苯抽提裝置苯職業(yè)病危害分析及控制措施

張國琴

(中國石化青島石油化工有限責(zé)任公司,山東青島 266043)

1 苯抽提裝置概況

某企業(yè)80 kt/a苯抽提裝置采用環(huán)丁砜抽提蒸餾(SED)技術(shù)進行重整汽油脫苯。重整汽油經(jīng)換熱后進入該裝置脫C5、脫C6塔進行預(yù)分餾，切割出C6餾分。C6餾分進入環(huán)丁砜抽提蒸餾系統(tǒng)，在環(huán)丁砜作用下完成苯與C6非芳烴的分離，苯經(jīng)過白土精制后作為產(chǎn)品送出裝置。裝置工藝流程見圖1。雖然從檢測數(shù)據(jù)看作業(yè)場所苯、環(huán)丁砜等污染物均能穩(wěn)定達標，但是從職業(yè)病危害因素的角度考慮，在現(xiàn)場作業(yè)區(qū)域內(nèi)仍然存在著苯污染問題，直接影響操作工的身體健康。

2 苯危害因素分析

2.1 苯危害分析

苯是污染作業(yè)環(huán)境、損害勞動者健康的重要職業(yè)性有害因素[1]，主要以苯蒸氣形式經(jīng)呼吸道吸入體內(nèi)，也可經(jīng)皮吸收進入人體。長期接觸低濃度苯對造血系統(tǒng)產(chǎn)生極大危害，使白細胞、血小板、紅細胞減少，重者出現(xiàn)再生障礙性貧血，甚至可引起白血??；其次是對神經(jīng)系統(tǒng)的影響, 導(dǎo)致神經(jīng)功能紊亂失眠、記憶力減退等神經(jīng)癥狀[2]。急性苯中毒主要表現(xiàn)為對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的麻醉作用。中毒較輕者會出現(xiàn)頭暈、頭痛、興奮、惡心、嘔吐、欣快感、輕度意識模糊、步態(tài)不穩(wěn)等癥狀；中毒較重者出現(xiàn)意識模糊、淺度昏迷到深度昏迷[3]。由于苯毒性是潛在的,發(fā)病潛伏期可長達幾年甚至幾十年[4,5],給職工的健康帶來不可估量的危害。

《職業(yè)健康監(jiān)護技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：白細胞計數(shù)低于4×109/L或中性粒細胞低于2×109/L、血小板計數(shù)低于8×1010/L，造血系統(tǒng)疾病為接觸苯作業(yè)人員職業(yè)禁忌證。職業(yè)性慢性苯中毒、職業(yè)性急性苯中毒、職業(yè)性苯所致白血病為接觸苯作業(yè)人員職業(yè)病。

2.2 裝置苯分布情況

苯抽提裝置苯主要分布在：脫C5塔、脫C5塔釜液泵、脫C6塔、脫C6塔回流罐、抽提蒸餾塔進料緩沖罐、抽提蒸餾塔、抽提蒸餾塔再沸器、抽提蒸餾塔回流罐、白土罐、苯檢驗罐、溶劑回收塔及塔頂回流罐、溶劑再生罐及各機泵、換熱器等設(shè)備設(shè)施及C6餾分控制閥組、抽提塔進料控制閥組、溶劑回收塔回流罐控制閥組、苯檢驗罐等采樣點。

圖1 苯抽提裝置生產(chǎn)工藝流程

2.3 苯抽提裝置苯暴露作業(yè)環(huán)節(jié)

2.3.1中間儲罐呼吸排放

苯抽提裝置中間儲罐包括2臺中間苯檢驗罐、1臺濕溶劑罐、1臺新鮮溶劑罐、1臺助溶劑罐，均為內(nèi)浮頂罐。罐頂設(shè)有密封氮氣壓控閥、高點泄壓閥和緊急泄壓閥。在裝置正常生產(chǎn)過程中，濕溶劑罐、新鮮溶劑罐、助溶劑罐均處于備用狀態(tài)，苯檢驗罐收苯達到控制液位要求后，切換苯檢驗罐，取樣化驗合格后，進行送苯操作。受裝置進料中苯含量變化、各塔熱源變化、操作波動、送苯速度變化等因素影響，苯檢驗罐壓力波動頻繁，罐內(nèi)補氮量變化較大，導(dǎo)致罐呼吸排放量較大，存在苯的無組織排放，職工巡檢過程中，可能受到苯危害。

