通過對國內現役雙氧水生產裝置進行調研，同時結合國內外其他涉及雙氧水生產廠家的情況，分析并指出了生產過程中可能出現的危險有害因素，進而提出了相應的對策措施，為企業消防事故及安全生產提供參考。
　　1前言
　　雙氧水（過氧化氫，H₂O₂）生產有電解法、異丙醇法和蒽醌法，由于蒽醌法原料簡便易得，且大量節省能耗，近幾年得到普遍發展。但是在雙氧化蒽醌法生產過程中還是存在著多種危險危害因素，一旦發生事故可能造成極為嚴重的后果。我對國內某雙氧水現役裝置進行了調研，同時查閱了國內外雙氧水生產的資料和國家安全生產規范與標準，在經有關專家論證后，對雙氧水生產過程中可能遇到的危險有害因素進行了辨識與評價，同時提出了相應的對策措施。
　　2雙氧水裝置流程簡述
　　雙氧水生產采用蒽醌法鈀催化劑固定床氫化工藝，該法以重芳烴和磷酸三辛酯為溶劑，以2-乙蒽醌為溶質，配成工作液，工作液與氫氣在鈀劑的作用下催化氫化，得到氫蒽醌溶液即氫化液，氫化液經空氣氧化，得到H2O2和蒽醌的混合液即氧化液，氧化液經萃取分離出H2O2，再經凈化處理為合格的H2O2（27.5％）。分享出的蒽醌溶液經后處理除去其中夾帶的H2O2，作為工作液返回氫化工序。稀品H2O2還可經精餾濃縮成濃品H2O2。整個工藝過程中，蒽醌、芳烴和磷酸三辛酯組成的工作液循環使用，僅有少量工藝損耗，主要物耗為該廠合成氨系統的副產品氫氣，電耗全部為動力電耗，因而具有原料簡便、能耗較低的優點。其工藝流程圖1。

