关于氯碱化工灾害事故消防处置措施的思考

关于氯碱化工灾害事故消防处置措施的思考

赵尚举平建清

1云南省文山州消防救援支队 

2云南省文山州消防救援支队

摘要：氯碱化工在生产过程中产生的危化品种类众多，产量及储量巨大，一旦发生灾害事故，处置难度极大，极易造成重大人员伤亡和财产损失，如何科学、安全、高效处置氯碱化工灾害事故是消防救援队伍必须面对和思考的重要救援课题。本文通过分析其主要工艺流程及反应条件和生产原、辅料危险性，重点查找和辨识火灾危险点和救援风险点，初步梳理氯碱化工灾害事故消防处置措施和注意事项。

关键词：氯碱化工、危险性、消防措施、注意事项

引言

氯碱化工企业在生产过程中，通过离子膜法、隔膜法或水银法电解食盐水来获取液氯、盐酸、氯化氢等化工产品，其与生俱来的化学危险性贯穿于生产、储存全过程，易燃易爆和高温、剧毒、强腐蚀是其主要危险性和灾害事故特点，历来是消防救援队伍处置过程中安全风险高、救援难度大、救援时间长，人员、装备和化学中和剂需求量大的灾害事故。本文结合文山州氯碱化工企业生产工艺，围绕生产、储存、事故处置等关键环节，通过分析氯碱化工生产过程中存在的火灾及化学危险性、灾害事故特点及处置难度，提出了消防处置措施和注意事项。

1 基本生产工艺流程及装置

该企业生产工艺流程主要包含盐水精制、电解、蒸发、氯气处理、废气处理、氢气处理、乙炔生成、氯乙烯合成、聚氯乙烯合成和液体罐区等工序，分别在电解氯化钠反应区、氯化氢合成装置、乙炔发生反应装置、氯乙烯合成反应装置、氯乙烯聚合反应装置、液氯罐装区安装了有毒和可燃气体检测系统，在厂区西南部安装了DCS控制系统。

2 火灾危险性分析

（一）原、辅料风险性。经化盐工艺形成25%的饱和粗盐水生产路线，原料、辅助材料、物料、中间产品、产品中主要有氯气、氢气、烧碱以及氯化氢、盐酸、硫酸等，呈现出“有毒、易燃易爆、腐蚀”等危险特点，其中氢气具有易燃、易爆物性；盐酸、硫酸和氢氧化钠等酸碱物料具有强腐蚀性；氯乙烯有毒，氯气属于剧毒品，并有助燃作用，存在产生燃爆事故危险。

电石在破碎、输送过程中会产生电石粉尘，有发生粉尘爆炸的风险。同时，电石是遇湿易燃物品，储存、输送过程中遇水、水汽等易生成易燃易爆的乙炔气体，也会引发火灾爆炸事故。

（二）一次盐水工序风险性。一是化学灼伤。工序使用的化学品及精制剂有氯化钡、氢氧化钠、三氯化铁、碳酸钠溶液、亚硫酸钠溶液和盐酸，均具有强烈腐蚀性，若设备和管道缺陷，物料容易发生外泄或喷溅，指战员个人防护不到位，人体接触腐蚀性化学品，导致发生化学灼伤。二是中毒。吸入氯化钡烟尘可引起急性中毒，表现为恶心、腹痛等症状。

（三）烧碱装置电解工序风险性。整套烧碱高危险段在电解车间，每台电解槽电流达1万4千安、电压达610V，电解温度约87℃左右，生产设备及管道连接多且复杂，导致工艺物料的泄漏点多，存在触电、中毒、爆炸、燃烧、腐蚀叠加风险，增加了工艺处置和消防处置难度。

（四）氯氢工序风险性。一是中毒。如果发生泄漏、爆炸，氯气、氯化氢会引发现场人员中毒。二是火灾。氯气和氢气在干燥、冷却、输送等环节中均可形成易燃易爆气体，遇点火源会引发爆燃火灾事故。三是化学灼伤。湿氯气干燥处理使用90-95％的浓硫酸，若涉及的设备、管道和阀门老化、破损，含腐蚀性的物料发生外泄或喷溅，容易导致人体接触发生化学灼伤。

