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环氧乙烷的易燃、易爆、易自聚和毒害性

  
评论: 更新日期:2017年01月07日

环氧乙烷(EO)又称“氧化乙烯”,具有易燃、易爆、易自聚和毒害性,但其用途比较广泛,所以在运输、储存、使用过程中,应十分小心,防止事故的发生。
        1  环氧乙烷的用途
        环氧乙烷是重要的一种有机合成原料,用于制造乙二醇作为涤纶纤维的原料,食品添加剂牛磺酸的原料,用来合成洗涤剂、非离子型活性剂,也用来作为消毒剂、杀虫剂、谷物熏蒸剂、乳化剂、缩乙二醇类产品,也还用于生产增塑、润滑剂、橡胶和塑料等。环氧乙烷还可用作火箭等喷气式推进器的燃料,用作军事武器制造炸弹(相当于小型核爆)。
        2  环氧乙烷的危险特性
        1)环氧乙烷的理化性质
        结构式:H2C--CH2
        O
        危险货物编号:                  21039
        分子量:                        44.05
        环氧乙烷纯品是一种无色气体,具有芳香醚的气味。
        熔点:                          -111.3℃
        沸点:                          10.7℃
        相对密度(水=1):               0.87
        相对蒸汽密度(空气=1):         1.50
        临界温度:                      195.8℃(属低压液化气体)
        临界压力:                      7.19MPa
        饱和蒸气压:                    0.146MPa(20℃)
        溶于水、乙醇和乙醚等有机溶剂和油脂。
        闪点:                          -18℃(0.C)
        爆炸极限:                      3~100(V/V%)
        最小引燃能量:                  0.065mJ
        引燃温度:                      429℃
        燃烧热值:                      -1306.1kJ/mol
        分解爆炸温度:                  571℃
        禁忌物:酸类、碱、醇类、氨、铜
        2)具有易燃易爆性
        从以上数据可以看出环氧乙烷闪点很低,环氧乙烷的沸点只有10.7℃,在常温下为无色的气体,在一般日常操作中人员更可能处于环氧乙烷气体环境,环氧乙烷气体对人的嗅觉有麻痹作用,长期处于低浓度环境的工作人员不易觉察其浓度的变化。
        环氧乙烷的蒸气密度比空气重,能在低洼处扩散到很远的地方,对环境造成污染。
        环氧乙烯闪点低(-18℃)、最小引燃能量小(0.065mJ)。
        环氧乙烷没有爆炸上限,能与空气形成范围广阔的爆炸性混合物,爆炸威力非常大,试验表明, 1kg环氧乙烷相当于2.7~5.0kgTNT爆炸所产生的冲击波效应。环氧乙烷遇氯磺酸、盐酸、氟化氢、硝酸、发烟硫磺猛烈反应,有爆炸危险。
        3)环氧乙烷的自聚性
        在较低温度时,环氧乙烷的自聚速度缓慢,虽然不会发生爆炸,但形成的聚合物会堵塞管道、仪表、泄放设施等。达到一定温度,聚合速度很快,同时产生大量的热,引起爆炸性降解。所以应该严格控制环氧乙烷的温度,储存温度一般在-5℃左右。除温度因素外,还有很多化学物质,如酸、碱金属、金属氧化物、氢氧化物、高活性催化剂(如铁、锡的无水氯化物及铁和银的氧化物)及一些有机物(如醛)也能诱发环氧乙烷的自聚。铁锈是环氧乙烷自聚的一个诱因,因此环氧乙烷的管道、容器应避免选用容易生锈的碳钢材质,甚至连保温层也要用不锈钢制作。
        环氧乙烷接触铁锈、酸、碱金属、金属氧化物、氢氧化物、 铝的氧化物、高活性催化剂、醛等一些有机物能诱发其自聚作用,放出大量热,引起爆炸。
        环氧乙烷与水反应也能放出大量的热。
        环氧乙烷经摩擦、震荡,易产生静电,带来静电危害。
        禁配物:酸类、碱、醇类、氨、铜。
        避免接触条件:受热、光照。
