催化剂氢氟酸在烷基苯生产过程中的安全防护措施分析

程伟 张鹏

摘 要：在在洗涤剂化工厂烷基化生产装置中，以高浓度氢氟酸作为催化剂。本文主要根据氢氟酸的腐蚀性质和对人体的危害程度，以及烷基化生产装置中实际情况，探讨了如何加强氢氟酸所产生的危害后果进行安全防护，避免发生安全事故。

关键词：氢氟酸；腐蚀；烷基化；防护

在洗涤剂化工厂烷基化生产装置中使用的氢氟酸是一种高浓度的催化剂，氢氟酸是一种有强腐蚀性和剧毒性的物质，具有易挥发的特点，与水能完全互溶引起强烈腐蚀，对静设备、管线、阀门等有着不同程度的腐蚀，易发生泄漏，造成安全事故的发生。

一、烷基苯装置中氢氟酸的腐蚀过程分析

（1）电化学腐蚀过程

氢氟酸对金属材料的腐蚀是典型的电化学腐蚀，其腐蚀按着电化学过程进行，即在阳极产生金属溶解造成均匀腐蚀，在阴极析出氢导致发生氢鼓泡和氢脆现象发生。

（2）氢原子引起的氢鼓泡和氢脆

碳钢与氢氟酸介质接触生成氢原子和氟化铁，氟化铁是一种致密的锈蚀物，附着在金属材料表面形成一种保护膜，能降低氢氟酸的腐蚀扩散速度，对金属设备起到保护作用。但是当介质温度超过65摄氏度时，该层氟铁铁锈蚀物的保护膜就会脱落，使金属继续被腐蚀溶解。而腐蚀反应过程产生的氢原子对钢材有很强的渗透能力，该渗透能力的强弱与温度高低相关，温度越高渗透越强。

氢鼓泡现象是由于氢原子扩散到金属内部，并在金属内部的微孔中形成分子氢。由于氢分子不能扩散，就会在金属内部的微孔中聚积而形成巨大的内压，使金属材料鼓泡乃至发生破裂现象。

氢脆现象是由于原子氢进入金属内部后，使金属晶格产生高度变形，因而降低了金属的韧性和延性，导致金属材料脆化容易破裂。

氢腐蚀是由于原子氢进人金属内部后与金属中的组分或元素反应，例如氢渗入碳钢并与钢中的碳反应生成甲烷，使钢的韧性下降，而钢中碳的脱除，又导致强度的下降。

二、氢氟酸的理化性质与危害

高纯度的氢氟酸是一种具有强烈刺激性气味的无色发烟气体或液体，在常压下沸点为19.5℃，熔点为-83.7℃，相对密度为1.15，能与水以任何比例完全互溶。虽然氢氟酸不能燃烧，但氢氟酸化学性质比较活泼，能够与多种氧化物发生化学反应，与金属反应可以生成具有易燃、易爆性质的氢气。氢氟酸对人体皮肤有着强烈的腐蚀作用，在轻度灼伤初期皮肤潮红、干燥、创面苍白、坏死，继而呈紫黑色或灰黑色。深度灼伤时或者处理不当时，可形成难以愈合的深溃疡，损及骨膜和骨质，灼伤过程痛疼剧烈。当眼睛接触到高浓度的氢氟酸时可以引起眼睛角膜穿孔。当呼吸道接触氢氟酸蒸气时，可以引发支气管炎、肺炎等疾病，长期接触可发生呼吸道慢性炎症。总之，与氢氟酸接触对人身各部位都有着巨大的危害。因为氢氟酸作业一种接触腐蚀性的作业，所以，在作业时配备用品应有：防酸服、化学液眼镜、防配面罩、防毒口罩、防酸手套、耐酸鞋、空气呼吸器等设备，对人体进行全方面的安全防护。

三、烷基苯生产过程中对氢氟酸的安全防护措施

1）烷基苯生产装置中流通含酸介质易腐蚀的设备和管线，要尽量使用蒙乃尔材质，这样可以减少和避免因为酸腐蚀而发生的泄漏现象，实现本质安全。为了防止应力腐蚀现象，要加强焊后热处理过程，严格控制钢材、焊缝、热影响区的硬度值，要求控制在HB235以下。为了避免缝隙腐蚀，管道施焊时要严格遵守焊接工工艺技术规定，按程序进行焊接，尤其是蒙乃尔材质的焊接，要求密封焊、连续焊、焊透。而对于管径小于DN25的氢氟酸系统工艺管线，要采用丝扣锻钢法兰连接，用聚四氟乙烯密封带进行密封，绝对不允许加密封焊。

