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精密化学企業の反応釜の安全技術対策

2015-11-18View Original

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精密化学製造企業には、いくつかの主要な生産工場と複数の補助工場があり、反応釜や蒸留塔が数セット備えられている。全体として見ると、設備が多く、貯蔵タンクも多く、配管網が縦横に密に張り巡らされている;構造的に見ると、全体の生産システムはいくつかの生産ユニットが組み合わさって構成されている。各生産ユニットは、1台または複数台の反応釜、凝縮器、および蒸留塔を組み合わせて構成されている。 ユニットシステムにおける反応釜の運転過程における安全技術対策として、液体原料の輸送および発熱反応を行う常圧反応釜1基と凝縮器1基を最も単純な運転ユニットとし、そこで生じ得る危険かつ有害な要因を分析し、それに応じた安全防止措置および緊急事態への対応策を策定する。 一、主な危険有害因子の分析: 1、投入ミス:供給速度が速すぎる、供給比率が制御不能になる、または供給順序が間違っている場合、急速な発熱反応が起こり得る。冷却が同時に行われないと熱が蓄積し、材料が局部的に加熱分解され、急速な反応が起きて大量の有害ガスが発生し、爆発事故を引き起こす。 2、配管の漏れ:給料時に、常圧反応の場合、排気管が開いていないと、ポンプでタンク内に液体原料を送り込む際にタンク内に正圧が生じやすくなり、原料配管の接続部が破損して原料が漏れ出し、人が火傷などの怪我をする事故が起こりやすい。排出時、タンク内の材料が規定の温度(一般的には50℃以下)まで冷却されていない状態で排出すると、高温の材料は変質しやすく、飛び散って作業員を火傷させる原因となります。 3、昇温が過度に速い:釜内の物質は加熱速度が速すぎるため冷却速度が遅く、凝縮効果も悪くなり、これによって物質が沸騰し気液混合物が形成され、圧力が発生する。その結果、排出管や気相管といった弱点、また安全弁や破壊板といった圧力解放システムを通じて圧力が解放され、物質が噴出することになる。もしプレス作業で迅速に圧力を解放できなければ、圧力容器が爆発する事故が起こる可能性があります。 4. 修理作業時の火気使用:反応釜内で物質が反応している最中に、有効な防火対策を講じずに溶接やガス切断などの修理作業を行ったり、ボルトを締め付けたり金属同士を打ち付けて火花を発生させたりすると、引火性・爆発性のある漏れ出した物質に触れた際に火災や爆発事故を引き起こす可能性がある。 二、安全技術対策措置:1、加熱制御措置:反応温度が100℃以下の物質を加熱するシステムにおいては、蒸気と温水を用いた段階的な加熱を行うことができる。これにより、局部過熱によって物質が変質するのを防ぎつつ、まず蒸気を使って中速で約60℃まで加熱し生産効率を向上させ、その後100℃の沸騰水を用いて循環加熱し、工程で定められた温度までゆっくりと温度を上げて反応を維持する。このような段階的加熱により、生産効率が向上すると同時に、材料が局部的に過度に加熱されて分解したり、急激に気化したりするのを防ぐことができます。そうすることで、気液混合物が生成して材料が爆発するのも防げます。また、材料の反応が均一に進み、収率が向上し、コスト削減にもつながります。 2、連鎖冷却措置:発熱反応の場合、反応の初期段階では加熱が必要だが、反応過程で再び熱が放出されるため、余分な熱を迅速かつ効果的に除去する必要がある。通常の使用における反応釜の冷却システムは、主にジャケット冷却とコイル冷却であり、使用される冷却液は主に循環水と冷凍液です。冷凍液は冷却速度が速いが、コストが高い。製造工程で異常な反応が起きた場合、特に温度や圧力が急激に上昇したとき、作業員は自身の安全のために迅速に作業現場から避難してしまい、加熱源を適切に遮断したり、冷却システムを効果的に起動したりすることができない。