        包装标志:有毒气体;易燃气体。
        包装类别:Ⅱ类包装。
        3  环氧乙烷的毒害性
        环氧乙烷为强麻醉剂,是一种中枢神经抑制剂、刺激剂和原浆毒物,对人的毒性高于四氯化碳和氯仿。
        主要经呼吸道和皮肤吸收。可致中枢神经系统、呼吸系统损害,重者引起昏迷和肺水肿,可出现心肌损坏和肝损害,可致皮肤和眼灼伤。人体吸入后,产生呕吐、恶心、腹泻、头痛、眩晕、中枢抑制、呼吸困难,严重者产生肺水肿、脑水肿、肝肾损害、溶血。皮肤接触会产生灼热感、出现水疱、皮炎等。
        环氧乙烷有毒,为确认人类致癌物,具麻醉性、刺激性、致敏性和腐蚀性。
        环氧乙烷的接触限值:PC-TWA(mg/m3):2。
        4  环氧乙烷案例分析
        由于环氧乙烷化学性质非常活泼,极易燃易爆,其危险、有害性大,所以一旦发生泄漏、火灾、爆炸其危害性很大,在其生产、运输、储存、使用应谨慎。以下列举几个案例进行分析。
        【案例1】陕西某饲料添加剂厂发生环氧乙烷计量槽爆炸
        1) 事故概况
        2000年7月10日12时20分,陕西省某饲料添加剂厂合成车间二楼环氧乙烷1#计量槽自下封头和筒体连接环缝处撕裂150mm长的焊缝,液态环氧乙烷在0.196~0.294MPa的压力下高速喷出,急剧气化(环氧乙烷沸点10.7℃,夏天高温,远远高于其沸点),与周围空气迅速混合达到爆炸极限(环氧乙烷爆炸极限宽,为3~100(V/V%),高速喷出的物料与裂缝槽壁摩擦产生大量静电,而该合成车间的管道、设备无静电跨接装置,静电火花点燃了环氧乙烷(最小引燃能量很低,为0.065mJ),随即发生了第一次爆炸并引发火灾,一次爆炸使合成车间二层部分建筑倒塌,2名操作工被埋在废墟中。12时30分,大火蔓延烘烤距合成车间4.5m处贮槽内约储有9t的50m3环氧乙烷储槽,环氧乙烷吸热大量气化,罐内压力急剧升高,终因超压而发生爆炸。造成2人死亡,4人重伤,11人轻伤,直接经济损失640万元。
        距50m3环氧乙烷储罐的汽车槽车(为该储罐加环氧乙烷35t,其爆炸的冲击波效应至少相当于94.5tTNT的威力),而汽车槽车出料阀未关闭,当然也未驶出火灾、爆炸区域,于13时20分汽车槽罐发生爆炸,爆炸冲击波、热辐射造成现场消防官兵、周围群众30人受伤,建(构)筑物不同程度受损,并且爆炸飞溅物同时引起厂内多处起火。
        2) 事故原因分析
        (1) 直接原因
        ①环氧乙烷1#计量槽属非法自制压力容器,制造质量低劣,焊缝、钢板存在着严重缺陷;
        ②合成车间属甲类易燃易爆生产场所,未按规范设计、未安装防静电接地装置,导致环氧乙烷从裂口喷出产生的大量静电并积聚,静电火花引发环氧乙烷的火灾、爆炸;
        ③装有液化环氧乙烷的槽车,未及时关闭出料阀,解下接口,驶至安全地带(约有1h的缓冲时间);
        ④该厂对本厂的压力容器、压力管道的安全管理,未执行国家的有关法律、法规、标准、规范,非法设计、制造、使用,造成各个环节失控。
        (2) 间接原因
        ①该厂在技改项目增建氯化胆碱合成车间过程中,对安全生产的重要性认识不足,对环氧乙烷的危险、有害性认识不足,安全管理机构、安全生产规章制度、安全操作规程不健全、缺乏有效且操作性强的应急救援预案。
        ②对有关执法部门检查、提出的问题置若罔闻,未落实整改。
        整体设计布局不合理,贮罐与贮罐之间,贮罐与生产厂房及周围建筑物之间的安全距离均不符合有关规定,导致了二次、三次事故的连续发生。
        ③厂内无专职安全管理人员,安全教育、培训不到位,特种作业人员未经法定部门培训、考核、持证上岗,安全意识淡薄,责任不落实。
        ④该厂所在地招商区管委会在建设项目中,未认真履行职责,部门主管和经办人未尽职尽责,使生产、储存、使用危险化学品的工厂处于市区、居民区中,管委会亦未严格把关,使事故损失进一步扩大。
        ⑤该厂所在地区的区计划局作为项目主管单位,未严格遵照国家关于技改项目的有关规定,对该厂扩建项目进行严格管理,监督不力,未及时对项目进行全面竣工验收,使可能发生事故的不安全因素未被及时发现。
        ⑥政府有关部门疏于对民营企业的管理,监督检查不力,对查出的问题未进行整改,未跟踪管理到位。
        3) 防范措施

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