化工企业静电风险及防范措施

化工企业静电风险及防范措施

任国博,邢侃侃

鲁西化工集团股份有限公司 山东聊城 252211

摘要：化工企业里经常要使用、储存和输送易燃易爆气体、可燃液体及固体粉末，而在化工操作过程中如果没有采取恰当且充分的静电预防和减缓措施，很容易有静电产生、积聚和释放。在过往的化工事故中，由静电引起的火灾爆炸事故时有发生，小则是对生产的中断或产品质量导致的业务的中断，大则可能是设备设施的损坏等直接财产损失，甚至可能危及事故现场工厂员工的生命安全。如果形成多米诺效应，则会影响到工厂周围的装置或社区财产和人员的安全。

关键词：化工企业；静电风险；防范措施

1静电火灾爆炸机理

(1)静电产生：易燃液体在化工企业生产经营过程中因各种原因(详见原因分析)会产生静电；

(2)静电积聚：易燃液体的电导率很小，极易产生静电、且不易消除，如果消除时间不足或消除方法不对，就将不断积聚，逐步达到引起火花放电的静电电压和电场强度；

(3)易燃液体的储存和使用中，如果消除静电措施不足或者等电位跨接存在缺陷，就会与周围物体形成不同电势能；生产经营过程中不同物体位置的移动，不同电势能的物体接近就会到达放电间隙的距离内；

(4)易燃液体形成的爆炸性混合物的最小引燃能量很小(0.5毫焦左右)；而静电的放电能量极易达到此值，以人体静电为例：人体与物体接触摩擦，一般情况下人体静电电压在0.8千伏特到10千伏之间，在人体电压与周边物体电压差超过10千伏时，放电能量可达到5毫焦以上，是最小引燃能量的10倍左右；

(5)如通风不良，易燃液体的挥发性特点，其浓度会处于爆炸极限内，使周围区域极易形成爆炸性的混合云。

以上五个条件一旦同时形成，并且达到一定的标准，静电就成为点火源，进而形成火灾爆炸事故。

2化工生产中静电危害的识别

在使用易燃液体时，静电危害是一个火灾和爆炸风险必须考虑的因素，当使用的原料、产品、中间品、废料等中间含有易燃的物质和产品(气体、液体或固体粉末)时，静电的风险应该被考虑。应根据静电产生、积聚和释放的机理识别化工生产过程中的静电危害。

在不同物质之间相接触/分离后产生静电，非常有必要在这些地方做一些防止静电产生的措施。在两种物质接触的表面容易发生电子的转移，例如人和车辆的运动；液体的流动和搅拌；固体粉末的处置；设备的移动部件；擦拭或摩擦的表面。

雾状物的喷溅和积聚是指通过喷溅使液体发生分离，形成的薄雾能导致液滴和液体表面电荷的分离。可能的途径具体如下：包装软管没有浸入到液体中；包装速度过快；高压清洗作业(喷射)。

电荷的传导，接触或者接地连接的分离，或者从带更强电荷的物体产生的电场里分离都会让电荷传导到绝缘体上。例如，设备会产生很强的电荷(转动部件、传送带等)。

4化工企业静电风险防范措施

4.1工艺控制减缓措施

工艺控制减缓措施主要是消除静电，从工艺过程设计(如原材料投料顺序，先加导电性好的原材料)、添加导电试剂(如在不影响工艺和产品质量下添加增加导电性试剂)、设备结构和材质选择(如使用导电性好的材料，限制或禁止使用绝缘材料)等角度来减少静电的积聚，及时安全地释放静电。本文重点介绍静电跨接和接地这两种化工企业常用的强制措施。

静电跨接和接地就是将静电导向大地，是及时释放静电简单而有效的措施。静电跨接和接地具体是指在一个易燃的环境中阻止物质和设备上静电的积聚可以通过下列方法：

(1)通过与一个接地的设备等电位连接。(2)尽可能使用导电的原料(包装、容器、软管、管道等)。优先使用导电的材料，等电位连接和导电设备的接地是预防与静电有关风险的措施。(3)建筑物和大型设备的接地经常作为防止静电影响的安全措施，例如防雷或防静电措施。