そのため、操作ポスト以外の遠隔地に緊急開放冷却連鎖システムを設置すべきである。作業場所の蒸気分水器付近にある蒸気バルブに近づき、蒸気バルブを閉じて撹拌用電源を遮断すると同時に冷却連動システムを起動させ、断熱・停電・撹拌停止・迅速な冷却降温の措置を講じることで、事故を初期段階で抑制し、事態の拡大を防ぐのが望ましい。 3、連鎖防爆措置:釜内の材料が温度が制御不能となりガスが発生して圧力が上昇するのを防ぎ、迅速に圧力を解放できるように、常圧での反応装置においても、反応の状況に応じて緊急圧力解放装置を設置する必要がある。釜の上部には安全弁を取り付け、反応が激しくなる可能性のあるプロセスには破片弁を設置する必要がある。破片板の接続管の出口は、屋外の安全な場所または排気管の口まで延ばさなければならず、物質が飛散して人を傷つけないよう、道路や操作プラットフォームに直接向けてはいけません。滴下反応がある場合は、滴下速度を厳しく制御する必要がある。 4、密閉輸送における静電気防止対策:物質の輸送用パイプラインシステムについては、物質の特性に応じて鋼管またはプラスチック管を選択する必要がある(原則としてプラスチック管の使用は禁止されているが、特別な状況は除く)。どのような配管でも、脱落や漏れを防ぐためにフランジまたはボルトでしっかりと接続する必要がある。ゴムキャップを使ってプラスチック管で有機溶剤を輸送してはいけません。鋼管のフランジ部分には静電気バイパスをしっかり行う必要があります。1組のフランジに6本のボルトがある場合(6本を含む)、静電気バイパスは不要ですが、4本以下(4本を含む)の場合はすべて静電気バイパスを行う必要があります(対称性のため、通常は5本はありませんが、もし5本ある場合もバイパスが必要です)。静電気用バイパスワイヤーには、4平方ミリメートルの銅心電線を使用する必要があります。プラスチック管を用いて有機溶剤や静電気が発生しやすいその他の物質を輸送する場合は、静電気の接続をしっかり行う必要があり、その接続方法としては管内に細い銅線を設置するものです。具体的な方法としては、まず金属管の出口部分に小さな鋼の釘を溶接し、適度に管の内部に傾けます。細い銅貨をその鋼の釘に巻き付けてしっかり固定し、プラスチック管の内部を通してもう一方の端から出し、そこでも管口に巻き付けて固定します。これによってのみ、静電流が発生する回路を確保し、静電気をタイムリーにアースシステムに導くことができる。 5、労働保護措置:作業場所に送風機または排気ファンを設置することで、作業者の健康を守るとともに、作業場所内の可燃性ガス濃度を下げ、爆発限界に達するのを防ぐことができる。圧力がかかった状態での釜内の物質がガス状になって漏れ出し、操作室に広がって作業員を傷つけるのを防ぐため、操作室に送風機を設置する必要がある。操作室に屋外の高所から新鮮な空気を取り入れ、微正圧状態に保つ。有毒有害なガスを放出する装置は、その地域の恒常的な卓越風向きの下風側に設置すべきであり、これによりガスが拡散したり排気されたりしやすくなるほか、作業者が適切に操作してガスによる汚染被害を軽減しやすくなる。 6、作業時の防火安全対策:作業時の安全管理技術対策の目的は、2つの確保にある。1つ目は、作業用機器や配管の内部に可燃物がないことを確保すること、2つ目は、作業用機器や配管の周囲に可燃物がないことを確保することである。二つの確保を実現するためには、動火管理の重要性を正しく認識し、安全意識を高めるとともに、遮断、隔離、置換、洗浄、換気などの安全技術対策を徹底して実施し、手順に従って初審、再検査、承認、監視、清掃、検収などの安全管理措置を適切に行う必要がある。 7、その他の安全対策:機械設備は必ず効果的にアース接続されなければならず、アース抵抗は10Ωを超えてはならない;電動機には必ず中性線接続の措置が必要です;減速機の伝動部には必ず保護カバーが必要です;操作台はしっかりと固定されており、揺れてはならず、穴もあってはならない;防護柵は1.05メートル以上でなければならず、柵の上下間隔は0.35メートルを超えてはならない;装置の地面からの高さは、人の頭部に衝突しない程度が望ましい。