石油化工企業(yè)靜電危害及防范措施

1、石油化工企業(yè)靜電危害及防范措施石油化工企業(yè)存在有可燃?xì)怏w（蒸汽）爆炸性混合物的危險(xiǎn)場(chǎng)所，有些危險(xiǎn)物質(zhì)易產(chǎn)生和積聚靜電荷，當(dāng)靜電電位達(dá)到一定的程度，并具備放電條件，且產(chǎn)生的放電火花能量大于該危險(xiǎn)物質(zhì)的最小點(diǎn)燃能量時(shí)，即可引發(fā)爆炸和著火事故。筆者就石油化工企業(yè)靜電引燃爆炸危險(xiǎn)情況進(jìn)行了論述，并提出消除靜電危害的防范措施。 靜電的產(chǎn)生與危害 據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，因靜電引起的火災(zāi)和爆炸事故，在石油化工生產(chǎn)與銷售行業(yè)以及制藥、橡膠和粉末加工業(yè)居多。不難看出，由于石化企業(yè)存在大量液態(tài)碳?xì)浠衔?，易于產(chǎn)生可（易）燃?xì)怏w或蒸汽；其點(diǎn)燃能量很低，一般都在0.3mj以下；又多以輸送、過(guò)濾、儲(chǔ)運(yùn)、沖擊、攪拌、調(diào)和、噴射

2、和涂層等為主要的生產(chǎn)工藝過(guò)程。由于此類液體（有的還常常夾帶著固體或液體雜質(zhì)）在管道中高速流動(dòng)，會(huì)與管壁大面積摩擦或者與容器壁及其它介質(zhì)摩擦，從而導(dǎo)致靜電的產(chǎn)生。有資料表明，其在生產(chǎn)和操作過(guò)程中產(chǎn)生的靜電可以達(dá)到幾伏到幾萬(wàn)伏，當(dāng)靜電電壓在3000v以上時(shí)，若存在放電條件，則靜電放電火花所具有的能量，足以點(diǎn)燃汽油、乙醚等蒸汽與空氣的混合物，進(jìn)而導(dǎo)致爆炸或燃燒。因此，討論液體靜電的危害，對(duì)石化企業(yè)安全生產(chǎn)是十分重要的。 靜電放電的常見(jiàn)方式主要有電暈放電、刷形放電和火花放電等3種形式，而對(duì)容器內(nèi)烴類油品的放電主要為電暈放電和火花放電等兩種方式。一般情況下，電暈放電往往發(fā)生在靠近油面的突出接地金屬（如罐

3、壁的突出物、裝油鶴管等）與油面之間，因而放電能量是極微小的，通常不會(huì)點(diǎn)燃液面蒸汽，但極有可能發(fā)展成為火花放電。 火花放電是極間空氣被擊穿而造成的，有明顯集中點(diǎn)，放電時(shí)有短促爆裂聲，能量在一瞬間集中釋放。此種放電形式造成事故的概率最高。此外，若絕緣體帶有的大量靜電，在對(duì)空氣發(fā)生放電的同時(shí)，還會(huì)沿著絕緣體表面進(jìn)行放電。它的放電能量亦較大，引起靜電危害的概率也較高。石化企業(yè)時(shí)有發(fā)生的火災(zāi)爆炸事故，多因火花放電為主。 另外，靜電放電產(chǎn)生的瞬間沖擊性電流通過(guò)人體某一部分時(shí)，可造成人體靜電電擊傷害。當(dāng)人體帶電電位達(dá)3kv時(shí)，人體即有明顯的電擊感覺(jué)。靜電電擊雖不會(huì)致人而死，但往往會(huì)造成人員高空墜落，從而致使

