,常常是仅采用关阀门代替加盲板,从而埋下了作业中物料泄漏的风险。
因此,建议从以下几方面防控釜内作业安全风险。
一是源头管控提升本质安全水平。防控釜式设备作业风险的有效措施是:采用本质安全设计,使用非易燃易爆的溶剂或低毒的物料,提高釜式设备本体、安全设施、搅拌机械等完好性,有效减少入釜作业、清釜的频次。
二是非必要不入釜。针对反应釜内部的清洗,从人工入釜清洗转向化学清洗、高压水清洗,采用釜外操作的措施。而高压水清洗技术已日益成熟,采用高压水射流,连续不断地作用在被清洗表面,从而使附着物脱落,最终实现清洗目的。
三是充分辨识釜内存在的风险。对于必须入釜作业的情况,要充分组织生产、工艺、操作工等相关人员,辨识釜内可能存在的或潜在的易燃易爆、有毒有害物质,评估可能引发的闪爆、着火、人员中毒窒息的风险,明确入釜作业风险管控的相关措施,强化对作业人员的培训。
四是规范作业前风险防护措施。在充分辨识存在的风险与评估的前提下,开展作业安全分析(JSA),采取倒空、隔绝、清洗、置换等方式进行处理,确保通过拆除与釜连接的管线或加盲板的措施进行有效的能量隔离,严禁采用关闭阀门的措施代替盲板进行隔离。由于很多企业各操作单元尾气放空管线汇总放空,隔离时一定要特别关注相连通的尾气管线隔离,防止易燃易爆、有毒有害气体从尾气管线倒灌至正在作业的釜式设备中引发事故。如2023年3月10日,马鞍山市某企业2人进入泥浆桶内检修作业时,因3只泥浆桶尾气管道相互联通,而进入作业时未在尾气管道上加装盲板进行隔离,硫化氢顺尾气管线窜入正在检修的泥浆桶内,导致5人中毒死亡。
五是正确认识入釜作业的范畴。企业要充分认识入釜作业的风险,尤其是头部探入、肢体任一部位探入釜内,都属于受限空间作业的范畴,存在发生中毒窒息的风险。如2016年6月5日,潍坊某农化有限公司1名操作工爬到罐顶打开人孔盖察看罐内情况时,因缺氧晕倒,滑落入氨基酸原液中,吸入过量液体窒息,施救不当造成3人死亡。六是严格按照受限空间作业进行管理。企业要强化清釜、入釜作业、入釜检维修等釜内作业的受限空间管理,严格按照《规范》的相关要求,开展作业安全分析,规范设备交出手续,履行作业审批程序,采取有效措施,管控作业中的风险。对于风险较大的釜内作业,要强化通风,采取连续检测,气体浓度超限报警时,应立即停止作业、撤离人员。由于釜内空间狭窄,入釜作业人员应拴带救生绳,佩戴相应的个体防护装备,以防发生意外后施救人员必须入釜施救,而是通过救生绳将作业人员拉出釜外。
中国化学品安全协会总工程师 程长进
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