操作の途中で段階的に材料を投入する必要がある場合は、マンホールカバーにバルブとフンドを取り付けるとよい;コンデンサーの排気管は、接続管を用いて屋外または排気口まで導く必要があり、通路や作業員がいる場所に直接向けてはならない;条件がある場合は、緊急避難通路および全過程監視警報設備も設置すべきである;停止中は窒素による保護措置を徹底する必要があります。停電や断水によって制御不能な反応が起こり得る機器には、二重回路・二重給水システムを備えるべきである。 三、緊急事態への対応措置 1、製造時の温度や圧力が急速に上昇して制御不能となった場合は、直ちにすべての原料投入弁を閉じる;直ちにかき混ぜを中止せよ;蒸気(または温水)の加熱バルブを速やかに閉じ、冷却水(または冷凍水)の冷却バルブを開く;迅速に放気弁を開ける;排出弁がなく、温度や圧力も制御できない場合は、速やかに装置の底部にある排出弁を開けて材料を排出する;上記の処置が効果を示さず、かつ底部の排出バルブによる廃棄物の排出が短期間で完了できない場合は、速やかに現場の作業員に避難するよう通知する。 2、有毒有害物が大量に漏れた場合は、直ちに周囲の人々に通知し、上風方向へ速やかにその現場から避難させること;迅速に陽圧式呼吸器を装着し、有毒有害物質の漏れているバルブを閉じる(またはしっかりと封鎖する);有害物質のバルブを閉じることができない場合は、速やかに下風側(または周辺)の企業や人々に避難または防御措置を講じるよう通知し、物質の性質に応じて処理剤を散布して吸収や希釈などの処理を行う。最後に、漏れ出た物質を回収し、適切に処理する。3. 可燃性・爆発性の物質が大量に漏れ出た場合は、すぐに正圧式呼吸器を着用し、可燃性・爆発性物質の漏れているバルブを閉じる(またはしっかりと封鎖する);可燃性・爆発性の漏出したバルブを閉じることができない場合は、直ちに周囲(特に下風側)の人々に対し、明火や火花を発生させるような生産・作業を中止するよう通知し、同時に周辺の他の生産・作業も速やかに停止させる。また、可能であれば、可燃性・爆発性の漏出物を安全な場所に移して処理する。ガス漏れがすでに燃焼している場合は、急いでバルブを閉じてはいけません。逆火や、ガス濃度が爆発限界に達して爆発が起きないように注意深く観察する必要があります; 4、人が負傷した場合は、直ちに中毒の原因を究明し、効果的に対処する;吸入による中毒の場合は、速やかに中毒者を上風側の新鮮な空気のある場所へ移動させる。中毒が重い場合は、すぐに病院へ搬送して救命処置を行う;経口摂取による中毒の場合は、十分な量の温水を飲ませて催吐させるか、牛乳や卵白を与えて解毒させるか、または他の物質を投与して下剤として用いる;皮膚から中毒が起きた場合は、直ちに汚染された衣服を脱ぎ、大量の流れる水で洗い流し、医療機関を受診してください;中毒者が呼吸を止めたら、すぐに人工呼吸を行う;中毒者の心臓が止まった場合、すぐに心臓マッサージを行って心拍を再開させる;人の体の皮膚が広範囲に火傷した場合は、すぐに大量の清水で火傷した部分を洗い流し、15分ほど洗浄します。その際、冷えて凍傷にならないよう注意し、汚れていない服に着替えた後、すぐに病院へ搬送して治療を受けさせます。 反応釜は、精密化学製品を生産する企業で最も一般的に使用される装置であり、ユニットシステムの中でも最も典型的な装置です。また、安全な生産管理の観点からも重要な対象となっています。各反応釜や各ユニットシステムの安全な運用を徹底し、適切な安全連鎖防御措置を講じ、人為的な誤操作を防ぐための警告連鎖装置を導入することで、機器の本質的安全性を実現する。

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