石油化工企業(yè)的靜電危害及防范措施

何強(qiáng)，李軍，宋丹，王雙雙

（東營市赫邦化工有限公司，山東 東營 257237）

0 引言

石油化工企業(yè)的生產(chǎn)制造過程當(dāng)中，會(huì)在生產(chǎn)車間存放大量的生產(chǎn)必需原材料。而這些原材料大都屬于易燃易爆物質(zhì)，既然無法將這些易燃易爆物質(zhì)排除在生產(chǎn)車間以外，就需要對(duì)火源進(jìn)行嚴(yán)格管控，確保生產(chǎn)車間內(nèi)不出現(xiàn)火源。靜電在生產(chǎn)車間中是一種極其危險(xiǎn)的物質(zhì)，靜電隱蔽性較好，很難提前發(fā)現(xiàn)，一般只有在對(duì)生產(chǎn)安全事故原因調(diào)查中才得知是由靜電引起。靜電的能量能夠輕易地點(diǎn)燃石油、天然氣等物質(zhì)，將會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)火災(zāi)、爆炸等事故，因此必須要針對(duì)這些問題采取合理的方式予以解決。

1 靜電的概述

帶有負(fù)極的電子與帶有正極的質(zhì)子是所有物質(zhì)的基本構(gòu)成成分，在不同的兩種物質(zhì)發(fā)生碰撞或者摩擦的時(shí)候，物質(zhì)中其中一頭帶有負(fù)極的電子會(huì)飛出來，所含有的電荷會(huì)逐漸增加，另一頭的電子負(fù)電荷會(huì)逐漸增加，當(dāng)達(dá)到一定程度之后，這一物質(zhì)自身就會(huì)帶電。物質(zhì)自身所具備的性質(zhì)與外界對(duì)物質(zhì)造成的影響共同作用之下就會(huì)形成靜電[1]。

在石油化工行業(yè)領(lǐng)域，每年因?yàn)殪o電引發(fā)的火災(zāi)、爆炸等生產(chǎn)安全事故屢見不鮮，成為嚴(yán)重阻礙石油化工行業(yè)領(lǐng)域健康持續(xù)發(fā)展的一大原因。出現(xiàn)這種情況的原因是石油化工企業(yè)因其生產(chǎn)的方式和特點(diǎn)決定了廠區(qū)內(nèi)會(huì)存在大量的碳?xì)浠衔镆后w，這些化合物液體很容易揮發(fā)成為一些比較容易燃燒和爆炸的氣體或者是蒸汽，甚至點(diǎn)燃這些易燃易爆炸的氣體和蒸汽不需要極高的溫度就可以實(shí)現(xiàn)。與此同時(shí)，石油化工企業(yè)的生產(chǎn)過程需要很多道工序進(jìn)行相互配合，整個(gè)生產(chǎn)制造的流程比較復(fù)雜，整個(gè)流程包含：生產(chǎn)原材料的運(yùn)輸、將生產(chǎn)原材料進(jìn)行加工并且過濾掉雜質(zhì)、將加工好的物質(zhì)進(jìn)行特定條件的存放、對(duì)材料進(jìn)行攪拌深度加工、對(duì)材料進(jìn)行適當(dāng)比例的調(diào)和配比等。再加上碳?xì)浠衔镆后w通常都是通過管道進(jìn)行傳輸，碳?xì)浠衔镆后w在管道內(nèi)快速流動(dòng)的時(shí)候會(huì)與管道內(nèi)部不斷地進(jìn)行摩擦，在大量的摩擦過程中靜電會(huì)開始產(chǎn)生并不斷大量的積累。靜電通常的放電形式主要有以下三種：電暈形式放電、刷形放電和火花形式放電。通常容器當(dāng)中的石油產(chǎn)品的放電類型是電暈形式放電和火花形式放電，一般來說，在石油和金屬交接面經(jīng)常發(fā)生的放電形式是電暈形式放電，但是電暈形式放電所蘊(yùn)含的能量較小，一般很難將石油液體表面的氣體和蒸汽點(diǎn)燃。但是如果程度劇烈，形成火花形式的放電就會(huì)有較大的危害，火花形式放電所蘊(yùn)含的能量較大，能夠輕易地點(diǎn)燃石油液體表面的氣體和蒸汽，將會(huì)引發(fā)石油燃燒，進(jìn)而形成火災(zāi)和爆炸。