4、人員傷亡。靜電的存在不僅影響工作效率，還可能造成工作人員緊張，影響操作。 靜電的積聚及影響因素 靜電的積聚是引起靜電災(zāi)害事故的主要根源。靜電產(chǎn)生的的大小主要與其物質(zhì)電阻率有關(guān)。電阻是靜電產(chǎn)生的條件，也是靜電能否積聚的根本原因之一。通常電阻率越小，導(dǎo)電性能越好。電阻率小于108為靜電導(dǎo)電體，此類物體不會(huì)引起危害，因?yàn)殡娮杪嗜绱诵〉奈矬w即使產(chǎn)生靜電，也能瞬時(shí)消失；電阻率在1081010之間的物體通常帶電量是不大的；電阻率在10111015之間的物體易于帶靜電，是石化企業(yè)防靜電工作的重點(diǎn)對(duì)象；當(dāng)電阻率大于1015，物體反而不易產(chǎn)生靜電，但一旦帶有靜電就難以消除。如汽油、苯等電阻率在10111015之

5、間，它們是容易帶電的，也難于消散。 另外，因物質(zhì)介電常數(shù)（決定電容的一個(gè)主要因素）的不同，在具體操作條件下，其電容與電阻結(jié)合起來(lái)，將決定靜電的消散規(guī)律，并成為影響電荷積聚的另一個(gè)因素。對(duì)于液體電阻率低的，其介電常數(shù)相對(duì)較大。如果液體相對(duì)介電常數(shù)大于20，并以“連續(xù)相”存在并接地，一般來(lái)說(shuō)，不管是輸送還是儲(chǔ)運(yùn)都不大可能造成靜電的積聚。 此外，靜電的產(chǎn)生與積聚，除與其物質(zhì)本身的內(nèi)在因素有關(guān)，還與生產(chǎn)過(guò)程和作業(yè)環(huán)節(jié)中介質(zhì)的流速、壓力、管道內(nèi)壁粗糙程度、管徑及其所含雜質(zhì)等有關(guān)。通常情況下，烴類油品帶電與管線內(nèi)壁粗糙程度成正比，內(nèi)壁越粗糙，帶靜電越多；流速越快，流動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，流經(jīng)的閘閥、彎頭越多，產(chǎn)生的

6、靜電荷越多；除柴油外，油品的溫度越高，產(chǎn)生的靜電荷也越多；用絕緣材料制成的容器和管線盛裝或輸送油品，較導(dǎo)電的金屬材料制成的容器和管線產(chǎn)生的靜電荷將很多；流通截面面積和流動(dòng)方向的急劇改變會(huì)使靜電的產(chǎn)生驟然增大，如油品流經(jīng)管道內(nèi)設(shè)置的過(guò)濾器后，其靜電產(chǎn)生量有時(shí)會(huì)增加10200倍。 同樣是烴類油品，灌裝方式有底部進(jìn)油（液下裝油）和上部裝油（噴濺式裝油）。相比之下，上部裝油產(chǎn)生的靜電更大。其原因在于灌裝過(guò)程中大量的液體不斷分離，因而產(chǎn)生新的電荷，更重要的是液面電荷沒(méi)有充分時(shí)間馳張（一般認(rèn)為馳張時(shí)間在30秒以上），導(dǎo)致液面表層電荷密度較高。同時(shí)，因油品沖擊罐壁造成噴濺飛沫而產(chǎn)生大量靜電。加之灌裝過(guò)程中又

7、常常有油霧出現(xiàn)，一旦與空氣混合達(dá)到爆炸極限濃度，則會(huì)有更大的危險(xiǎn)性。底部進(jìn)油時(shí)如罐底有沉積水，沉積水受進(jìn)油方式的攪動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生很高的靜電電位。 另外，氣候?qū)o電的產(chǎn)生與積聚也有很大影響，如嚴(yán)寒的冬季和炎熱的夏季，天氣干燥，空氣的相對(duì)濕度小，更容易產(chǎn)生靜電。不同油品相混也會(huì)增加靜電的產(chǎn)生量。最后，還必須提及的是，人體在很多條件下也能夠帶靜電。在存有可燃混合氣體的環(huán)境中，人體靜電也是不容忽視的“危險(xiǎn)源”。 靜電危害的防范措施 靜電最為嚴(yán)重的危害是引起爆炸和火災(zāi)，其在瞬間即釋，放電能量大是其引發(fā)靜電危害的突出特點(diǎn)。因此，必須采取切實(shí)有效的措施來(lái)消除靜電危害。防止靜電危害的關(guān)鍵是：防止或減少靜電的產(chǎn)生；

