石油化工企业的静电危害及防范措施

2022-11-19何强李军宋丹王双双

化工管理 2022年27期

何强，李军，宋丹，王双双

（东营市赫邦化工有限公司，山东东营 257237）

0 引言

石油化工企业的生产制造过程当中，会在生产车间存放大量的生产必需原材料。而这些原材料大都属于易燃易爆物质，既然无法将这些易燃易爆物质排除在生产车间以外，就需要对火源进行严格管控，确保生产车间内不出现火源。静电在生产车间中是一种极其危险的物质，静电隐蔽性较好，很难提前发现，一般只有在对生产安全事故原因调查中才得知是由静电引起。静电的能量能够轻易地点燃石油、天然气等物质，将会导致出现火灾、爆炸等事故，因此必须要针对这些问题采取合理的方式予以解决。

1 静电的概述

带有负极的电子与带有正极的质子是所有物质的基本构成成分，在不同的两种物质发生碰撞或者摩擦的时候，物质中其中一头带有负极的电子会飞出来，所含有的电荷会逐渐增加，另一头的电子负电荷会逐渐增加，当达到一定程度之后，这一物质自身就会带电。物质自身所具备的性质与外界对物质造成的影响共同作用之下就会形成静电[1]。

在石油化工行业领域，每年因为静电引发的火灾、爆炸等生产安全事故屡见不鲜，成为严重阻碍石油化工行业领域健康持续发展的一大原因。出现这种情况的原因是石油化工企业因其生产的方式和特点决定了厂区内会存在大量的碳氢化合物液体，这些化合物液体很容易挥发成为一些比较容易燃烧和爆炸的气体或者是蒸汽，甚至点燃这些易燃易爆炸的气体和蒸汽不需要极高的温度就可以实现。与此同时，石油化工企业的生产过程需要很多道工序进行相互配合，整个生产制造的流程比较复杂，整个流程包含：生产原材料的运输、将生产原材料进行加工并且过滤掉杂质、将加工好的物质进行特定条件的存放、对材料进行搅拌深度加工、对材料进行适当比例的调和配比等。再加上碳氢化合物液体通常都是通过管道进行传输，碳氢化合物液体在管道内快速流动的时候会与管道内部不断地进行摩擦，在大量的摩擦过程中静电会开始产生并不断大量的积累。静电通常的放电形式主要有以下三种：电晕形式放电、刷形放电和火花形式放电。通常容器当中的石油产品的放电类型是电晕形式放电和火花形式放电，一般来说，在石油和金属交接面经常发生的放电形式是电晕形式放电，但是电晕形式放电所蕴含的能量较小，一般很难将石油液体表面的气体和蒸汽点燃。但是如果程度剧烈，形成火花形式的放电就会有较大的危害，火花形式放电所蕴含的能量较大，能够轻易地点燃石油液体表面的气体和蒸汽，将会引发石油燃烧，进而形成火灾和爆炸。

形成火花形式放电的原因主要是空气被迅速击穿，并且击穿点比较集中，甚至在火花形式放电时能够听到明显的爆裂的声音，在其中所蕴含的大量能量在一瞬间能够集中进行释放，这种类型的放电形式是所有静电放电形式当中危险程度最高的。而且，如果物体的绝缘层携带大量的静电，当对周围环境中的空气进行放电时，就能够在绝缘层进行放电，这样的放电过程所释放出来的能量较大，能够导致的事故程度也会更为严重，因此石油化工企业生产过程中由静电引发的生产安全事故大多数是火花形式放电。上述的这几类生产安全事故产生的根本原因主要是因为生产技术先进程度不够，生产管理模式不合理、不标准。因此为了石油化工企业安全生产，企业生产管理人员以及生产操作人员都要对这些问题加大重视程度，在生产过程中采取有效措施杜绝安全事故发生[2]。

2 静电积累和静电影响的因素

静电导致的生产安全事故主要原因之一就是静电的不断积累，静电能够积累到的数量多少与物质自身的电阻有直接的关系，静电能够形成的必要条件就是物质要具备一定的电阻，只有具备电阻才能够有静电的产生和积累。物质的电阻率与物质的导电能力成反比，电阻率越低，物质的导电能力就会越强，电阻率越高，物质的导电能力就会越低。静电的导电物质一般的电阻率要小于108 Ω·cm，一般这类物质不会给生产过程造成威胁，所以电阻率很小的物质尽管会产生静电，但是产生的静电无法维持稳定，在较短的时间内就会消失；电阻率大于108 Ω·cm小于1 011Ω·cm时,物质所携带的电量通常会较小；当电阻率达到1 011～1 015 Ω·cm时，物质就会很容易产生静电，这一电阻率的物质很容易引发生产安全事故。因此，石油化工企业要加强对这一区间电阻率物质的重点关注和防护。如果当物质的电阻率超过1 015 Ω·cm时，物质就很难有静电的产生，但是这一类物质一旦产生静电就会较为稳定，很难通过常规方式将静电消除。

值得注意的是，物质与物质之间在介电常数上会存在一定的差距，因此在同样的条件和环境中，静电能否被消除由物质的电阻以及电容决定，并且物质所具备的这两种性质也将会直接影响到电荷的积累。一般来说，液体物质的电阻越小，其本身的介电常数也就会越大，如果液体物质的介电常数大于20，对这一液体物质的运输和储存等操作管理都不会有静电的产生和积累。