形成火花形式放電的原因主要是空氣被迅速擊穿，并且擊穿點(diǎn)比較集中，甚至在火花形式放電時(shí)能夠聽到明顯的爆裂的聲音，在其中所蘊(yùn)含的大量能量在一瞬間能夠集中進(jìn)行釋放，這種類型的放電形式是所有靜電放電形式當(dāng)中危險(xiǎn)程度最高的。而且，如果物體的絕緣層攜帶大量的靜電，當(dāng)對(duì)周圍環(huán)境中的空氣進(jìn)行放電時(shí)，就能夠在絕緣層進(jìn)行放電，這樣的放電過程所釋放出來的能量較大，能夠?qū)е碌氖鹿食潭纫矔?huì)更為嚴(yán)重，因此石油化工企業(yè)生產(chǎn)過程中由靜電引發(fā)的生產(chǎn)安全事故大多數(shù)是火花形式放電。上述的這幾類生產(chǎn)安全事故產(chǎn)生的根本原因主要是因?yàn)樯a(chǎn)技術(shù)先進(jìn)程度不夠，生產(chǎn)管理模式不合理、不標(biāo)準(zhǔn)。因此為了石油化工企業(yè)安全生產(chǎn)，企業(yè)生產(chǎn)管理人員以及生產(chǎn)操作人員都要對(duì)這些問題加大重視程度，在生產(chǎn)過程中采取有效措施杜絕安全事故發(fā)生[2]。

2 靜電積累和靜電影響的因素

靜電導(dǎo)致的生產(chǎn)安全事故主要原因之一就是靜電的不斷積累，靜電能夠積累到的數(shù)量多少與物質(zhì)自身的電阻有直接的關(guān)系，靜電能夠形成的必要條件就是物質(zhì)要具備一定的電阻，只有具備電阻才能夠有靜電的產(chǎn)生和積累。物質(zhì)的電阻率與物質(zhì)的導(dǎo)電能力成反比，電阻率越低，物質(zhì)的導(dǎo)電能力就會(huì)越強(qiáng)，電阻率越高，物質(zhì)的導(dǎo)電能力就會(huì)越低。靜電的導(dǎo)電物質(zhì)一般的電阻率要小于108 Ω·cm，一般這類物質(zhì)不會(huì)給生產(chǎn)過程造成威脅，所以電阻率很小的物質(zhì)盡管會(huì)產(chǎn)生靜電，但是產(chǎn)生的靜電無法維持穩(wěn)定，在較短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)消失；電阻率大于108 Ω·cm小于1 011Ω·cm時(shí),物質(zhì)所攜帶的電量通常會(huì)較??；當(dāng)電阻率達(dá)到1 011～1 015 Ω·cm時(shí)，物質(zhì)就會(huì)很容易產(chǎn)生靜電，這一電阻率的物質(zhì)很容易引發(fā)生產(chǎn)安全事故。因此，石油化工企業(yè)要加強(qiáng)對(duì)這一區(qū)間電阻率物質(zhì)的重點(diǎn)關(guān)注和防護(hù)。如果當(dāng)物質(zhì)的電阻率超過1 015 Ω·cm時(shí)，物質(zhì)就很難有靜電的產(chǎn)生，但是這一類物質(zhì)一旦產(chǎn)生靜電就會(huì)較為穩(wěn)定，很難通過常規(guī)方式將靜電消除。

值得注意的是，物質(zhì)與物質(zhì)之間在介電常數(shù)上會(huì)存在一定的差距，因此在同樣的條件和環(huán)境中，靜電能否被消除由物質(zhì)的電阻以及電容決定，并且物質(zhì)所具備的這兩種性質(zhì)也將會(huì)直接影響到電荷的積累。一般來說，液體物質(zhì)的電阻越小，其本身的介電常數(shù)也就會(huì)越大，如果液體物質(zhì)的介電常數(shù)大于20，對(duì)這一液體物質(zhì)的運(yùn)輸和儲(chǔ)存等操作管理都不會(huì)有靜電的產(chǎn)生和積累。

目前我國石油化工企業(yè)有效防范靜電的方式種類非常多，一般有以下幾種類型：第一種方法是排泄法。這種方法主要是通過將生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行接地處理，增加生產(chǎn)車間的空氣濕度，并且在生產(chǎn)必需原材料中加入抗靜電的試劑，或者還可以在生產(chǎn)設(shè)備上面覆蓋一層能夠?qū)щ姷南鹉z材質(zhì)保護(hù)層、在生產(chǎn)設(shè)備上刷涂一層導(dǎo)電層。第二種方法是電荷中和法。這一種方法的原理是將合理容量的反向電荷植入到帶有靜電的物體中，然后通過兩種不一樣方向的電荷實(shí)現(xiàn)對(duì)靜電電荷的消除中和，防止靜電的長時(shí)間存在并且積累，這一方式主要是通過使用靜電中和消除裝置來實(shí)現(xiàn)；第三種方法是要合理地選擇生產(chǎn)制造必需的原材料以及生產(chǎn)設(shè)施設(shè)備[3]。