圖1　雙氧水生產簡易工藝流程圖

　　2危險及有害因素分析
　　雙氧水生產的火災危險性分類按照《建筑設計防火規范》第3.1.1條的要求是屬于甲類，其生產的原料氫氣和重芳烴是眾所周知的易燃易爆物質，其產品過氧化氫是一種強氧化劑，生產過程中涉及到的危險、危害物質，品種多、數量大，可以說該工藝流程是用危險的原料生產危險的產品。因此，雙氧水生產的主要危險因素是火災和爆炸，另外還有毒害、腐蝕及其他危險及有害因素。
　　2.1生產過程危險及危害因素分析
　　本工藝使用芳烴、磷酸三辛酯、氫氣等可燃性物質，在催化劑的作用下，經過化學反應生成具有強氧化性的過氧化氫，通常情況下，不允許H2O2與有機可燃物在一起。該裝置是利用工作液與氫氣一起，通過催化氫化反應得到氫化液，后者再通過與空氣中的氧進行氧化反應，使溶液中的氫蒽醌還原成原來的蒽醌，同時生成過氧化氫。盡管工藝過程是在可控的條件下操作，但生產中客觀地存在著不安全因素。
　　工作液中的2-乙基蒽醌被催化氫化時，在酸性條件下會發生某些副反應，而氧化時又生成了過氧化氫。過氧化氫在堿性條件下會加速分解，為此，要求在氫化工序保持弱堿性，而在氧化工序保持酸性，以保持蒽醌的有效使用壽命和過氧化氫的穩定性，在后處理工序又要求保持堿性，以分解循環工作液中夾帶的過氧化氫。如果操作不當就會導致酸、堿物質串混，帶來危險。
　　過氧化氫在使用中所發揮的強氧化性長處，正是生產中要預防的短處，即要求生產中不能混入與之“相關”的物質，這就對全套生產裝置、包裝材料乃至貯運設備都提出了苛刻的要求，正是H2O2生產和使用的這一矛盾，給安全生產帶來了一定難度。
　　2.1.1氫化反應
　　氫化工序固定床內使用鈀催化劑催化氫化，氫化液再生床內使用堿性氧化鋁再生蒽醌降解物，在異常情況下，鈀催化劑或氧化鋁可能會隨工作液進入后續工序，從而導致過氧化氫混雜分解。
　　氫化反應是還原反應，也是放熱反應。本工藝采用催化氫化，雖然具有工藝簡單、消耗低、三廢少等優點，但對設備和操作的要求高，另外，氫化反應涉及氫氣、空氣（開車時）和活性催化劑，這些都是發生爆炸的條件，生產操作中稍有不慎，將三者同時混在一起，或不注意氮氣與空氣、氫氣的置換或置換不當，危險就會發生。
　　2.1.2氧化反應
　　氧化反應是放熱反應，而過氧化氫遇熱則分解。這是一對矛盾，倘若物料配比失調，溫度控制不當，極易爆炸起火。氧化工序采用空氣液相氧化的工藝。雖然本工藝具有氧化劑來源豐富、生產效率高等優點，但安全性較差。這主要表現在氧化反應和條件上，因為氫化液用空氣氧化是氣-液相反應，氣相向液相擴散速度慢，又由于空氣中氧含量的限制，反應速度就受到了影響，提高溫度雖然有利于反應的進行，但又不利于空氣中氧被氫化液吸收，這又是一對矛盾。另外氧化反應是放熱反應，反應熱若不及時移走，溫度過高，引起爆炸。解決辦法就是提高空氣壓力（或空氣速度）來提高反應速度，這就增加了不安全因素，如果空氣進入量大，氧在反應器內吸收不完全，使得尾氣中氧含量增高，達到爆炸極限濃度范圍，遇火花或受到沖擊就會引起爆炸。
　　2.1.3萃取工序
　　萃取塔頂排出的萃取液能否封住后處理工序堿干燥塔的倒流堿液，是安全的最大保證，一旦干燥塔的堿液倒流到萃取塔，就會引起萃取塔塔中的雙氧水迅速分解，放出氧氣，使塔內急劇升壓，輕者從塔頂放空管泛出萃取液，重者發生萃取塔爆裂。
　　萃取液中雙氧水含量高低，除了直接影響產量外，還影響后處理工序的安全運行。當雙氧水含量高時，后處理工序的干燥塔負荷加大，被塔中的堿液分解后釋放出的氧氣就多，不管是排入大氣還是對于干燥塔設備本身，都是不安全的。一般將萃余液中雙氧水的含量控制在0.7％左右。
　　萃取用的純水質量關系到產品的穩定度。其電導率一般控制在不高于6×10-6S/m，特別是水中的重金屬離子必須去掉，因為重金屬離子能促使雙氧水的分解。
　　2.1.4濃縮工序
　　濃縮時必須添加適當的穩定劑，控制好蒸發、精餾溫度和壓力，及時排清系統中的蒸發殘液。由于系統中的蒸發殘液未及時排清而導致的爆炸事件也是雙氧水生產企業的一大事故隱患。較純H2O2比較穩定，但當混入重金屬及其鹽類、堿、有機物、灰塵等雜質時，會促使過氧化氫分解，其分解速度隨溫度升高而增加，劇烈分解進則可形成爆炸。為防止這一現象的發生，工藝上采取抽真空以降低蒸餾溫度，這就增加了操作的難度，如果系統漏氣，外界雜質就容易侵入。另外過高的溫度或壓力，對產品濃度及安全性均不利。
　　2.1.5工作液的后處理工序
　　從萃取塔頂排出的萃余液含有少量的雙氧水（0.7％）和水，如果直接返回氫化系統使用，將導致在氫化塔中氫氧混合，形成爆炸性混合物，氧含量達到爆炸范圍時，就會引起爆炸，因此，在本工序必須除去雙氧水和水分。
　　2.2原料的危險性