2.3.2抽真空系統(tǒng)排放

本套裝置采用的是環(huán)丁砜抽提蒸餾(SED)技術(shù)，C6餾分與環(huán)丁砜溶劑在抽提蒸餾塔內(nèi)進行萃取蒸餾，塔頂抽出C6非芳烴，富含苯的環(huán)丁砜溶劑從塔底抽出進入溶劑回收塔，為了提高溶劑回收塔苯與環(huán)丁砜溶劑的分離效果，溶劑回收塔采取負壓操作，塔頂回流罐設(shè)有蒸汽抽真空系統(tǒng)，另外溶劑再生也采用抽真空操作。抽真空流程如圖2所示。

圖2 苯抽提裝置抽真空流程

從圖2可以看出，蒸汽與苯回流罐內(nèi)苯蒸氣在蒸汽噴射泵內(nèi)接觸，冷卻后進入水封罐，水封罐頂直接放空，罐底污水直排到現(xiàn)場地漏，從系統(tǒng)中攜帶出的苯嚴重影響職工身體健康。另外溶劑再生抽真空系統(tǒng)產(chǎn)生的廢氣中含有少量苯，均為現(xiàn)場排放。

2.3.3停工過程排放

本套裝置停工檢修周期為3年，停工過程包括：裝置降溫、停進料、退物料、蒸汽吹掃、盲板隔離。由于裝置涉苯，機泵采用磁力泵，在停工過程中，蒸汽不能直接對泵體進行吹掃，導(dǎo)致泵體及泵出入口部分管線殘余少量的苯，在機泵拆修時，存在職業(yè)健康危害。圖3為裝置磁力泵及出入口流程情況。

圖3 苯抽提裝置磁力泵及出入口流程

從圖3可以看出，為了保護磁力泵，停工后，只能關(guān)閉泵出入口閥，無法對泵出入口管線進行蒸汽吹掃，機泵拆修時，只能將管線內(nèi)的苯等有毒介質(zhì)現(xiàn)場接桶回收，回收過程中操作工會接觸到超高濃度的苯。

2.3.4取樣操作

裝置C5餾分控制閥組處、C6餾分控制閥組處、C7外送控制閥組處、抽提塔進料控制閥組處、貧溶劑過濾器處、C6非芳烴外送閥組處、苯產(chǎn)品TK7802罐處取樣口均為非密閉取樣，在非密閉取樣過程中，職工需打開取樣閥進行管線置換，管線置換合格后還需對取樣瓶進行置換，含有苯的氣體揮發(fā)到空氣中，致使職工直接接觸高濃度苯及其它有毒有害物質(zhì)時間較長，存在較大職業(yè)健康隱患。

3 裝置改進技術(shù)措施

3.1 裝置中間儲罐呼吸排放

苯抽提裝置中間儲罐設(shè)計壓力僅為2 kPa，低于全廠低壓瓦斯設(shè)計壓力，無法直接連接到低壓瓦斯管網(wǎng)實現(xiàn)密閉排放，從2014年開始，采取了降低中間儲罐呼吸排放量的措施。

a) 高效利用好抽提進料緩沖罐的緩沖作用，在原料量及原料中苯含量波動時，利用緩沖罐緩沖作用，緩慢調(diào)整抽提塔進料量及苯返回量，確保苯產(chǎn)量穩(wěn)定，維持苯檢驗罐在收苯時，液位上升平緩，達到逐漸降低苯檢驗罐補氮量，減少外排氮氣攜帶苯量。

b) 在苯檢驗罐送苯時，通過調(diào)整外送泵控制閥開度，保持送苯速度不變，確保苯檢驗罐在送苯過程中只進行補氮氣，不外排氮氣。

c) 嚴格控制苯產(chǎn)品進入苯檢驗罐溫度低于45 ℃，避免苯產(chǎn)品在苯檢驗罐內(nèi)揮發(fā)排放。

d) 對苯檢驗罐頂補氮控制閥進行定期維護保養(yǎng)，確保調(diào)整靈敏可靠。

現(xiàn)場實踐表明，降低中間儲罐呼吸排放量的措施效果顯著，現(xiàn)場異味明顯減少。

3.2 抽真空系統(tǒng)排放

苯抽提裝置溶劑回收塔頂苯回流罐頂抽真空系統(tǒng)及溶劑再生抽真空系統(tǒng)產(chǎn)生的廢氣中，苯、芳烴類物質(zhì)均為現(xiàn)場排放，因此采取降低抽真空系統(tǒng)外排廢氣量及其中苯、芳烴類物質(zhì)含量的措施。

