董艳芳++臧玮++李春燕

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.077

摘 要：该文通过介绍稀土萃取生产过程中，有机相与煤油的危险特性、萃取过程中物料储存运输情况等，对萃取过程安全事故进行了分析，依照化工行业相关规范，对萃取车间物料储存加强防护措施，并对生产过程所需安全防护设施、消防设施等措施进行描述，要求生产过程严格按照国家行业规范提高企业自动化水平，提高人员安全操作意识等。

关键词：有机相 萃取槽 建筑防火 消防

中图分类号：O614 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（b）-0077-02

我国稀土资源丰富，储量居世界之首，目前稀土储量占世界总储量达到全世界59.3%。目前湿法稀土生产工艺作为较成熟工艺被广泛应用，具体稀土生产过程包括以下几部分：稀土矿经选矿进行富集，得到稀土精矿；对精矿进行焙烧、水浸，得到混合稀土料液；混合氯化稀土作为萃取原料进入萃取阶段，分离为各稀土元素；对于单一稀土溶液进行后处理，生产市场所需要单一稀土产品；其中萃取分离工艺生产火灾危险性最高，其他工段均为丁戊类生产类别。该文就化工行业生产中一些成熟可取之处借鉴于稀土行业安全设计中。该文分别从危险化学品理化性质、设备设施、厂房建筑结构以及消防方面对稀土生产中就火灾危险性因素与对策做了简要分析。

1 危险因素分析及相应措施

1.1 危险化学品理化性质分析

目前，较成熟的萃取工艺，目前广泛采用的P507-煤油萃取分离工艺中，按体积比1∶1混合有机相萃取剂（P507）与稀释剂（磺化煤油）。P507为闪点183 ℃～196 ℃的可燃液体，火灾危险性：丙类。煤油（闪点为37 ℃～73 ℃）属于第3.3类易燃液体，闪点大于等于28 ℃小于60 ℃的液体为乙类，其蒸汽能与空气形成爆炸性混合物，遇高热、明火、氧化剂有燃烧的危险。

萃取生产中使用大量有机等乙类可燃液体，分别分布在萃取槽和罐区进行存储，虽然萃取车间内高位罐属于存储状态，但它们既不作为生产原料，也不是成品，而是作为萃取的分离介质。对于萃取生产的安全管理，除依照《建筑防火规范》外，没有其他对应行业规范进行约束，因其危险性与石油产品相同，故需按照化工行业相应设施进行设计。

1.2 工艺设备危险因素分析及措施

萃取工艺同化工行业生产过程中一样，需设置工艺装置区或罐区等处，有存留易燃性气体、蒸汽和发生泄漏的危险，附近如果有火源，存在能够引燃、引爆的能量，则很容易发生着火、爆炸的危险，所以，特别需要辨识并分析安全设计生产装置运行中所有可能产生的引燃、引爆能量，以防止发生灾害。

萃取槽中液体与槽壁、液体与管道壁、萃取槽与搅拌机械的撞击摩擦引燃产生静电，且并未做好相应的接地措施，引爆能量造成火灾事故发生；若存在萃取车间由于工艺布置不完善问题，不仅造成萃取槽数组相连，与高位罐区储罐间距过小，且均未设置围堰等事故防护设施，或未设防火分区墙体为隔油设置，这样使火灾未控制在较小范围。

1.3 辅助设施分析及措施

按照化工行业电气专业相关设计规范，根据易燃性气体、蒸汽或粉尘存留的危险性将危险场所分类。根据危险场所的种类来选择适合气体、蒸汽或粉尘种类的防爆电气设备；在萃取车间存放或生产过程有有机存在的场所，包括萃取槽附近以及有机高位储槽附近，都弥漫大量易燃蒸汽，由于易燃蒸汽与空气混合，达到爆炸浓度范围时，遇火源就会发生爆炸。

根据以往的化工厂火灾案例统计资料，爆炸危险性场所的电气设备不防爆或防爆选型不合理造成的火灾爆炸事故屡见不鲜，所以，必须将电气防爆安全作为安全防护设计的重要内容来对待。根据《爆炸危险环境电力装置设计规范》，萃取车间爆炸危险区分属于爆炸性气体环境危险区域，根据萃取车间生产制度，正常运行时，车间内为可能出现爆炸性气体混合物的环境，首先，萃取车间电气防爆设施按照1区进行设计，1区常用防爆电气防护形式的为隔爆型、增安型等；其次，防爆区域内电气线路主要采用本质安全系统电路。

