光气类危化品的安全管理

李建波

2011年，光气类产品和光气化工艺被国家安全监管总局列入《首批重点监管的危险化学品名录》和《首批重点监管的危险化学品目录》中，实施重点监管。

光气有哪些危险特性，对人体有哪些危害，应如何进行安全管理？万一泄漏，如何应急处理？本文对这几方面进行了介绍。

光气的特性及应用

光气是一种重要的有机中间体，是“光成气”的简称。光气最初是由氯仿受光照分解产生，故有此名，又称碳酰氯、氯代甲酰氯等，分子式 COCl2。工业中主要由一氧化碳和氯气通过活性炭制得。光气在常温下是无色气体，剧毒，工业品通常为已液化的淡黄色液体，具有强烈刺激性气味或窒息性气味，接近烂干草和烂苹果气味。光气微溶于水并能迅速水解，较易溶于苯、甲苯、四氯化碳等有机溶剂，化学性质不稳定。

双光气，即氯甲酸三氯甲酯，化学式为ClCOOCCl3，是无色具刺激性气味的透明液体。性质不稳定，加热会变为两分子光气，主要用作光气的替代品，难溶于水，易溶于有机溶剂。

光气和双光气主要用作有机合成、农药、药物、染料及其他化工制品的中间体。在有机合成中，光气是合成异氰酸酯和聚碳酸酯的主要原料；在农药生产中，用于合成氨基甲酸酯类杀虫剂；在医药生产中，用于合成氯代甲酸酯类的医药中间体；在染料工业中用于生产猩红酸等染料中间体。

合成异氰酸酯是目前光气最主要的用途。异氰酸酯是20世纪30年代末，在德国Bayer实验室合成的，20世纪50年代实现工业化生产。迄今为止，全球90%以上的异氰酸酯产品，包括MDI、TDI、HDI等大吨位产品，都采用光气法生产。

该工艺的技术特点是工艺成熟、成本低、产品质量好；反应物料在系统内回收、循环利用率高。随着人们绿色环保意识的增强，非光气法生产异氰酸酯的技术越来越受到重视，但目前还停留在实验室阶段，存在产品质量差、收率低、副产物多、成本高等问题，因此没有大规模的工业化生产实例。

尽管光气法合成异氰酸酯存在高毒性和高腐蚀性，但光气法技术成熟、经济合理，并且在异氰酸酯行业的持续努力下，各种新技术、新设备、新工艺不断涌现，安全措施不断加强，保证了生产的安全进行，也推动了异氰酸酯光气法生产技术的进步。今后一段时期内，光气法生产仍然是异氰酸酯大规模工业化生产的最佳选择。

光气对人体的危害性

光气及双光气中毒的病理、生理改变，主要由肺水肿所引起。吸入高浓度光气会对人体的肺组织造成损害，导致血浆渗入肺泡引起肺水肿，从而使肺泡气体交换受阻，机体缺氧而窒息死亡。同时，因光气的化学性质活泼，在体内无蓄积作用，生产条件下，通常以急性中毒为主，主要对呼吸系统造成损害。

人体吸入光气后，会发生典型刺激症状，初为干咳，数小时后加重。轻度中毒患者有流泪、畏光、咽部不适、咳嗽、胸闷等；中度中毒时，除上述症状加重外，患者出现轻度呼吸困难、轻度紫绀；重度中毒会出现肺水肿或成人呼吸窘迫综合征，患者剧烈咳嗽、咳大量泡沫痰、呼吸窘迫、明显紫绀，甚至出现休克、死亡。肺水肿发生前有一段时间的症状缓解期（一般为1～24h）。

光气（双光气）中毒后的症状和体征，在24～48h达到高峰。如不及时救治，可在1～3天内死亡，重度中毒可能在5天内死亡。因此，凡吸入光气者，至少需严密观察3～4天。

光气的安全管理措施

光气的安全管理主要从两方面入手，一是提高装置的本质安全，二是建立科学的安全管理体系，提高安全管理水平。其中生产装置的本质安全是基础，含光气的装置应通过双重安全措施，即一级和二级安全措施，来提高装置的本质安全。