2）在生產装置内含有氢氟酸的区域，应当设置明显的安全警示标识，标明含酸设备和管线的运行状态，避免发生误操作。

3）在离酸区较近的地方设立中和间，中和间里应有充满水和碳酸氢钠的饱各溶液，以便在酸区的作业人员进行身体冲洗，以及作业工具和酸区废料的中和。同时应备有急救药品，以免人接触到氢氟酸后能及时处理。

4）将酸区用围堰进行围挡，防止含酸物料在发生泄漏时造成大面积流淌，引发安全事故。

5）在烷基苯生产工艺操作上，要严格控制酸的含水量，因为含水量越高，设备和管线腐蚀越快。严控生产工艺各参数指标，禁止发生超温超压现象。

6）由于氢氟酸具有强烈的腐蚀性，进入酸区的作业人员须接受氢氟酸的特性和防护知识教育，从事氢氟酸操作的工人应了解其对人体的危害，掌握事故的应急预防和处理措施，作业应佩戴相应的防酸防护品。。企业应对日常操作和应急措施进行全面培训。培训应结合生产特点、作业环境、危险危害区域、设备设施状况、安全技术操作规程、岗位存在的危险危害因素、防范措施和事故应急措施，以及劳动防护用品、用具的正确佩带、使用方法等，所有人员必须懂得沾酸时应如何使用应急淋浴和眼浴眼，第一时间降低因接触氢氟酸造成的危害。

7）在对现场进料酸样采集时，采样人员应严格按照操作规程来操作，穿戴防酸手套和防酸服，站在上风口操作，并有监护人，尽量缩短在酸区的停留时间。试样应放在专用容器内带回试验室。

8）在生产装置进行停工检维修作业时，将物料退净后，必须用氮气将烷基苯装置内的酸气吹扫干净，吹扫的酸气体必须经过中和后才能排入大气。最后用氨气中和，这样装置交给检修施工作业单位时，就会降低酸伤害事故的发生。

9）制定氢氟酸泄漏应及处理预案，加强演练，当发生泄漏时，应迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。应急处理人员要戴自给正压式呼吸器，穿防酸碱工作服。

四、氢氟酸事故现场应急救护措施

1）在有可能发生氢氟酸的任一场所，都必须设有随时可用的急救设施和药品。

2）皮肤灼伤的现场处理：立即到安全沐浴处用大量冷水冲洗或浸泡在碳酸氢钠饱和池内，脱下全部受污染的脱衣服，冲洗后，在灼伤皮肤表面擦敷大量的氢氟酸灼伤药膏，然后上医院就医。

3）耳朵灼伤现场急救处理：要小心地用大量低压冷水轻轻地冲洗耳朵内部，并立即就医。

4）眼灼伤现场急救处理：眼睛溅入氢氟酸时，应把眼睑撑开，立即使用清水进行大量冲洗，持续冲洗15分钟以上，并尽快将伤员送到医院，在就医途中不要中断冲洗。

5）氟化氢蒸汽吸入的现场急救：应将吸入患者迅速转移到空气新鲜处，保持呼吸道通畅，脱去污染衣物，及时冲洗，呼吸困难时给吸氧，并尽快送医院进行救治。

6）氢氟酸摄入的现场急救：指通过口腔进入消化系统的情况。当发生摄入时，患者应饮用牛奶或蛋清，立即就医。

7）在远离急救室的现在现场处理：在高处或远处不能立即取得安全沐浴和进入碳酸氢钠中和池浸泡的地方，操作人员应随身携带2瓶净水，氢氟酸灼伤膏两盒。发生灼伤时，伤员应立即用自带冷水充分冲洗，之后涂擦氢氟酸灼伤药膏，并尽快地把伤员送到安全沐浴处或碳酸氢钠中和池进行处理。

8）氢氟酸接触人员要在最短的时间内到职业病防治院诊治，防止延误时间，使病情恶化。

结束语

在烷基苯生产过程中，加强监督管理和规章制度的执行力。对氢氟酸的防护措施在设备措施、管理措施、教育措施和应急措施上都落实到位，安全管理严格，各级人员严格抓好安全管理制度的贯彻和执行，提高监督检查责任心；发现问题解决要“早”，不推、不等、不靠，在最短的时间内消除安全隐患，就能够最大程度地避免安全事故的发生。

参考文献：

[1]曲圣谦等.抚顺石化烷基苯操作规程[Z].抚顺：抚顺石化公司，2010：225-227.