染料生产过程的工艺风险及应对措施

何栋澄(浙江亿得新材料股份有限公司，浙江 绍兴 312369)

0 引言

由于我国推行了系统性改革，对于染料行业而言，不仅在改革后形成了产业化发展的基本格局，也通过应用产业链思维，构建了染料产品生产制造产业链条。与此同时，由于我国推动了以生态文明战略的深化改革，借助技术创新、工艺优化、生产管理完善等综合措施，同步实现了对染料生产过程的危害防控与工艺风险处理。由于染料生产过程的工艺风险属于式工艺技术的本质性风险，所以，在治理过程中通常也会根据影响因素开展系统性控制。

1 染料生产过程的危害概述

染料生产原料属于化学品，包括遗咔唑、萘、苯、蒽等，均是从煤焦油中提炼而来。通常在生产过程中，需要先制作染料中间体，再形成染料。例如，在制成染料中间体时，可以借助一些化学反应实现(如磺化反应、卤化反应、还原反应、硝化反应)。而在形成染时，则需要通过一系列的合成——压滤——分散——磨砂处理等。

由于从原料到中间体，再到成本的染料生产过程中均可以形成氨基化合物，或者芳香族硝基，因而存在一定的危害。例如，当人体接触β-萘胺后，可能导致癌症，而与其它有害物质接触，也可以出现皮炎、轻度中毒等。尤其在加酸、加碱后，生成的刺激性气体，包括氯气、氨气、酸雾等，均会逐渐对人体健康造成危害[1]。

2 染料生产过程的工艺风险分析

2.1 火灾与爆炸

染料生产过程的工艺风险较大时，会发生火灾与爆炸。从影响因素看，产生这种工艺风险的影响因素相对较多。首先，在整个染料原料、中间体、半成品、成品生产制造过程中，存在事实上的易燃、可燃物质。其次，工艺系统中的加酸等工艺应用时，如果存在操作不当、控制不严格、构筑物的建设不合理，或者对自然灾害缺乏应急处理措施等，均可能引发此类“大风险”。

2.2 皮肤伤害与灼烧

首先，染料生产过程主要以机械设备为主，其中的原料处理、化学反应、后处理工艺中，可能出现蒸汽、高温、高浓度气体。尤其在一些化学反应中，由于工艺的临时变更，可能会受到操作经验不足、技术操作熟练度不高等影响而发生灼烧、皮肤受伤等现象。其次，现阶段染料生产企业，虽然在新一轮工业化改革中为了实现数据化管理更新了诸多设备，但是，在更新旧设备后由于设备使用频率增加、功耗增大等，不仅降低了使用寿命，也容易在设备改造后因兼容性不足、超负荷运行等，出现设施设备失效的情况。在这种条件下，对于操作人员、检修人员、管理人员而言，均存在潜在的危害。简单讲，此类因设备设施、变更工艺、企业管理等引发的工艺风险，对于内部员工安全而言，会产生直接影响。

2.3 中毒与致癌

染料中的致癌物质相对较多，如β-萘胺、联苯胺、4-氨基联苯等，既可能存在于原料中，也会在中间体制作时出现。同时，各类气体生成后与人体接触，也容易引发中毒事件。例如，在生成甲醇、氯气、环氧乙烷、氨气后，人体与此类气体发生接触就会出现不同程度中毒症状。而且，染料合成时生成的氯化烃、氯化氢、氰化氢等，于生产过程中发生泄漏也会出现急性中毒事件。

需要注意的是，当厂区选址不合理、平面布局规划不科学时，也会受到自然风的影响，使此类气体通过风力而对企业下风向的外部环境造成安全威胁。所以，应该综合考虑引发工艺风险的多重因素，尽可能制定系统性应对措施。

3 染料生产过程工艺风险的应对措施

3.1 全面了解染料燃爆特性

首先，需要梳理清楚染料生产过程工艺风险的类型。然后，根据不同的类型，及其影响此类工艺风险发生的因素，制定有效的应对措施。以染料材料、染料中间体、副产物为例，本身具有一定的燃爆特性，此时，染料产品生产管理者，应该从基础管理出发，制作染料要素清单，一一列举出不同生产过程的染料材料、中间体、副产物。这样，可以根据染料要素，对应的搞清楚不同染料物质的性质、质量、危害、存放方式、隔离材料、易燃点、引爆源等。

例如，在易燃液体、固体、遇湿爆炸品方面，可以在禁止混合的基本原则下，根据清单设置隔离存放方案。其次，在生产过程中，需要对染料物质的自然分解情况、分解速度、受压能力、机械摩擦影响等做出全面分析，预防硝基酸纳、芳香族类的物质，在适宜的状态下引发爆炸情况。