目前我国石油化工企业有效防范静电的方式种类非常多，一般有以下几种类型：第一种方法是排泄法。这种方法主要是通过将生产设备进行接地处理，增加生产车间的空气湿度，并且在生产必需原材料中加入抗静电的试剂，或者还可以在生产设备上面覆盖一层能够导电的橡胶材质保护层、在生产设备上刷涂一层导电层。第二种方法是电荷中和法。这一种方法的原理是将合理容量的反向电荷植入到带有静电的物体中，然后通过两种不一样方向的电荷实现对静电电荷的消除中和，防止静电的长时间存在并且积累，这一方式主要是通过使用静电中和消除装置来实现；第三种方法是要合理地选择生产制造必需的原材料以及生产设施设备[3]。

2.1 接地处理法

这一类的方法适合用于对易燃易爆炸气体或者液体的加工运输以及存放，还适合用于各类生产机械设备和管道线路装置。值得注意的是，还要在可能发生火灾、爆炸等生产安全事故的区域以及过滤装置、缓冲装置等区域进行接地处理。对静电进行接地处理的方法主要有以下三种：第一种是直接进行接地处理。直接接地处理通俗来讲就是直接将金属物体与地面进行链接，这种接地的方式适合用于一些很有可能携带静电的金属和可能会受到静电影响的金属物质。第二种是间接进行接地处理。这一接地方式是指把物体表面除了金属以外的区域与接地的金属物质进行连接，这也就是对这一物体的间接接地方式。第三种是跨接接地处理。这一种接地处理的方式就是将不同物质之间的电气进行连接，保证被连接的两个物体之间的电位大致处于同一水平，如果超过两个相互绝缘的金属并且也与大地绝缘，就要通过金属导电体进行跨接相互连接，连接之后再接地处理。

石油化工企业生产的过程中，必须要运用完全密封的管道设备来运输和加工危险系数极高的塑料。这种运输和处理的方式很容易产生静电并且会引发火灾事故，所以为了不发生安全事故，就必须要对防止爆炸的区域做好防止静电产生的接地处理。为了达到这个目的需要采取以下有效措施：第一是除了较为危险的环境以外的管道设备不需要进行防止静电产生的接地处理，如果是普通现场的危险物品管道不列入危险区域划分的范畴；第二是高危险的爆炸环境当中所有的金属设备以及各类器材、机械以及储存罐都必须进行接地处理，而且如果储存罐的最大容量大于50 m2的话至少要对其进行不少于两处的接地处理，电气系统当中的管道线路以及金属材质设施设备同样必须要有两处以上的接地处理；第三是对生产车间的储存罐车辆，要在车身上安置专业的接地设备，并且要在储存罐车的尾部加装一条可导电橡胶材质的拖地线，长度要保障大于安装点到地面的直线距离，确保车辆在行驶过程中无论如何拖地线都与地面连接；第四是要对危险系数较高的生产设备中的相互平行的管道进行严格把控，距离必须要小于10 cm，并且每相隔25 cm要利用连接装置进行相连，只有这样才能够保证形成一个闭环，才能够防止出现火花形式的静电放电[4]。

2.2 增加生产车间空气湿度

实现这一效果可以通过在生产车间内部安装数量足够的空调，或者可以在生产车间内利用喷雾装置进行喷水，还可以在生产车间内悬挂含水量充足的毛巾等。这些方法都能够快速增加生产车间当中空气的湿度，空气湿度增加静电就很难发挥作用，也就能够尽量地将静电可能造成的危害降到最低。通过对空气湿度对静电产生的危害大小的关系进行研究得出，在可以进行增加空气湿度的生产车间内，将空气湿度控制在80%左右时静电所能造成的危害是最小的。除此之外，石油化工企业生产所需要的原材料在运输过程当中所携带的静电电量是最大的，所以运输进入到工厂以后不能立即对原材料进行使用加工，要放置一定时间，在放置过程中静电电量会逐渐地消耗，等静电完全消耗完之后再使用。

2.3 填充抗静电试剂

石油化工企业生产过程中所填充的抗静电试剂能够有效地避免静电产生的危害的一种试剂，这一类的试剂导电性能较强，并且具备较好的吸收湿度的能力。所以填充抗静电试剂能够有效地将原材料当中的电阻减小，加快静电电量的消耗，这样的操作就可以将静电会产生的危害降到最小。但是这一方法存在一个问题就是一般抗静电试剂都具有较高的毒性和腐蚀性能，在进行填充的过程中，相关人员一定要做好个人安全防护工作，确保自身的安全。但是对粉末状材料或者蒸汽无法进行抗静电试剂的填充，因此在这类材料的问题上要根据实际情况来选择抗静电试剂的种类，保证任何材料都能有效预防静电所产生的危害。

2.4 安装静电消除装置

这一类方法属于中和静电电荷法的一类，我国生产制造静电消除装置的供应商有很多，产品质量也是参差不齐，因此要在采购的时候进行多家产品比对，选择的条件就是效果好、适用范围较大、节能性好而且安装操作不复杂，最重要的是所选择的静电消除装置要能够符合生产车间的安全使用标准，根据这些条件去进行静电消除装置的采购。