一级安全措施主要从工艺路线设计、管道、设备、泵、过程控制技术设备等方面采取措施，最大程度降低光气泄漏的可能。如：光气设备采取紧凑布局设计；工艺设计采用低温低压工艺，最大限度地减少在线光气量；考虑工艺设备的温度和压力等级，确保异常条件下的机械完整性，所有管线均做消除应力处理，并100%探伤；金属管道和设备按完全真空条件设计，设备和管线采用高等级耐腐蚀材质，选择合适的腐蚀余量，并采取相应的防腐蚀措施；含光气的物料应通过重力流、惰性气体加压或无轴封的泵（如屏蔽泵或磁力泵）进行输送。

光气设施不得采用螺纹连接，应尽量减少使用膨胀节和连接法兰，避免使用视镜。工艺尾气排放和压力泄放，应连接到光气分解系统，分解系统应设置独立的备用电源。生产过程全部采用DCS（集散控制系统）控制，设置在线检测、紧急停车系统及联锁保护系统。设置“安全岛”型控制室、操作室，独立正压供风。控制室尽量设置在工厂的上风位置，远离危险化学品源。

二级安全措施用于控制因一级隔离失效而引起的光气扩散，二级隔离应与光气分解系统相连。可选择的二级隔离措施有：设立容纳光气设备的隔离房，隔离房内装有机械通风设备，与光气分解系统相连，并配备光气探测系统，用来监测泄漏出的光气；设备和管道系统采用夹套包裹；随时监测夹层空间中的惰性气体，并与分解系统相连；设立氨-蒸汽幕或氨水幕，用于分解从开放式结构中的一级隔离中泄漏出的光气，并保证光气泄漏时，氨不超过规定的极限值。

除了装置本质安全外，建立科学的安全管理体系，也是降低事故、保证生产安全的有利保障。涉及光气生产或使用的企业，应建立《安全环保与健康管理（HSE）体系》，将安全管理贯穿于项目的规划、设计、采购、设备监造、现场施工、投产运营各个阶段，建立培训、变更管理、标准操作、工作许可、应急救援预案等安全程序；同时，还应与周边企业建立应急联动机制。

行业协会促进光气安全管理

目前我国涉及光气生产的企业既有国际化的大型化工公司，也有不少中小企业，企业间的工艺技术、设备状况、管理水平参差不齐。为了促进光气安全技术交流，加强光气安全管理工作，中国聚氨酯工业协会异氰酸酯专业委员会成立了光气安全工作小组，自2008年开始，每两年召开一届国际光气安全研讨会。会议邀请国际异氰酸酯学会的光气安全专家，以及国内光气安全生产、使用和卫生防护的专家，分别就光气的安全管理、应急响应、国内外医疗介入的先进经验和光气安全标准等予以分享、详解；探讨如何从本质上做好光气安全设计，如何从管理方面提升光气安全水平。研讨会对国内所有从事光气、双光气、三光气的生产和应用企业、研究院所、医疗机构免费开放。

针对目前国内部分光气从业单位缺少有经验的安全生产管理人员，安全生产管理水平不高，从业人员不完全掌握光气的危险特性和安全生产知识等情况，异氰酸酯专委会还编制了《光气事故应急处理》手册，并协助国家安全监管总局组织有关单位和专家编制《光气安全实践指南》，以指导企业加强光气安全生产工作。

光气泄漏的应急处置

在遇有光气泄漏时，接触光气的人员应立即撤离被污染的区域，逃生方向沿逆风或与风向成90°的方位；污染区域立即进行隔离，严格限制人员出入。应急处理人员佩戴自给正压式呼吸器，穿防化服，从上风处进入现场，尽可能切断泄漏源，合理通风，加速扩散；喷氨水或其他稀碱液中和，构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。

对于已接触光气的人员，要进行彻底去污处理，全部移除病人的衣服，并将衣服双层密封保存，可以使用光气探测器进行检测，以确定不再有光气释放出。接触人员在温水淋浴下进行冲洗，若涉及眼睛，应对眼部使用水或滴眼液进行彻底冲洗。去污处理后，尽快将接触光气的人员转送到医疗机构进行治疗。光气企业应与就近的医院进行沟通合作，并签订医疗合作协议，制定医疗方案。制定医疗方案时，应考虑医院可用的医疗设施及接触人员到达医院所需的时间。

为了便于医疗人员判断接触光气人员的吸入剂量，有针对性地制定治疗方案，建议涉及光气的工作人员在平时工作时佩戴光气徽章，起到指示作用。（作者为中国聚氨酯工业协会异氰酸酯专业委员会秘书长）

编辑 郑 君endprint