石油化工企业混料生产静电的治理措施

　　1   生产过程中的闪爆事故

    2003年，某石化企业乙烯树脂研究所，在小型实验装置上配置聚丙烯母料。生产过程中操作人员需要进行混料、放料、装袋等工艺操作。当进行到放料装袋作业时，突然发生闪爆事故。此次事故导致1名操作人员烧伤，物料被烧毁。据了解，在2年时间内，这类闪爆事故发生了3次，员工在心理上产生了严重的恐惧感。

    调查发现，作业现场没有明火，但对工艺过程中的物料测量结果显示，现场存在着静电放电，在向接料槽放料与成料装袋的过程中都有静电电荷聚积的现象。作业现场观察到，当操作人员向料槽放料时，周围空间产生大量的可燃气体，所以可以认为事故的原因是由于生产过程中产生静电放电，引燃了挥发在空气中的可燃气体。

    2   混料生产工艺

    2.1   生产中原料的特性

    在配制聚丙烯母料的过程中，物料包括聚丙烯粉料和对叔丁基添加剂（液体）。

    聚丙烯粉料具有较高的绝缘性，容易积聚电荷。添加剂对叔丁基是过氧化物，燃点12℃，属易燃易爆物质，极易挥发，与空气混合形成爆炸性混合物，微小的能量就能引起爆炸。

    2.2   生产工艺

    聚丙烯母料配置的生产过程是：操作人员在小规模试验装置上，先将聚丙烯粉料倒入混料机内，再将对叔丁基添加剂按一定比例加入混料机内，启动搅拌器进行高速搅拌，再向金属槽（无专用接地线）内高速甩料，最后由操作人员用金属器具撮入塑料编织袋中等待后续生产使用。

    2.3  静电的产生与分析

    在聚炳烯母料的配置过程中，原料中聚丙烯粉体因高速搅拌和高速喷出产生静电。由于聚丙烯粉料具有高电阻值的本质特性，积累的静电电荷不容易消散，形成较高的静电电压。接料槽内粉体料堆表面静电测试电压在7～12kV，能够与盛装的金属容器发生高压放电，存在着两次放电引燃的机会：一是在出料的瞬间有可能由料堆表面聚集的静电荷，直接对其金属接料槽发生沿面放电；二是在盛装过程中有可能由料面聚集的静电荷瞬间对操作员或人手拿的金属器具发生火花放电，容易引燃放料过程中挥发到空气中的对叔丁基过氧化物的易燃易爆物质。因此，乙烯树脂研究所的混料作业现场是静电事故典型的高危险场所。

    3   静电危害治理方案的选择

    3.1   管理措施

    （1）安全管理人员应当重视静电危害，及时加强防静电专业知识的培训，易燃易爆岗位（场所）的安全操作规程必须有防静电的内容，职工要认真执行操作规程，增强工作责任心和安全意识。各装置设备和管道的静电接地点和跨接点必须牢固好用。操作人员（包括进入岗位的其他人员）应按要求穿着好防静电服装。要定期对各种防静电设施进行检查，确保安全生产。

    （2）管理部门要深入生产现场进行检查，及时发现问题，对安全隐患要认真整改，增加防静电设备设施和技术措施。

    （3）加大生产管理力度，对违章操作、冒险蛮干者要严格管理并给予必要的处罚，提倡严谨的工作作风，预防静电灾害事故的发生。

    3.2  消除静电危害的技术措施

    （1）改进操作工艺，尽量避免静电放电现象的存在。

    事故调查中发现人工装袋作业过程中使用金属撮子，金属撮子与盛装绝缘性物料的金属槽没有做接地的等位连接，容易发生静电放电，而且放电电荷转移量是一次性的能量释放。因此，建议将金属撮子换成木制撮子。同时在撮料前，须要先用无源消电毛刷对粉料堆表面缓慢地刷一遍，消除静电后再进行装袋操作，以保证安全生产。

    （2）利用泄漏导走的方法迅速排除静电。

    接地是消除静电危害最简单的方法，现场检查中发现金属器具无专用接地设施。盛装绝缘性物料的金属容器和器具必须进行接地处理，定期测量接地电阻值，将静电电荷迅速导入大地。

    （3）利用中和电荷的方法减少静电积累。

    生产环境中采用离子流静电消除器是消除粉体静电的最有效方法。在危害治理过程中，通过不断的试验和测试，确定了在混料机的放料口（一次消电）和金属接料槽的上方（二次消电），采用具有防爆性能和良好消电效率的离子流静电消除器消防粉体料堆中物料的静电。静电消除器是利用电源高能电场，产生电晕离子流。即，使用电晕针体将周围环境空气中的气体分子电离出“正、负”离子，再利用保护气体的输送和电荷的本质特性，使反极性电荷与物料带电体上的电荷进行充分的中和，从而达到消除静电的目的。

    （4）改变生产环境。

    针对现场的恶劣情况——作业环境中挥发有大量的对叔丁基添加剂易燃易爆气体以及大量飞扬的粉尘，建议在生产允许的情况下安装加湿机，既稀释了易燃易爆物质又有利于静电荷的消散。

    3.3  及时检测

    建议现场安全管理人员配置专用静电电压表，及时检测料堆表面的静电压状况，以判断消电设施的工作状况和完好性能。

    4  静电危害治理的效果

    在混料工艺静电危害的治理方案实施初期，安装了粉体静电消除器后，我们对工艺现场的放料料堆表面静电电压进行测量，结果见表1（略）。

    测试结果表明，实施的治理方案有着良好的防静电效果。但是，由于对叔丁基是过氧化物，挥发到空气中后产生易燃易爆物质，微弱的放电能量就能引起燃爆，因此，在治理措施实施的初期，整改后运行了半年的时间又发生一次放料闪爆事件。通过再次测试和分析，增设了金属接料槽上方的消电器和先用无源消电毛刷对料堆表面刷一遍的操作措施。要求进行3次消电后再进行下一步装袋操作，并且要求操作人员及时监测静电电压表，保证消电设施的完好性。

    新的措施进一步提高了静电消除效率。在扩大生产规模的情况下，一直安全运行，提高了企业的社会效益和经济效益。

    5  结束语

    石油化工生产工艺中静电的产生是不可避免的，只有采取必要的静电治理和防范措施，才能提高企业的安全生产能力。由于石油化工生产工艺的复杂性和起电因素、起电部位的繁杂状况，因此在静电危害的治理过程中，要以综合治理方案为主（单一的措施不一定有良好的效果），针对具体的工艺状况和周围环境情况，通过不断的试验，设计和实施专项的防静电管理措施，采用必要的消除静电的设备设施，改善生产作业环境，才能提高静电防治水平。