2.1 接地處理法

這一類的方法適合用于對(duì)易燃易爆炸氣體或者液體的加工運(yùn)輸以及存放，還適合用于各類生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備和管道線路裝置。值得注意的是，還要在可能發(fā)生火災(zāi)、爆炸等生產(chǎn)安全事故的區(qū)域以及過濾裝置、緩沖裝置等區(qū)域進(jìn)行接地處理。對(duì)靜電進(jìn)行接地處理的方法主要有以下三種：第一種是直接進(jìn)行接地處理。直接接地處理通俗來講就是直接將金屬物體與地面進(jìn)行鏈接，這種接地的方式適合用于一些很有可能攜帶靜電的金屬和可能會(huì)受到靜電影響的金屬物質(zhì)。第二種是間接進(jìn)行接地處理。這一接地方式是指把物體表面除了金屬以外的區(qū)域與接地的金屬物質(zhì)進(jìn)行連接，這也就是對(duì)這一物體的間接接地方式。第三種是跨接接地處理。這一種接地處理的方式就是將不同物質(zhì)之間的電氣進(jìn)行連接，保證被連接的兩個(gè)物體之間的電位大致處于同一水平，如果超過兩個(gè)相互絕緣的金屬并且也與大地絕緣，就要通過金屬導(dǎo)電體進(jìn)行跨接相互連接，連接之后再接地處理。

石油化工企業(yè)生產(chǎn)的過程中，必須要運(yùn)用完全密封的管道設(shè)備來運(yùn)輸和加工危險(xiǎn)系數(shù)極高的塑料。這種運(yùn)輸和處理的方式很容易產(chǎn)生靜電并且會(huì)引發(fā)火災(zāi)事故，所以為了不發(fā)生安全事故，就必須要對(duì)防止爆炸的區(qū)域做好防止靜電產(chǎn)生的接地處理。為了達(dá)到這個(gè)目的需要采取以下有效措施：第一是除了較為危險(xiǎn)的環(huán)境以外的管道設(shè)備不需要進(jìn)行防止靜電產(chǎn)生的接地處理，如果是普通現(xiàn)場的危險(xiǎn)物品管道不列入危險(xiǎn)區(qū)域劃分的范疇；第二是高危險(xiǎn)的爆炸環(huán)境當(dāng)中所有的金屬設(shè)備以及各類器材、機(jī)械以及儲(chǔ)存罐都必須進(jìn)行接地處理，而且如果儲(chǔ)存罐的最大容量大于50 m2的話至少要對(duì)其進(jìn)行不少于兩處的接地處理，電氣系統(tǒng)當(dāng)中的管道線路以及金屬材質(zhì)設(shè)施設(shè)備同樣必須要有兩處以上的接地處理；第三是對(duì)生產(chǎn)車間的儲(chǔ)存罐車輛，要在車身上安置專業(yè)的接地設(shè)備，并且要在儲(chǔ)存罐車的尾部加裝一條可導(dǎo)電橡膠材質(zhì)的拖地線，長度要保障大于安裝點(diǎn)到地面的直線距離，確保車輛在行駛過程中無論如何拖地線都與地面連接；第四是要對(duì)危險(xiǎn)系數(shù)較高的生產(chǎn)設(shè)備中的相互平行的管道進(jìn)行嚴(yán)格把控，距離必須要小于10 cm，并且每相隔25 cm要利用連接裝置進(jìn)行相連，只有這樣才能夠保證形成一個(gè)閉環(huán)，才能夠防止出現(xiàn)火花形式的靜電放電[4]。

