熔(rong)鹽是(shi)鹽的(de)熔(rong)融態,最常見的(de)熔(rong)鹽是(shi)由堿金屬(shu)或(huo)堿土金屬(shu)與鹵化物、硅酸(suan)鹽、碳酸(suan)鹽、硝酸(suan)鹽以(yi)及磷酸(suan)鹽組(zu)成(cheng)。2023年5月7日,河南某熔(rong)鹽儲熱項目發生熔(rong)鹽高溫爆裂事故(gu),造成(cheng)1人死亡、13人受傷,國(guo)家能源局(ju)為此(ci)發文要求“開展熔(rong)鹽儲熱等能源綜合(he)利用項目安全排查”。
在化(hua)工(gong)生(sheng)產(chan)過程中(zhong),以高溫(wen)熔(rong)鹽作為熱(re)交(jiao)換媒(mei)介(jie)的情況也較多,乙腈、苯(ben)酐、三聚氰胺、丙(bing)烯腈等(deng)生(sheng)產(chan)裝(zhuang)置中(zhong)均有(you)(you)(you)應(ying)用。而這(zhe)些化(hua)工(gong)裝(zhuang)置中(zhong)使用的熔(rong)鹽,多含有(you)(you)(you)硝酸鉀、硝酸鈉等(deng)強(qiang)氧化(hua)劑,在高溫(wen)環(huan)境下存(cun)在較大的安(an)全風險。此外,如果(guo)熔(rong)鹽熱(re)交(jiao)換設備一旦(dan)泄漏(lou),含有(you)(you)(you)強(qiang)氧化(hua)劑的熔(rong)鹽與有(you)(you)(you)機物(wu)料、易(yi)燃物(wu)料接觸,也易(yi)引發事故。
一是
在使用熔鹽作為熱交換介質(zhi)的(de)環(huan)境(jing)中(zhong),溫度至少在300℃以(yi)上,熔鹽中(zhong)的(de)硝酸(suan)(suan)鹽等(deng)強(qiang)氧(yang)化(hua)劑(ji)在高(gao)溫環(huan)境(jing)下(xia)會分(fen)解釋放助(zhu)燃(ran)的(de)氧(yang)氣。而當高(gao)溫的(de)硝酸(suan)(suan)鹽等(deng)強(qiang)氧(yang)化(hua)劑(ji)與有機物(wu)、還(huan)原劑(ji)、易(yi)燃(ran)物(wu)接觸或混合時,能(neng)發(fa)生劇烈反應(ying),引起(qi)燃(ran)燒爆炸,硝酸(suan)(suan)鹽還(huan)會釋放出(chu)有毒(du)的(de)氮氧(yang)化(hua)物(wu)氣體,造成(cheng)人(ren)員中(zhong)毒(du)。因此,熔鹽使用過程中(zhong),如果本身受到(dao)有機物(wu)或雜質(zhi)的(de)污染,易(yi)引發(fa)事(shi)故。
2009年1月1日,山東省德州某化(hua)工(gong)公司乙腈(jing)裝(zhuang)置發生爆炸,造成5人死亡、9人受(shou)傷。發生爆炸的兩臺(tai)固定床反應器(qi),是未清洗干凈的二手設備,由于其殼程存有積碳和油(you)垢,使熔鹽在高溫下加速分(fen)解,發生爆炸。
二是
在(zai)高(gao)溫環境下(xia),承載熔鹽(yan)的(de)換熱設備的(de)法(fa)蘭、焊縫(feng)或(huo)設備本體極易(yi)失效,一旦失效發生泄漏,無論是有機物(wu)(wu)料進入熔鹽(yan)側(ce),還是熔鹽(yan)進入有機物(wu)(wu)料側(ce),當(dang)強氧化劑的(de)硝(xiao)酸(suan)鉀、硝(xiao)酸(suan)鈉與有機物(wu)(wu)、易(yi)燃物(wu)(wu)等接觸時,便會發生劇烈(lie)反應,從而引發爆炸著火。
2005年7月26日,江蘇省無錫市(shi)某精細化工廠(chang)在六氯環(huan)(huan)戊(wu)二(er)(er)烯(xi)(xi)(xi)試生(sheng)產過程中,雙(shuang)(shuang)環(huan)(huan)戊(wu)二(er)(er)烯(xi)(xi)(xi)裂(lie)解(jie)(jie)釜(fu)(fu)發生(sheng)爆(bao)炸,造成9人死亡、3人受傷(shang)。事(shi)故(gu)的(de)直接(jie)原(yuan)因是:在六氯環(huan)(huan)戊(wu)二(er)(er)烯(xi)(xi)(xi)的(de)裂(lie)解(jie)(jie)反(fan)應階段(duan),由(you)于(yu)雙(shuang)(shuang)環(huan)(huan)戊(wu)二(er)(er)烯(xi)(xi)(xi)裂(lie)解(jie)(jie)器制造質量存在嚴重(zhong)缺陷,下(xia)端的(de)管板與殼(ke)體(ti)法(fa)蘭連接(jie)的(de)角(jiao)焊縫(feng)開(kai)裂(lie),導致裂(lie)解(jie)(jie)器的(de)加熱(re)載體(ti)——熔鹽(yan)流入到雙(shuang)(shuang)環(huan)(huan)戊(wu)二(er)(er)烯(xi)(xi)(xi)裂(lie)解(jie)(jie)釜(fu)(fu)中。熔鹽(yan)中含(han)有(you)55%的(de)強氧化劑(ji)硝酸鉀,與裂(lie)解(jie)(jie)釜(fu)(fu)中的(de)雙(shuang)(shuang)環(huan)(huan)戊(wu)二(er)(er)烯(xi)(xi)(xi)等有(you)機物發生(sheng)劇烈(lie)化學反(fan)應,導致裂(lie)解(jie)(jie)釜(fu)(fu)爆(bao)炸。
三是
高溫熔(rong)鹽對設備(bei)的(de)腐(fu)蝕(shi)。熔(rong)鹽本身有(you)腐(fu)蝕(shi)性,在高溫環境下(xia),尤(you)其是混入(ru)介質后,能加大對設備(bei)材質的(de)腐(fu)蝕(shi)。