　　裝置生產中許多原料為易燃、易爆、有毒的有害物質，如重芳烴、磷酸三辛酯、蒽醌等既可燃又具有一定的毒性，氫氣是眾所周知的易燃易爆物質，這些物料除本身的危險性外，它們給生產帶來的危害，往往是不應有混合、夾帶和泄漏，鈀催化劑、活性氧化鋁、空氣、雜質等一些物物質本身雖然無危險，但誤入系統也會造成事故。
　　危險存在部位：原料儲存區、工作液配置、氫化塔、后處理工序、包裝區等。
　　2.3產品的危險性
　　過氧化氫的危險性主要表現在以下3個方面：
　　2.3.1燃燒爆炸性
　　過氧化氫在pH為4±0.5時最穩定，在堿性溶液中極易分解，在強光，特別是短波射線下也能發生分解。其分解速度在65℃時每周約1％；在100℃時每天約2％；在140℃時發生迅速分解并爆炸。它的爆炸極限為25％～100％，74％以上的過氧化氫，其上限可達26％，遇電火花會發生氣相爆炸。但實際它的爆炸危險性主要是由于它與有機物反應或由于雜質催化分解而發生爆炸。它與許多有機物如糖、淀粉、醇類、石油產品等形成的混合物是敏感的，在沖擊和熱量或電火花作用下能發生爆炸。過氧化氫本身是不燃的，但它能與可燃物反應并產生足夠的熱量而引起著火，又由于它分解所放出的氧能強烈助燃，最終可導致爆炸，因此應特別注意火災。
　　2.3.2腐蝕性
　　過氧化氫具有一定程度的腐蝕性，隨材質不同而促進其分解。工業上一般選用下列材料：金屬材料可用純度99.5％以上的鋁、不銹鋼、鋰、鋯，不能用普通鋼、銅、銅合金、鉛、鈦。塑料可用硬質及軟質聚氯乙烯等，非金屬材料可用玻璃及陶瓷類。
　　2.3.3毒害性
　　它的毒性主要是由它的活性氧化作用所引起的，如對眼睛、黏膜和皮膚的化學灼傷，以及使普通衣物著火等。過氧化氫可通過呼吸道吸入，皮膚接觸吸收和吞入等途徑引起中毒。但是，它的蒸氣壓小，揮發性低，吸入蒸氣中毒的可能性較小，且它具有強烈燒灼感，故吞入的可能性也很小。主要是皮膚接觸引起的燒傷，使局部皮膚和毛發發白（但過一段時間后可復原），產生刺痛、搔癢。由于接觸量、時間、作用部位不同，產生程度不等的化學灼傷。滲入皮膚角質層后分解產生氧，使表皮起泡，手掌、指尖及甲床等處角質層較厚，末梢神經豐富，疼痛更為劇烈，難以忍受，患者常因此坐立不安，情緒急躁，不易入眠。劑量較大，沖洗不及時，可留下永久疤痕。蒸氣刺激眼睛，脫離接觸后癥狀迅速消失；液滴濺入眼內，可引起結膜炎、虹膜睫狀體炎及角膜上皮變性、壞死和混濁，影響視力或導致完全失明。
　　過氧化氫的燃燒爆炸性、腐蝕性及毒害性存在的部位有：氧化塔、萃取塔、凈化塔、干燥塔、后處理工序、濃縮、包裝、儲罐區等。
　　2.4共性傷害
　　2.4.1觸電傷害
　　裝置中有物料泵、風機、空氣壓縮機、電動葫蘆等電器設備，若電器設備發生事故或電器安裝不規范，缺少接地或接零，或接地接零損壞失效，會發生觸電傷害事故。沿墻壁敷設或沿地面鋪設的臨時線路無保護套管或絕緣損壞，接觸人體會發生觸電事故。因裝置用電為低壓電源，觸電均表現為低壓觸電。配電室、氫化塔、氧化塔、萃取塔、凈化塔、干燥塔、后處理工序、濃縮、包裝、儲罐區、消防泵房等為危險較大的場所。
　　2.4.2靜電雷電危險
　　雙氧水生產用原料氫氣、重芳烴為易燃易爆物質，在管道過程中均易產生靜電，如無靜電跨接接地裝置或失效，存在靜電集聚、放電引發系統發生火災、爆炸的危險。尤其空氣和氫氣的混合物最小點火能只有0.017mJ，極易被靜電火花引燃。
　　裝置缺少避雷設施或避雷設施接地不良，接地電阻過大，都可能遭到雷擊或雷電感應放電，因此，對生產廠房、倉庫等要設避雷設施，并按時進行檢查測試，保證避雷設施完好，設備管道接地電阻應在規定范圍內，避免雷電感應造成的損失。
　　2.4.3高空墜落及高空落物打擊
　　雙氧水裝置中氫化塔、氧化塔、萃取塔、凈化塔、干燥塔、后處理工序、濃縮塔等有平臺、爬梯、高位電動葫蘆或者檢修腳手架等，職工在操作及檢修交叉作業中，有高空墜落及高物打擊的危險。
　　2.4.4噪音傷害
　　雙氧水裝置中有空氣壓縮機、泵等轉動設備，如出現故障或潤滑不好，以及長時間在附近操作，會產生噪音傷害。在噪聲較大的崗位，操作人員須帶耳罩以降低噪聲危害。
　　2.4.5機械傷害
　　雙氧水裝置中有多種液體泵、壓縮機等轉動設備，存在機械傷害危險。
　　3用《道氏火災爆炸危險指數評價》（第七版）評價
　　3.1工藝單元的劃分
　　根據5萬t/a雙氧水生產的工藝流程及設備布置情況，將本裝置劃分為以下7個單元：配制、氫化、氧化、萃取、后處理、濃縮、包裝、
　　3.2單元固有危險指數的計算
　　3.2.1物質系數的確定

表1單元內危險物質的確定

　　從《道氏》物質系數和特性表中，通過修正和查表得出以下物質的參數見表2。

表2　物質系數和特性表

　　3.2.2計算結果
　　根據《道氏》選取工藝單元危險系數的原則，分別對以上7個單元進行一般工藝危險性和特殊工藝危險性計算，其結果見表3。

表3生產裝置火災、爆炸危險指數計算表