（五）蒸发工序风险性。一是高温烫伤。因蒸汽系统设备、管道存在老化或联接部位密封失效，蒸汽泄漏喷射人体可能发生高温烫伤危害。二是化学灼伤。高浓度氢氧化钠溶液具有强腐蚀性，能引起皮肤灼伤；吸入氢氧化钠雾沫或高浓度蒸汽，可使人体气管及肺部受到伤害；碱液溅入眼睛会灼伤眼球、影响视力，严重者会导致失明。

（六）氯乙烯合成工序风险性。乙炔与氯化氢反应生成粗氯乙烯，在混合脱水工序存在爆炸、中毒风险，在转化工序存在爆炸、高温烫伤风险，在净化工序存在酸、碱化学灼伤和氯乙烯中毒风险，在压缩工序存在爆炸和氯乙烯中毒风险，在精馏工序存在爆炸、高温烫伤和氯乙烯中毒危险。

（七）氯乙烯聚合工序风险性。该厂聚合车间并联聚合釜属于间歇式反应流程，引发、分散、终止反应6小时，分散均匀。如果采取车间停止反应，应先通过终止剂进行终止反应，如盲目实施关阀断料，会出现温度控制不当、冷却水中断或不足，物料无法加热保温等问题，导致工艺处置失控。

（八）气柜风险性。该厂有两个1500立方米湿式气柜，分别是乙炔气柜和氯乙烯气柜。气体压缩机与气柜相通，为供气能力提供缓冲、运输和储存。气柜内钟罩倾斜易造成轨道出轨，钟罩内气相空间增大，导致内部易燃易爆有毒气体发生泄露而引发燃烧、爆炸和中毒。

（九）装置设备及罐区风险性。厂区内的储罐、增压器、流量计等均是带压设备，属压力容器，如超压作业容易引发罐体、管道或阀门破裂，导致有毒有害物料泄露。盐酸、硫酸、液氯、氢氧化钠、次氯酸钠等危险化学品对储罐均具有较强腐蚀性，长时间使用易对设备、管道产生缝隙腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀等现象，易导致腐蚀性液体渗漏，引发罐体破裂、塌陷，罐体内大量储存的腐蚀性液体溢出防护堤，增加了消防救援处置风险和难度。

3 消防处置措施

（一）力量调集。

1.针对初期灾情，调集化工编队冷却、高喷、保障（氧气呼吸器、化学防护服、供气消防车）、洗消4个作战单元；对难控、失控或灾难性灾情，应一次性调集化工编队全部作战单元，并及时请求省消防救援总队调集轻（重）型化工编队实施跨区域增援。生产厂房、生产装置发生火灾，应重点调集高喷作战单元实施冷却控火、灭火，防止灾情扩大。

2.针对氯碱化工企业消防设计用水量不足的现状，且针对氯气、氯乙烯等有毒气体大量泄漏，需要大量水进行稀释中和，并设置水幕防止泄漏气体扩散，水资源丰富地区优先考虑调集远程供水系统；缺水地区应优先调集大吨位水罐消防车或城市洒水车做好现场供水保障。