4.2预防全压储运静电的产生

在进行全压储运的过程中，油气在管道、装运、储罐等多个方面都是密封状态，没有办法和空气接触，就算管中流动的物品是易燃易爆的，在电荷密度很高的条件下，因为电容很大，所以很难表现出比较高的电压，很难发生爆炸或者是燃烧的情况。所以在全压储运的过程中，不需要考虑静电问题。然而，此时罐内液体依然含有静电，预防这类静电需要采取下列方式：第一，尽管全压储运时静电不会导致安全事故发生，但是会影响管道出口，很容易在泄漏的地方产生静电，跟空气混合以后容易引发爆炸，因此在这种储运过程中，需要做好相应的防漏工作；第二，储运时可以利用放空操作，比如进行液化气装车时，高压水流冲击绝缘固体的过程中，会使得固体和水滴中沾上电流，这种情况下，如果周围含有易爆炸的气体，很有可能因为静电导致出现爆炸的现象。所以，可以在排放口设置静电接地线，避免静电产生；在液化石油存在泄漏的情况下，为了防止发生爆炸，可以对泄漏处进行喷水，让其在短时间内冷却下来，避免因为静电出现的火花导致爆炸事故。

4.3规范作业人员操作

①定期评审操作规程，按最新的防静电相关的标准规程对安全操作规定进行系统全面评审，在作业现场更新操作规程文本，并严格培训相关人员；

②在爆炸危险场所工作时，采用导电地面，应佩戴防静电手套，作业人员，穿着物(衣物、鞋、帽)应具导电功能或防静电功能，并要保持电气连续。禁止在爆炸危险场所穿脱衣物、帽子等；身体活动时，不得有过于剧烈的动作。

③取样、分装、使用检尺等操作时严格规范作业。在输送、分装、灌装过程中，应有措施防止液体的过速流动或喷溅，注油管的末端要注意使用倒T形等不易产生静电的形状或另加导流措施；从容器上部灌装时，要使液体沿内壁缓缓流下。

④小容器分装或灌装易燃液体时，宜用导静电容器或金属容器，避免采用绝缘容器。对相关器具应等电位跨接并防静电接地。

⑤清洗容器时，应该在通风良好，且无燃烧爆炸危险的地点，在清洗后必须静置足够时间才可使用。

⑥产生振动的易燃液体容器或管道，要严格导除静电，静置一定时间才可使用。

⑦对于易燃液体内混入其他物相杂质：如烃类液体中应避免混入其他不相容的杂质。并尽可能排除和减少积水。当明显有其他物相杂质存在时，其流速应限制在每秒1米以内。当携带静电很高时，例如在过滤器和分装器具的出口，必须经过缓和器消除静电、然后再进行灌装。使用软管输送易燃液体时，必须选用导电材质的软管或内部附有导电金属丝、导电金属网的软管，并注意各防静电部件的联通是否有效。

4.4人员静电管理

人员静电管理主要从静电风险告知和操作制度培训、人体自身静电防护管理两个角度来考虑。化工企业从安全管理制度角度对员工进行有关静电机理和风险的知识掌握、与静电相关操作制度执行等培训。静电风险的防范基于员工的主要行为：(1)设备和包装/容器的接地；(2)防静电工作服的穿戴；(3)包括抗静电剂使用在内的特殊的操作；(4)持续的用电验证。员工应该被培训并正确地执行这些操作，以确保员工有足够的静电风险意识并掌握这些必要措施的应用。人体自身静电管理是基于人体静电的消除。具体措施如下：(1)在可能的燃烧爆炸环境入口应安装金属接地棒。确保人员在进入危险区域前用手触摸接地棒以消除人体所带的静电。(2)人员衣装要求。应按要求穿戴防静电工作服、鞋袜和手套。(3)安全操作。危险区域要使用铜扳手、铜榔头等防爆工具。

结论

综上所述，文章从静电产生、积聚到释放机理的角度，系统介绍了静电在化工企业工段、操作中风险的识别问题，同时借鉴相关规范，针对静电风险制定了安全措施，并从风险的预防、控制减缓到人员安全管理等三个方面来介绍安全措施。静电安全是一项复杂的课题，不管对设计还是运营管理都提出了要求，需要相关人员不断深入认识和改进安全措施。

参考文献：

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