由于现阶段大部分染料生产企业制定了生产安全管理标准，因此，建议以国家质量体系管理标准为准，检验自身的生产安全管理标准，同时，根据此类标准做好对染料生产过程的全过程管理[2]。

3.2 优化生产过程的工艺流程

首先，染料产品生产过程中用的原材料属于化学品，除此类物质性质本身可造成工艺风险外，在原料的配比、加料中，会受到温度、压力、流量、操作方法、设施设备运行状况等综合因素影响，其中，任何一项因素的控制不当、标准流程操作不到位，均可能引发化学反应剧烈、反应不均匀等现象，若不能得到有效处理，会进一步引发风险事件。

因此，在当前的原料配比、加料流程控制过程中，大部分染料生产企业，制定了“两重点一重大”方案，通过自动化控制系统，对化工装置、储运设备等进行装备率控制、重大风险源监测。从当前实践验看，这种自动化监测与控制，主要以数据采集、数据上传、数据存储、数据抽取、数据分析、生成分析报告，并将报告分发给各个生产管理部门，根据报告调整自身的生产管理方案等。

因此，从管控程序上看已经形成了标准化管理、自动化控制模式。例如，染料生产前的冷却系统需要严格检查，预防冷媒中断与堵塞现象。应用上述控制模式后，不仅可以精准完成数据采集，也可以持续的跟踪冷却系统的运行情况。

而且，在投料方面，能够地温度进行精准测定，预防因温度过高造成反应剧烈发生爆炸、灼烧、皮肤伤害等风险，与温度过低而造成的物料累积后条件成熟引发爆炸等现象。另外，在染料生产中的搅拌速度、搅拌范围、搅拌力度、杂质清除等方面，可以配套的根据的一些处理工艺完成清除，预防工艺风险的发生[3]。

其次，大部分染料企业清洗类废水、生产性工艺废水中的酸浓度相对较高。在高浓度酸性染料废水处理方面，通常采用“浓水——钙中和——兼氧生化——接触氧化——H2O2氧化——出水调配——出水”工艺方案不能达到处理效果。此时，可以根据厂区选址进行一些合理布局，实施“废水除盐改造项目”，借助工艺改进的方式完成处理目标。具体操作方面可以根据“物化处理+生化前调节+生化处理”的方式，选择中和混凝法、电化学法、化学氧化法等进行工艺优化。如按照“预中与沉淀——Fenton氧化——Fe-Fe／C微电解——混凝沉淀——臭氧氧化”等工艺流程进行操作。通过优化后可以形成下列工艺方案：

(1)浓废水；(2)钙镁预中和；(3)预曝气；(4)前氧化处理；(4)曝气处理；(5)氧化沉淀；(6)回流式铁还原反应；(7)回流式铁碳微电解；(8)吸附混凝；(9)混凝沉淀；(10)后氧化处理；(11)粗滤精滤；(12)脱盐处理；(13)出水。

3.3 保障生产主体个体安全防护

首先，应该对有毒、有害的物质进行说明，并对员工进行个人防护培训，使其在生产区域内，通过穿戴防护设备、及时清洁、禁烟禁酒、禁止饮食等，预防消化道、呼吸道吸入有毒有害物。其次，应该在生产过程中加大对个体安全防护措施的检查，并在进入工作区之前，要求其按照标准操作流程进行防护剂涂抹、出工作区后进行清洗剂清洁等。一旦有员工感觉不适、或者发生中毒事件，宜及时送往医院就医等。

3.4 配套实施综合型监督与检查

首先，建议从安全管理的角度，先对企业潜在的风险进行排查，化解对内部员工生产安全的影响。包括对厂区选址与平面布局合理性的重新评估、对工艺系统的检查、对设施设备的检查、对操作过程的监督管理、对构筑物的取样化验等。其次，需要对变更情况、作业过程、自然灾害、外部环境、企业与外部建立关系的通道等进行综合评估，并制定详细的监督与检查方案，确保能够在整个染料生产过程中，对工艺风险的各种影响因素开展全面监管、综合防控，实现系统性治理效果。尤其是当前大部分染料生产企业完成了信息管理系统建设，建议引入数据库技术、大数据技术，推动数据化管理升级，开展“线上+线下”管理。

4 结语

总之，在染料生产过程的工艺风险类型相对固定，影响因素相对多元，因而在实践中制定防御生产工艺风险的应对措施时，一方面应该以影响因素为准，从系统性治理与配套性实践相结合的思路，制定内容全面的解决方案。另一方面则应该针对高浓度酸性染料废水进行除盐处理，进而利用“循环经济”的新思维，提高废水处理效果，使整个工艺风险的防控转变成一种经济行为，进而利用变废为宝的方式产出综合效益。