3.针对企业生产中涉及大量有毒有害物质（氯气、氯乙烯、氯化氢等），考虑长时间作战需要，优先调集供气单元和氧气呼吸器。

4.针对氯乙烯气柜、乙炔气柜、以及乙炔产生器着火，考虑灭火，以及注氮惰化或置换需要，可考虑调集干粉消防车。

（二）侦察研判。

1.科学研判灾情。中控室灾情核查四要素：通过现场侦察、DCS系统监控查询、询问厂方技术人员、调阅事故装置平面图、工艺流程图等方式，第一时间核查四个灾情要素：一是核查事故企业的行业和产业归类，例如该企业属于氯碱化工，主要由盐电解生产烧碱和电石乙炔法生产聚氯乙烯（氯乙烯生产有乙烯氧氯化法、混合烯炔法，电石乙炔法，而该企业使用的是电石乙炔法）；二是核查灾情等级，可通过无人机空中侦查、询问知情人、厂方技术专家等方式了解掌握灾情发展态势，初步判断灾情是属于初期、难控、失控或灾难哪一个等级；三是核查灾情类别，是什么装置、什么部位、什么物料发生事故，根据泄漏、燃烧、爆炸、有毒、腐蚀等灾情制定相应的救援方案；四是核查生产厂房、车间及装置布局设计，该企业虽然分成了烧碱分厂、聚氯乙烯分厂，但在装置布局上相邻，且工艺上有相互关联，如聚氯乙烯生产需要烧碱装置的氯化氢，如果烧碱装置出现问题，聚氯乙烯装置也会受到影响。因此，侦察研判时要核实清楚，逐项核对四个灾情要素，分析评估、综合研判。

2.工艺处置优先。进入现场侦查时应首先询问厂方先期应急处置措施，确认是否采取工艺措施，工艺措施是否到位。如对于烧碱生产装置电解段出现问题，是否断电，氢气是否放空；是否根据事故部位不同采取部分生产装置或全厂性紧急停车措施；是否关闭与事故设备或装置关联的管线阀门。只有三个工艺措施必须到位后，作战力量才能进入现场设置和部署阵地，全程利用侦检仪器对现场有毒有害、易燃易爆物质进行动态检测。

3.关注温度压力变化。作战助理或安全员应通过DCS控制室、测温设备密切关注反应釜、管道、罐体、气柜等生产装置内温度、压力变化，防止其快速升高失控而发生泄露和爆炸燃烧。

（三）安全防护及洗消。

氯碱化工企业涉及易燃易爆、有毒有害、腐蚀、高压等伤害，因此需要落实呼吸和躯干“双防护”标准，根据泄漏物质或着火物质、部位不同，分别着一、二级防护服或灭火防护服；氯气发生泄漏时应优先选择佩戴氧气呼吸器，保证进入重危区救援人员连续作业时间。氯气、氯乙烯泄漏，以及粗氯乙烯（含二氯甲烷）不完全燃烧产生光气，要按照最高等级防护，防止中毒危险。处置结束后，应及时对人员、车辆器材装备进行化学中和洗消，防止发生二次污染和伤害。同时给救援人员饮用纯牛奶，有利于辅助体内微量有毒物质排放。

（四）处置要点。

1.烧碱生产装置：电解产生氢氧化钠、氯气和氢气，氯气干燥使用浓硫酸，烧碱、硫酸具有腐蚀性，氯气有毒气体，氢气易燃易爆，此工段要做好防腐蚀、防爆、防毒措施。

（1）精制盐水电解工序：第一时间进入中控室，进行断电，并进行注氮惰化，同时打开氢气放空装置和氯气收集处理装置。防止电解产生的氯气与氢气泄漏，造成爆炸伤人或中毒事故，以及氢氧化钠、盐酸对人员和器材装备的腐蚀。

（2）氯气净化工序：第一时间将上游电解装置停车，切断气源，前沿阵地作业人员必须佩戴空气呼吸器，一级防化服，防止氯气中毒和硫酸腐蚀。

（3）氯气液化工序：发生小量泄漏打开负压抽吸装置，让泄漏的氯气进入废气处理管道进行中和或回收处置，同时设置水幕分割防止泄漏气体向外扩散。大量泄漏，气相设置水幕阻止蔓延，液相使用碱液进行中和稀释（向消防车水罐加入浓度30-40%氢氧化钠溶液），但禁止向泄漏储槽及泄漏区域射水。液氯钢瓶采用常温压力储存（0.8-1.1Mpa），液氨储罐存储温度-12℃-18℃，属于低温储罐，处置时应注意区分。对液氯低温储罐不能随意打水，防止泄漏加剧。