2005年9月,某企業三(san)聚氰胺裝置因氨(an)過熱(re)器內(nei)漏(lou),導致(zhi)高(gao)壓(ya)氨(an)進入(ru)了(le)熔鹽側,氨(an)和熔鹽發生化學反應(ying),導致(zhi)反應(ying)器嚴(yan)重腐蝕損壞,管束報(bao)廢。
四是
高溫熔鹽泄漏引發燃(ran)燒爆(bao)炸。在(zai)運行過程中(zhong),如果換熱設備泄漏,高溫熔鹽進入(ru)車間環境中(zhong),遇(yu)到積水(shui),能引起積水(shui)迅速汽化(hua)。如果遇(yu)到附近堆放的有機(ji)物(wu)或易燃(ran)的物(wu)料,能引起燃(ran)燒、爆(bao)炸。
因此,有關化工企業要深刻吸取事故教訓,舉一反三,健全并落實安全風險防控措施。
一是
全面排查本(ben)企業使(shi)用(yong)的(de)(de)熔(rong)(rong)鹽中(zhong)強氧化劑含量,以及與(yu)有機物、還(huan)原劑接觸的(de)(de)安全風險。準確掌握熔(rong)(rong)鹽中(zhong)所含物質的(de)(de)成分(fen)配比,尤(you)其是(shi)要了解(jie)(jie)(jie)熔(rong)(rong)鹽中(zhong)硝酸鉀、硝酸鈉(na)等氧化劑的(de)(de)含量,了解(jie)(jie)(jie)高溫熔(rong)(rong)鹽受熱(re)分(fen)解(jie)(jie)(jie)、混入雜(za)質的(de)(de)風險,更(geng)要了解(jie)(jie)(jie)高溫熔(rong)(rong)鹽在生(sheng)產過程(cheng)與(yu)物料接觸發(fa)生(sheng)劇烈反(fan)應失控的(de)(de)風險。對于熔(rong)(rong)鹽組(zu)分(fen)不(bu)明的(de)(de),要暫停使(shi)用(yong)。
二是
強(qiang)化(hua)熔鹽(yan)換熱設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)完整性(xing)管理(li),防(fang)止設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)管線、法(fa)(fa)蘭、閥(fa)門(men)等(deng)腐(fu)蝕磨(mo)損或焊縫(feng)開裂導致熔鹽(yan)泄漏,定期監測特征物(wu)質(zhi)含量。要(yao)(yao)加強(qiang)熔鹽(yan)對(dui)(dui)(dui)設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)的(de)腐(fu)蝕性(xing)研究,了解換熱設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)材料的(de)腐(fu)蝕機理(li),定期對(dui)(dui)(dui)設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)進行腐(fu)蝕檢測,評估設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)剩余壽命,對(dui)(dui)(dui)于(yu)腐(fu)蝕嚴重(zhong)、失效概率(lv)高的(de)設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)要(yao)(yao)立即更換。要(yao)(yao)對(dui)(dui)(dui)高溫換熱設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)中的(de)法(fa)(fa)蘭、焊縫(feng)等(deng)連接部位進行重(zhong)點監控,在生(sheng)產運行中,要(yao)(yao)確保設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)完好性(xing),防(fang)止失效造成泄漏。
三是
涉及有(you)機(ji)物(wu)、還(huan)原劑等禁忌化學品的反應過(guo)程(cheng),要逐(zhu)步淘汰使用(yong)含強氧(yang)化劑的熔鹽(yan)作為換熱媒介的技術設備,不斷提升本質(zhi)安全水平。對于仍(reng)在使用(yong)的,要立即(ji)開展風(feng)險評估,采取有(you)效措施防控事故發生。
四是
強(qiang)化熔(rong)鹽運行系統(tong)管控(kong),防(fang)控(kong)熔(rong)鹽中混(hun)(hun)入(ru)雜(za)質(zhi)的(de)風險。熔(rong)鹽是在(zai)(zai)加(jia)熱爐-管線-換(huan)熱設備間(jian)循環,其中如果混(hun)(hun)入(ru)了(le)有機物、易(yi)燃物等(deng)雜(za)質(zhi),就(jiu)容易(yi)引(yin)發(fa)熔(rong)鹽物性的(de)變化,加(jia)劇對(dui)設備材質(zhi)的(de)腐蝕,甚至發(fa)生熔(rong)鹽分(fen)解或(huo)反(fan)應,引(yin)發(fa)泄漏(lou)、燃燒、爆炸。企業還要加(jia)強(qiang)對(dui)熔(rong)鹽組分(fen)的(de)分(fen)析,防(fang)止購入(ru)的(de)熔(rong)鹽混(hun)(hun)入(ru)雜(za)質(zhi)。同時,在(zai)(zai)熔(rong)鹽系統(tong)要設立(li)警示(shi)標(biao)志,防(fang)止熔(rong)鹽高溫設備、管道對(dui)人造成危害。在(zai)(zai)運行過程,在(zai)(zai)可(ke)能發(fa)生泄漏(lou)的(de)地點不能堆放易(yi)燃易(yi)爆物品,不能有積(ji)水的(de)存(cun)在(zai)(zai)。
| 本文作者系中國化學品安全協會總工程(cheng)師