3.2.1優(yōu)化溶劑回收塔苯回流罐頂抽真空系統(tǒng)操作

2014年開始，低控苯回流罐頂抽真空系統(tǒng)補充氮氣量，控制補氮氣控制閥開度在5%～15%之間，降低因大量氮氣補入回流罐帶來的苯攜帶排放量。在溶劑回收塔負壓滿足要求前提下，逐漸降低抽真空泵蒸汽壓力，通過反復(fù)調(diào)整，蒸汽壓力由0.75 MPa降低至0.4 MPa。嚴格控制抽真空水封罐液位，避免了抽真空泵因水封不足引起工作異常導(dǎo)致排放事故的發(fā)生。

3.2.2優(yōu)化溶劑再生抽真空系統(tǒng)

苯抽提裝置的溶劑再生系統(tǒng)，在負壓、高溫操作條件下，在溶劑再生罐內(nèi)進行閃蒸操作，溶劑再生抽真空系統(tǒng)外排氣中含有苯等物質(zhì)。為了避免再生帶來的危害，2017年，裝置采用線下再生工藝，利用過濾、吸附、離子交換密閉方式再生，從源頭上消除了苯等有毒有害物質(zhì)的排放，實現(xiàn)了本質(zhì)健康管理。

3.3 停工過程排放

苯抽提裝置磁力泵原設(shè)計流程未充分考慮停工吹掃作業(yè)過程中職業(yè)健康危害問題，導(dǎo)致殘存在磁力泵及泵出入口管線內(nèi)的苯、溶劑等介質(zhì)現(xiàn)場排放，造成重大職業(yè)健康隱患。為了徹底解決此類隱患，2017年裝置停工改造期間，完善磁力泵出入口流程，改造后情況見圖4所示。

圖4 苯抽提裝置磁力泵及出入口改進流程

從圖4可以看出，在停工退完物料蒸汽吹掃期間，關(guān)閉泵出入口閥門，打開磁力泵跨線閥1，重點吹掃磁力泵出入口管線。在此期間，打開新鮮水閥2、閥3，用水沖洗泵出入口閥至泵體管線，沖洗結(jié)束后，磁力泵出入口根部法蘭加盲板隔離，然后打開泵出入口閥門，對泵出入口至手閥管線進行蒸汽吹掃。通過改造后，解決了磁力泵蒸汽吹掃不徹底問題，從本質(zhì)上解決了停工吹掃期間苯等有毒物質(zhì)對職工的危害。

3.4 取樣

針對職工取樣過程中直接接觸苯時間較長、濃度大的問題，2014年，公司將裝置非密閉取樣器、老舊密閉取樣器進行更換，做到本質(zhì)健康管理。另一方面，加強職工取樣操作培訓(xùn)及管理，增強職工職業(yè)健康意識，嚴格按照取樣規(guī)定進行操作，減少誤操作，降低取樣直排量，減少苯危害。

4 苯危害控制管理措施

4.1 作業(yè)場所

a) 加強管道及閥門日常維護，保證處于良好密閉狀態(tài)。對苯防護設(shè)施、應(yīng)急救援設(shè)施等，進行經(jīng)常性維護、檢修，定期檢測其性能和效果，確保處于正常狀態(tài)，并不得擅自拆除或停用。

b) 設(shè)置固定式有毒氣體(苯)報警儀，進入高風(fēng)險區(qū)域巡檢、排凝、儀表調(diào)校、采樣等作業(yè)時，作業(yè)人員佩戴相應(yīng)的防護用品，攜帶便攜式有毒氣體(苯)報警儀。

c) 設(shè)置監(jiān)測點，采樣應(yīng)當定點采樣和個體采樣相結(jié)合，并及時將檢測結(jié)果現(xiàn)場告知。苯濃度超過國家職業(yè)接觸限值或曾發(fā)生苯中毒的作業(yè)場所，作為重點隱患點進行整改或監(jiān)控。

