粘胶纤维生产中预防二硫化碳爆炸的探讨

粘胶纤维生产中预防二硫化碳爆炸的探讨

谢斌 

(阿拉尔市中泰纺织科技有限公司)   

摘要：在粘胶纤维生产生产过程中，使用的二硫化碳非常危险，极易发生着火爆炸事故。文章主要研究石油化工过程安全管理中提出的保护层理念，应用于粘胶纤维生产关于二硫化碳各个环节，确保二硫化碳的使用安全。 

关键词：二硫化碳；爆炸；化工安全；火灾；保护层。

0引言

二硫化碳存在易燃、易爆及腐蚀性较强等特点，且国内粘胶纤维生产工艺设计近几年发展缓慢，技术先进性不足，安全生产存在一定的挑战。而应用石油化工的安全设计理念、标准，优化生产装置工艺设计，最大限度地降低可能导致初始事件的可能性及严重性，有效地预防二硫化碳爆炸事故的发生。 

1.粘胶纤维生产工艺及二硫化碳性质概述

1.1粘胶纤维的生产工艺流程

粘胶短纤维的基本原料是浆粕（棉绒浆、木浆、溶解浆），碱纤维素与二硫化碳作用得纤维素黄酸钠。在粘胶纤维生产过程中，二硫化碳参与反应完成后，气相的二硫化碳又回收后重复使用。故，二硫化碳的装卸、存储、输送、计量、使用、回收等各个环节，均存在非常大的安全风险。

1.2二硫化碳的理化性质

二硫化碳是粘胶纤维生产过程中常用的溶剂，然而，其具有易燃、易爆和有毒的特性，一旦发生爆炸事故，将对生产工人和设施财产造成严重的伤害和损失。纯净的二硫化碳（CS2）为无色透明液体，熔点：-110.8℃，相对密度（水=1）：1.26，相对蒸气密度（空气=1）：2.64，沸点：46.5℃，饱和蒸气压：53.32kPa（28℃），燃烧热：1030.8kJ/mol，临界温度：279℃，闪点：-30℃，爆炸上限（V/V）：60.0%，爆炸下限（V/V）：1.0%，引燃温度：90℃。

2.粘胶纤维生产CS2危险特性分析及保护措施

2.1二硫化碳的装卸存储

2.1.1危险特性

二硫化碳使用过程中，经常需要进行装卸车作业，主要存在的风险初始事件有：卸车进、出厂区或倒车时，发生泄漏事件；卸车前未检查储罐的存量，导致满溢后二硫化碳泄漏事故的发生；装卸二硫化碳时若流速控制不当，防静电接地设施故障，可能导致火灾、爆炸事故的发生； 作业人员未经过培训或违章未按操作规程作业，导致二硫化碳泄漏，可能造成着火闪爆事故；储罐、管道密封性差、腐蚀，可能发生二硫化碳泄漏，可能导致人员中毒、火灾爆炸事故的发生。

2.1.2工程保护措施

压送二硫化碳的氮气管线必须安装.减压阀；压送二硫化碳的介质必须设置压力检测，并设置压力高报警；设置限流孔板；设置现场压力表；装卸区域安装固定式有毒气体检测仪，且固定式有毒气体检测值高报时联锁卸车区域消防喷淋；卸车区域CCTV现场监控；储罐设置液位计且设置高液位报警；设置高高液位报警及联锁；库区入口处设置静电消除器，二硫化碳介质管线法兰设置静电跨接；储罐设置有水封池；现场配置灭火器、消防沙、消火栓、消防手报等消防器材；现场配备防护服、防毒面具、正压式空气呼吸器、胶皮手套等应急设施。

2.1.3管理保护措施

二硫化碳运输车辆指定停放区域，专业人员装卸前按《安全条件确认卡》对车辆进行检查，不符合《前安全条件确认卡》的车辆装卸；车辆停放好后垫好轮挡，连接车辆静电释放器；卸车短节、鹤管与车辆出料阀及氮气管线进料前必须打压试漏；二硫化碳装卸阀门必须缓慢开启，且严格控制流速。卸车过程中严格监护装卸过程，异常时及时处置。

2.2原液黄化二硫化碳使用安全

2.2.1黄化初始事件

黄化机加入二硫化碳时间过程，二硫化碳加入超量；未设定合理加CS2量，与碱纤维素加入量不匹配，CS2加入量过多；CS2加料流量计故障偏低，实际加入量过多；流量计旁路阀误操作打开，CS2加入量过多；黄化机设备密封点或二硫化碳管线泄漏；操作工未严格按操作规程操作；操作工绕过DCS程序，违章操作。

