標準氣體的安全生產與管理
發(fā)布于：2019-7-23 9:57:45 點擊量：次
隨著經濟的發(fā)展和市場對標準氣體日益增長的需要，標準氣體的種類越來越多，復雜程度也越來越高，其應用領域涉及到石油化工、勘探、冶金、機械制造、電子、煤炭、電力、環(huán)保等領域（工藝氣體或標準氣體）。近年來，在標準氣體的制備過程中經常會發(fā)生一些意想不到的事故，不僅造成了人身傷害，同事也造成了巨大的財產損失。因此，了解和掌握氣體及材料的性質，合理設計充裝工藝，制定嚴格的操作程序，清楚地標識氣瓶的危害性，才能確保制備和使用標準氣體過程中的安全。
一、充裝系統(tǒng)的設計
不相容的氣體不能在一個充裝系統(tǒng)上充裝。要設計兩套獨立的充裝系統(tǒng)，將不相容的氣體分開。如果在一個匯流排上同時連接不相容的氣體，當閥門泄漏時，高壓的氣體會流入低壓不相容的氣體氣瓶中引起反應而發(fā)生燃燒或爆炸，同時，操作者錯誤的操作也可能導致不堪設想的危險，酸性氣體不能和堿性氣體同時接入一個系統(tǒng)中。
二、氣體的不相容性
1、氧化性氣體和可燃氣體是不相容的。常見的氧化性氣體包括：氧氣（O2）、笑氣（N2O）、一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）、三氟化氮（NF3）、氟氣（F2）、氯氣（CL2）等。常見的可燃氣體包括：氫氣（H2）、甲烷（CH4）、其他碳氫化合物（烷烴、烯烴、炔烴等）、一氧化碳（CO）、氨（NH3）、硫化氫（H2S）。
2、酸性氣體和堿性氣體是不相容的。常見的酸性氣體包括：氯化氫（HCL）、溴化氫（HBr）、二氧化硫，常見的堿性氣體包括氨（NH3）、胺（RNH2）。
3、氧化性氣體和還原性氣體是不相容的。
三、氣體成分與材料的不相容性
氣體在某種條件下與氣瓶、閥門、管路材料不相容可導致如下危險：
1、腐蝕
1）濕氣腐蝕
例如HCL、CL2在有水存在時很容易腐蝕鋼瓶，水分的引入可能來源于客戶使用，沒有關閉閥門，也可能在充裝過程中或水壓檢驗中；NH3、SO2、H2S也有類似的腐蝕。即使是干燥的氯化氫和氯氣，高濃度時也不能儲存在鋁合金氣瓶中。
2）應力腐蝕
在CO、CO2、H2O共存時，極易腐蝕碳鋼瓶。因此在制備含有CO和CO2的標準氣體時，氣瓶要進行烘干處理，原料氣體也要使用高純氣體或不含水分的氣體。
2、生成危險的化合物
1）乙炔和含銅大于70%的銅合金反應生成金屬有機化合物。
2）單鹵代烴CH3CL、C2H5CL、CH3Br等不能盛裝在鋁合金氣瓶中，它們會與鋁緩慢形成金屬有機鹵化物，遇水爆炸。如果氣瓶中含有水分，配制后的標準氣體中可以檢測出烷烴和氫氣。3、爆炸反應因氣體與閥門密封材料或管路材料不相容引起爆炸反應。如氧化性氣體不能選用可燃密封材料的閥門。在標準氣體配制時這一點容易被忽視。其中包括如何計算標準氣體的氧化性。
四、不相容的氣體在制備中的事故回顧與分析
以下是所知道的近年來發(fā)生的事故： 1996-中國臺灣，N2O/H2， 爆炸/人員傷亡；1997-加拿大，CO/Air， 爆炸；1997-英國，CH4/Air ， 爆炸/人員傷亡；1997-南美，CH4/Air， 壓力表炸毀；1997-美國，4% H2/Air，隱患事故；2003-德國，N2O/CO，人員受傷；2004-法國，鹵代烴/Air ，隱患事故；2007-中國蘭州，CH4/Air， 人員傷亡。
以上事故中，多數是配制空氣中的可燃氣體，這類氣體大多用在化工廠、煤礦中環(huán)境氣體的檢測中，事故的原因或者是錯誤的操作；或者是不相容的氣體同時接入一個系統(tǒng)中，由于閥門漏氣產生倒灌；或者是濃度計算錯誤；或者是錯誤的充裝順序造成的。對于一氧化碳混合氣的爆炸事故分析，人們往往重視一氧化碳的毒性而忽略了其可燃性�？諝庵锌扇夹詺怏w的制備經常發(fā)生，因此制定嚴格的操作程序是非常重要的。
五、標準氣體潛在的危險分析
1、標識不清或沒有警示標識
1）標準氣體的氣瓶應該和純氣一樣貼警示標簽。關于標準氣體可燃性或氧化性的計算目前國內尚無標準遵循。ISO 10156為如何計算標準氣體的可燃性和氧化性提供了可以遵循的方法。
2）標準氣體應和純氣一樣有成分和濃度標簽。
3）不應留有和氣體或濃度不符的標簽，殘留的上次充裝的標簽要清理干凈。
2、標準氣體的閥門出口螺紋應遵循的規(guī)則
標準氣體的閥門出口螺紋應遵循：可燃標準氣體-左旋，不燃標準氣體-右旋；目前市場上大多數生產廠提供的標準氣體閥門出口螺紋沒有什么區(qū)別，全部采用右旋；標準氣體應和純氣一樣，可燃標準氣體使用出口螺紋右旋的閥門，防止在生產過程中和客戶使用時錯接；
3、氣體接近爆炸限或充裝過程中經過爆炸區(qū)間，沒有濃度和壓力限制作為標準氣體生產廠家，不僅僅提供給客戶的最終產品濃度在可燃（爆炸）下限以下，而且在充裝過程中也要確保操作人員的安全，對于在充裝過程中經過爆炸區(qū)間的標準氣體，應經過嚴格計算控制充裝壓力和進樣順序，制定嚴格的操作程序，操作者應該接受培訓，培訓合格后才可充裝此類氣體。
六、液態(tài)混合物的潛在危險
除了遵從和氣態(tài)混合物同樣的規(guī)則，還應考慮：
1、充裝不能超量；
2、確認氣瓶中無余量；
3、電子秤要校準；
4、虹吸管的材質和充裝的成分要相容。
七、 生產過程中環(huán)境氣體的監(jiān)測
由于標準氣體品種繁多，成分復雜，易燃易爆和有毒有害氣體的泄漏，都可能產生事故，因此室內安裝報警器是實現安全生產的必要條件，安全生產，預防為主。
總之，在標準氣體制備過程中，必須對制備的標準氣體進行研究，制定合理的充裝工藝和安全操作程序，提供必要的安全生產條件，將安全生產放在首位，減少人身傷害和財產損失，這樣才能創(chuàng)造和諧的社會環(huán)境。