d) 設(shè)置紅色警示線、警示牌和告知卡。生產(chǎn)區(qū)域醒目位置設(shè)置風(fēng)向標。

e) 在制定維護、檢修方案中明確職業(yè)中毒危害防護措施，作業(yè)現(xiàn)場有專人監(jiān)護，并設(shè)置警示標識。

4.2 教育培訓(xùn)及考核

a) 加強培訓(xùn)，每個季度開展一次職業(yè)健康教育培訓(xùn)，培訓(xùn)涉苯崗位各級管理人員、作業(yè)人員熟悉苯的危害特征、現(xiàn)場分布及其防范措施。教育涉苯作業(yè)人員嚴格遵守操作規(guī)程，熟練掌握操作技能，具備涉苯應(yīng)急處置知識和自救互救技能。增加個人防護用品方面的職業(yè)健康培訓(xùn)，使操作工能夠按照產(chǎn)品說明書及相關(guān)要求，正確自覺地佩戴個人防護用品。

b) 對涉苯作業(yè)人員進行職業(yè)危害告知，及時公布苯作業(yè)場所的日常檢測和評價結(jié)果，及時將作業(yè)人員職業(yè)健康檢查結(jié)果告知本人。

c) 不斷加強職業(yè)健康考核管理的力度，每個月把職工是否堅持佩戴個人防護用品、防護設(shè)施的維護、危害因素檢測結(jié)果的處理、培訓(xùn)等情況納入車間和職工個人的經(jīng)濟責(zé)任制考核。

4.3 個體防護

a) 涉苯崗位，配備適合的個體防護用品。制定防護用品日常維護、檢查、更換及管理制度，確保防護用品的防護效能。

b) 苯及含苯物料的化驗、采樣作業(yè)、涉苯場所巡檢、非密閉的裝卸車作業(yè)等，作業(yè)人員佩戴過濾式防苯的防毒用具和手套，操作時站在上風(fēng)向。

c) 按時更換濾毒元件，保證防護用品的有效性。

4.4 職業(yè)健康監(jiān)護

a) 涉苯作業(yè)人員按國家規(guī)定的項目進行上崗前、在崗期間、離崗時和應(yīng)急時的職業(yè)健康檢查。苯的職業(yè)禁忌人員、慢性苯中毒和急性重度苯中毒人員，立即調(diào)離涉苯作業(yè)崗位。

b) 對懷疑為職業(yè)性急、慢性苯中毒的作業(yè)人員，積極安排進行職業(yè)病診斷和鑒定。

c) 完善職業(yè)健康監(jiān)護檔案，做到一人一檔。健康監(jiān)護檔案中應(yīng)包括勞動者職業(yè)史、既往史、職業(yè)病危害接觸史；相應(yīng)工作場所職業(yè)病危害因素檢測結(jié)果；職業(yè)健康檢查結(jié)果及處理情況；職業(yè)病診療等健康資料。

5 效果分析

通過降低苯抽提裝置中間儲罐呼吸排放量、優(yōu)化溶劑回收塔苯回流罐頂抽真空系統(tǒng)操作，優(yōu)化溶劑再生抽真空系統(tǒng)、改造磁力泵出入口流程、密閉取樣、加強苯危害控制管理等措施，有效降低了作業(yè)過程中的苯危害。2010—2018年，裝置職工職業(yè)健康檢查結(jié)果中白細胞減少人數(shù)占總?cè)藬?shù)百分比見圖5。

圖5 苯抽提裝置血液指標異常人數(shù)占總?cè)藬?shù)百分比走勢

由圖 5 可以看出，從2015年開始，裝置職工職業(yè)健康查體情況明顯好轉(zhuǎn)，裝置職工職業(yè)健康檢查結(jié)果血液指標異常人數(shù)占總?cè)藬?shù)百分比下降明顯，由2013—2014年的13%降到8%，到2016年降到3%。

下一步，在裝置中間儲罐呼吸排放、抽真空系統(tǒng)排放方面，應(yīng)進一步采取有效措施進行控制，爭取實現(xiàn)密閉回收，進一步解決苯抽提裝置涉苯職業(yè)健康危害。

6 結(jié)論

a) 采用技術(shù)措施是本質(zhì)手段，從根本上解決苯對身體健康的影響和損害。

b) 采用管理措施是輔助手段，讓職工認識到苯對身體健康的危害并主動預(yù)防。

c) 個體防護是保護身體健康的最后一道防線，配備合適的防護用品并正確佩戴是關(guān)鍵。

d) 健康監(jiān)護是動態(tài)監(jiān)控，早期發(fā)現(xiàn)職業(yè)病及職業(yè)健康損害和職業(yè)禁忌證，進行目標干預(yù)，防病于未然。