2.2 增加生產(chǎn)車間空氣濕度

實(shí)現(xiàn)這一效果可以通過在生產(chǎn)車間內(nèi)部安裝數(shù)量足夠的空調(diào)，或者可以在生產(chǎn)車間內(nèi)利用噴霧裝置進(jìn)行噴水，還可以在生產(chǎn)車間內(nèi)懸掛含水量充足的毛巾等。這些方法都能夠快速增加生產(chǎn)車間當(dāng)中空氣的濕度，空氣濕度增加靜電就很難發(fā)揮作用，也就能夠盡量地將靜電可能造成的危害降到最低。通過對(duì)空氣濕度對(duì)靜電產(chǎn)生的危害大小的關(guān)系進(jìn)行研究得出，在可以進(jìn)行增加空氣濕度的生產(chǎn)車間內(nèi)，將空氣濕度控制在80%左右時(shí)靜電所能造成的危害是最小的。除此之外，石油化工企業(yè)生產(chǎn)所需要的原材料在運(yùn)輸過程當(dāng)中所攜帶的靜電電量是最大的，所以運(yùn)輸進(jìn)入到工廠以后不能立即對(duì)原材料進(jìn)行使用加工，要放置一定時(shí)間，在放置過程中靜電電量會(huì)逐漸地消耗，等靜電完全消耗完之后再使用。

2.3 填充抗靜電試劑

石油化工企業(yè)生產(chǎn)過程中所填充的抗靜電試劑能夠有效地避免靜電產(chǎn)生的危害的一種試劑，這一類的試劑導(dǎo)電性能較強(qiáng)，并且具備較好的吸收濕度的能力。所以填充抗靜電試劑能夠有效地將原材料當(dāng)中的電阻減小，加快靜電電量的消耗，這樣的操作就可以將靜電會(huì)產(chǎn)生的危害降到最小。但是這一方法存在一個(gè)問題就是一般抗靜電試劑都具有較高的毒性和腐蝕性能，在進(jìn)行填充的過程中，相關(guān)人員一定要做好個(gè)人安全防護(hù)工作，確保自身的安全。但是對(duì)粉末狀材料或者蒸汽無法進(jìn)行抗靜電試劑的填充，因此在這類材料的問題上要根據(jù)實(shí)際情況來選擇抗靜電試劑的種類，保證任何材料都能有效預(yù)防靜電所產(chǎn)生的危害。

2.4 安裝靜電消除裝置

這一類方法屬于中和靜電電荷法的一類，我國生產(chǎn)制造靜電消除裝置的供應(yīng)商有很多，產(chǎn)品質(zhì)量也是參差不齊，因此要在采購的時(shí)候進(jìn)行多家產(chǎn)品比對(duì)，選擇的條件就是效果好、適用范圍較大、節(jié)能性好而且安裝操作不復(fù)雜，最重要的是所選擇的靜電消除裝置要能夠符合生產(chǎn)車間的安全使用標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)這些條件去進(jìn)行靜電消除裝置的采購。

2.5 對(duì)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行有效地控制

這一方法需要石油化工企業(yè)在生產(chǎn)制造的技術(shù)上要進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)和合理控制管理。比如要在生產(chǎn)過程中控制好材料的流動(dòng)速度，防止出現(xiàn)流速過快造成液體飛濺等現(xiàn)象，盡量地去除材料當(dāng)中的雜質(zhì)，減少材料與其他物質(zhì)的接觸，而且還要注意生產(chǎn)車間所有工作人員要做好個(gè)人安全防護(hù)，進(jìn)入車間必須穿戴全套的防護(hù)裝備，保護(hù)人身安全。

2.6 消除人體當(dāng)中的靜電

通常石油化工企業(yè)會(huì)給生產(chǎn)車間的所有工作人員配備防靜電的衣服和鞋子、手套等裝備，目的是避免生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的靜電進(jìn)入人體并不斷在人體內(nèi)進(jìn)行積累。因此，對(duì)防靜電裝備的選擇要嚴(yán)格，要挑選生產(chǎn)質(zhì)量好的廠家生產(chǎn)的防靜電裝備，按照生產(chǎn)車間規(guī)范要求，在車間內(nèi)所有工作人員一律不許脫掉任何的防靜電裝備。

3 結(jié)語

綜上所述，石油化工企業(yè)生產(chǎn)的過程流程較多，技術(shù)也比較復(fù)雜，所需要的原材料以及生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)量和種類也會(huì)比較多，在生產(chǎn)過程中很容易會(huì)導(dǎo)致靜電的產(chǎn)生，給生產(chǎn)過程造成極大的安全隱患。本文根據(jù)自身工作經(jīng)歷對(duì)石油化工企業(yè)生產(chǎn)過程中靜電會(huì)帶來的危害和影響進(jìn)行了分析研究，并提出了一些改進(jìn)優(yōu)化的建議意見。