萃取生产过程中，发生的静电同样会引起火灾事故。静电是工艺操作运转时产生的，易燃液体在工艺管道管中流动时，由于与管道、管件摩擦而产生的静电，由液体本身运输静电电荷而产生流动电流，液体本身的电阻越大产生的静电越多。

参考化工行业中，在进行工艺管道配置时，需注意下列部位接地处理：装在设备内部而通常从外部不能进行检查的导体，例如：萃取搅拌装置会产生静电；装在绝缘物体上的金属附件，如塑料管道上的金属阀门，静电导体应采用金属导体进行直接静电接地。

1.4 萃取車间建筑危险因素辨识及防护措施

在萃取生产工段中，有机相作为稀土元素输送介质在储区与萃取槽之间流动，铺设于整个厂房内，依据《建筑设计防火规范》第3.1.1条规定，稀土萃取生产车间火灾危险性为乙类，并根据此结论进行相关建筑防火设计。

建筑防火分区，萃取车间建筑物应采用耐火性较好的分隔构件，将萃取车间分隔成若干防火区域，若某一区域起火，则会把火灾控制在其中一分区之中，将火势控制在最小范围，厂房耐火等级应采用一、二级，乙类建筑要求防火分区墙上采用满足耐火极限要求的防火隔墙。

《建筑设计防火规范》对萃取车间（乙类单层生产厂房）每个防火分区最大允许建筑面积设有要求，应严格控制防火分区面积进行划分：若萃取车间耐火等级为一级，车间应小于5 000 m2；若萃取车间建筑耐火等级为二级，建筑不应大于4 000 m2。

为适应生产发展需要建设大面积厂房和一定的连续生产工艺时，防火分区有事采用防火墙分隔比较困难，因而对一、二级耐火等级乙类单层厂房也可采用防火水幕设施、防火卷帘门等作为防火分区间分隔物。采用防火卷帘，要求耐火极限不应低于3.00 h，若采取自动喷水灭火、防火分隔水幕的设计，均应符合《自动喷水灭火系统设计规范》。

对于已进行完善防火分区的车间，还需要注意以下情况：萃取车间存在管道系统、电控电缆的连通情况，故各个防火分区墙体上留有很多孔洞，这些孔洞若没有封堵或封堵不严密，在发生火灾后，PVC材质工艺管道会软化烧毁，从而经孔洞蔓延造成火灾蔓延；有些厂房为清洗方便，设置污水沟相连，也会导致火势蔓延。

萃取车间结構设计，目前，稀土萃取车间厂房均为排架组合结构，一般采用预制混凝土大型屋面板，排架柱有钢筋混凝土结构、钢柱两种。但是有些企业采用钢柱及彩钢板围墙结构，萃取槽设置在钢架基础上，钢结构存在因未涂刷防火涂料等造成未达到耐火等级问题，致使车间结构在火灾蔓延后很短时间内即垮塌。

有爆炸危险的厂房或厂房内有爆炸危险的部位应设置泄压设施。萃取车间泄压设施一般采用轻质屋面板和易于泄压的门、窗等，还可考虑利用安全玻璃等在爆炸时不产生尖锐碎片的建筑材料。

2 消防措施

目前，一般稀土生产企业仅在萃取车间设有干粉灭火器或消火栓系统，一旦发生火灾，火势迅速蔓延，没有储存的泡沫灭火剂，给灭火带来很大困难，且现场工作人员未经专业训练，缺乏火灾处置经验，造成错过扑灭火灾最佳时机。

故根据《石油化工企业设计防火规范》第8.7.1条中描述，在萃取车间这种可能发生可燃液体火灾的场所应采用低倍数泡沫灭火系统。泡沫灭火系统是利用泡沫比可燃液体密度小的原理，使泡沫覆盖于有机溶剂表面起到隔绝空气的作用，并迅速将火熄灭，根据规范萃取车间内部有机储存情况，无需设置固定式泡沫灭火系统，故采用半固定式泡沫灭火系统，主要包括固定泡沫发生装置、泡沫消防车（或机动泵），并由水带连接组成的泡沫灭火系统。

3 结语

萃取车间从工艺布置到消防系统设置，均按照火灾危险等级为乙类进行划分，对策措施进行相应的设计，萃取车间与石油化工企业相似，车间处于爆炸危险环境内，并需进行相应电气防爆设计。

作为稀土生产过程中危险等级最严重的工序，萃取车间存在大量易燃液体，其蒸汽由能与空气形成爆炸性混合物，容易对周边其他车间造成火灾事故威胁。因此，稀土生产企业需要慎重对待生产过程的安全管理工作，建立健全安全生产责任制和安全生产管理制度。

参考文献

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