（4）氢气干燥工序：第一时间将上游电解装置停车，切断气源，若泄漏未起火，要加大警戒区域，消除火种，并利用雾状水向泄漏点喷射稀释，防止引发爆炸。若爆炸起火，在电解装置和氯化氢合装置停车后，可采取冷却控烧的方法处置。

（5）氯化氢合成工序：第一时间将上游电解装置停车，切断氢气和氯气来源。当氯化氢泄漏时，禁止向其射水，防止氯化氢遇水变成盐酸对管道、阀门等关键部位腐蚀，从而造成事故进一步扩大。

2.树脂生产装置：乙炔发生器产生乙炔，乙炔与氯化氢反应生成粗氯乙烯，粗氯乙烯冷却、水洗、碱洗生成精氯乙烯，聚合生成聚氯乙烯，此外，该工段还涉及氯乙烯储罐、氯乙烯气柜、乙炔气柜等，要做防腐蚀、防爆、防毒措施。

（1）乙炔发生工序：乙炔爆炸极限为2.3%-72.3%，发生泄漏或者火灾，工艺处置上优先停止投料，同时切断下游冷却和压缩等工艺，待发生器内电石反应完，同时严格控制火源，禁止用水或泡沫灭火，优先选用干粉、水泥或干沙覆盖，防止爆炸伤人。

（2）氯乙烯储罐：氯乙烯储罐是常温压力（0.4Mpa）储罐，着火时应使用喷雾水进行冷却，防止罐体超压破裂；泄漏时应设置水幕水带，稀释空气中浓度，降低爆炸风险。

（3）精馏工序：发生事故后，优先采用工艺措施，启动联动控制，切断上下游关联生产单元，实施关阀断料切断上游进料和下游出料，根据灾情采取针对性措施，并做好防毒措施，防止现场人员中毒。注意低温部位不能随意打水，防止泄漏加剧。

（4）聚合工序：该工序为间歇式反应，根据聚合度不同，温度压力不同，发生时候后要确保循环冷却水不间断，同时采取加入终止剂等工艺手段终止反应。如发生反应爆聚，大量放热，灾情扩大，消防力量要加强冷却，配合工艺处置。

4 注意事项

（一）合理选择阵地。应重视厂区的高度落差，人员、车辆应选择上风风向和高地势区域停放，并作为进攻发起点，严禁在低洼地区展开，防止有毒有害液体对人员、车辆造成伤害。

（二）调集充足力量。氯碱化工灾害事故极易发展为难控、失控灾情，增援消防力量需优先考虑叠加调集高喷、灭火、供水、供气、保障等作战单元。

（三）全程侦查研判。现场侦察时应尽量采用无人机远程侦察，配合DCS中控室内部观察综合研判灾情。由于氯碱化工中氯气、氯乙烯等属于剧毒品，发生泄露后，禁止盲目进入内部实施侦察、处置，防止闪爆不完全燃烧产生光气，造成现场作战人员伤亡。

（四）严禁盲目出水。厂区内高热设备应避免直流水喷射，以防高温设备“冷脆”，导致局部变形、强度降低，密封破坏，造成物料喷出火势扩大。当高浓度盐酸、硫酸泄漏时，不能直接向其射水，防止强酸飞溅伤人，应采用碱性溶液进行化学中和处理。

（五）局部紧急断电。烧碱车间电解装置发生事故，应询问厂方技术人员是否实施了局部紧急断电，在未断电的情况下，救援人员应避免向电解装置射水，避免发生触电事故。

（六）多用移动装备。针对盐水电解、氯化氢合成等临氢装置，如果发生气体泄漏，应按照气体火灾扑救战术，车辆在上风向保持作战安全距离，铺设长干线，利用移动炮稀释冷却，尽量减少前方作战人员。

参考文献

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赵尚举（1981.12）男，土家族，贵州省铜仁市人，现任云南省文山州消防救援支队作战训练科中级专业技术职务，本科学历，管理学学士，研究方向为灭火救援、应急抢险救援。