2.2.1黄化主要保护层

黄化生产过程采用全自动顺序控制系统；黄化机设卸爆管伸至室外，当黄化机出现问题后，可通过卸爆管向室外释压；黄化间设事故通风，并和 CS2探头连锁； 黄化机有毒探头与二硫化碳库稳压泵联锁，三选二报警停稳压泵；黄化机操作台面的材料为 Q235-B，铺设有不发生火花的绝缘橡胶；DCS 及现场仪表采用不间断电源（UPS）供电，断电后持续时间大于60分钟，UPS选用双回路，一用一备，可自动切换；黄化机内关键步骤加入氮气保护，抑制着火或爆炸。

每班对对二硫化碳加入量设定值进行修改；电仪车间定期对仪表进行校验；班组交接班期间对二硫化碳管道手动阀进行检查，确定阀门处于关闭状态；每月对岗位操作法进行培训、考试；定期开展黄化机着火闪爆现场处置方案的学习、演练；进入现场人员必须佩戴9020防毒面罩、便携式气体检测仪；每月对溶解桶阻火器进行清理，并保障溶解桶的负压度。

2.3二硫化碳回收安全

2.3.1二硫化碳回收初始事件

在纺练车间的给纤槽运行时，蒸汽主调节阀或蒸汽补偿阀故障开；切断冲毛水流量全部无流量；下液管S弯调节阀故障开；喷淋洗涤塔回碱管堵；洗涤碱水循环槽溢流管堵塞；尾排阻火器堵塞；冷凝器内部列管堵塞；设备排风管道负压不足；给纤槽密封水液位不足或无密封水；操作不当造成给纤槽正压，二硫化碳外溢。

在纺练冷凝回收装置运行时，碱洗塔板式换热器软水故障关；袋式过滤器内部堵塞，碱洗流量计无流量；设备密封点或二硫化碳管线泄漏。

在碳吸附二硫化碳回收装置运行时，吸附槽去着上层温度或下层温度超出指标；灌氮气前后氮气压力差大；去着主蒸汽压力过高或过低；去着主蒸汽温度超指标；吸收槽压力低；循环水流量不足等。

2.3.2二硫化碳回收主要保护层

纺练车间蒸汽入户主管加装切断阀，并与给纤槽压力联锁，当其中2块压力表触发温度高联锁值时，切断切断阀；给纤槽上方新增工艺降温喷淋，当其中2块压力表触发温度高联锁值时，工艺降温喷淋打开，同时联锁停止切断刀运行；电仪专业人员定期对给纤槽仪表阀门重点管理，定期校验。

纺练冷凝回收装置洗涤碱水循环槽及碱洗塔温度设置高报；一级冷却器进口温度设置高报；碱洗喷淋液温度与软水回水调节阀设置自控；现场有毒、可燃气体探头报警；

碳吸附二硫化碳回收装置中，吸附槽设蒸汽压力调节阀；蒸汽温度设远传DCS显示；蒸汽压力低低联锁切断蒸汽阀；吸收槽下层温度工艺指标小于指标，吸收槽程序自动保持步骤；程序检测故障联锁切断蒸汽阀；吸收槽温度高高联锁主蒸汽阀罐；吸收槽设安全阀；蒸汽压力低联锁切断蒸汽阀；蒸汽温度设远传DCS显示；吸附槽阀门控制系统油压阀故障报警；

针对二硫化碳的危险特性，确保事故发生时，能够快速进行处置，防止扩大化，工厂还应制定安全生产综合应急预案、专项应急预案及现场处置方案；配备硅胶防毒面罩、滤毒盒9020、正压式空气呼吸器、便携式检测仪等应急物资，设置专职消防队，并配置相应的消防力量。

3.结束语

   随着安全生产目标标准越来越高的发展，粘胶纤维生产中对二硫化碳的使用安全提出了更高的要求，工厂在管理过程中，在技术上通过开展HAZOP工艺危害分析，借鉴石油化工各类标准及本质安全技术，不断完善危险品等各类能量的首层容纳条件，同时在管理上，通过建立过程安全事件先导指标的测量和监控工作机制，显示潜在的系统缺陷，并不断强化管理这些缺陷，形成工厂一套有效的过程安全程序。只有管理好涉及二硫化碳能量释放的各级保护层，才能有效的预防二硫化碳爆炸事故的发生及容纳失效工艺事件后果的有效控制。

参考文献：

[1]刘迎群，碱纤维素黄化过程中燃爆事故的预防，《人造纤维》2016年，第3期，第24页。

[2]CCPS，《过程安全衡量指标指南》 ，2021 。

作者简介：谢斌，男(土家族)，1985年10月，新疆中泰（集团）有限责任公司阿拉尔市中泰纺织科技有限公司，新疆阿拉尔市2号工业园纬二路755号，邮编：843300,电话：13369912822,Email:99892582@qq.com。