8、設(shè)法導(dǎo)走或中和產(chǎn)生的電荷，并使它無(wú)法積聚；防止有足夠能量的靜電放電；防止爆炸性混合氣體的形成。 目前，在石化企業(yè)中采用的消除靜電危害的方法很多，從機(jī)理上歸納，大致可分為3類：第一類是泄漏法。接地、增濕、加入抗靜電劑、鋪設(shè)導(dǎo)電橡膠或噴涂導(dǎo)電涂料等均屬泄漏法；第二類是中和法。其原理是對(duì)帶電體外加一定量的反電荷，使其與帶電體上的電荷中和，從而避免和減少靜電的積聚，如安裝靜電消除器等；第三類是工藝控制法。如在材料選擇、工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備結(jié)構(gòu)和操作管理等方面采取措施。 下面重點(diǎn)介紹幾種常見(jiàn)的消除靜電危害的方法和具體措施：1.接地。用來(lái)加工、貯存、運(yùn)輸各種可燃性液（氣）體或液化烴及粉體的設(shè)備及管道進(jìn)出裝置，爆

9、炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的邊界，管道泵及其過(guò)濾器、緩沖器等都必須接地；汽車槽車、鐵路罐車和裝卸棧臺(tái)，要設(shè)有專用接地接頭或防靜電接地裝置。汽車槽車行走時(shí)應(yīng)裝設(shè)專用的導(dǎo)電橡膠拖地帶，牢固連接在槽車上并垂掛于地面方向；爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的油品、液化石油氣和天然氣等管道上的法蘭、膠管兩端等連接處應(yīng)用金屬線跨接。法蘭的連接螺栓少于5根，且在易腐蝕環(huán)境下，亦應(yīng)進(jìn)行跨接；金屬采樣器、檢尺器、測(cè)溫器等應(yīng)經(jīng)導(dǎo)靜電繩索接地；防靜電接地裝置的接地電阻和法蘭跨接的接觸電阻不應(yīng)大于100和0.03。 2.增濕 在生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝空調(diào)設(shè)備、噴霧器或懸掛濕布片，以提高空氣的濕度，從而降低或消除靜電的危險(xiǎn)。從消除靜電危害的角度考慮，在允許增濕

10、的生產(chǎn)或作業(yè)場(chǎng)所，保持相對(duì)濕度在70以上較為適宜。 3.添加抗靜電劑 由于抗靜電劑具有較好的導(dǎo)電性或較強(qiáng)的吸濕性。因此，加入抗靜電劑，能有效降低材（原）料的體積電阻或表面電阻，加速靜電泄漏，從而消除或降低靜電危害。但應(yīng)注意防止某些抗靜電劑的毒性和腐蝕性造成的危害。同時(shí)，對(duì)于懸浮狀粉塵或蒸汽，任何抗靜電劑都不起作用。因此，只有選擇合適的抗靜電劑，才會(huì)收到理想的防靜電危害效果。 4.靜電消除器 安裝靜電消除器是靜電中和法的具體應(yīng)用。此類產(chǎn)品生產(chǎn)廠家較多，要注意選擇作用范圍大、消電效果好、耗電低、易于安裝和便于管理的靜電消除器，消除器要適應(yīng)場(chǎng)所的電氣安全要求。 5.工藝控制法 工藝控制法是指在工藝和操作管理上采取相應(yīng)的措施：如控制流速，尤其初始流速；避免噴濺和沖擊；消除雜質(zhì)，避免