第17卷 第3期 安全与环境工程 Vo1.17 NO.3 201 0年 5月 Safety and Environmental Engineering May 2010 剧毒化学品生产使用企业安全设计要求 包晓跃 ,冯 桂 (1.浙江省夭正设计工程有限公司,杭州310012;2.浙江省安全生产科学研究所,杭州310012) 摘要:根据剧毒化学品对操作人员职业性接触毒物危害程度,在分析现行工程设计标准中缺乏对剧毒化学品生 产使用企业安全设计的统一要求以及考虑剧毒化学品毒性危害的特殊性基础上,结合工程实践,提出了其安全设 计的具体要求,为确保劳动者的职业安全健康提供依据。 关键词:剧毒化学品;生产使用企业;安全设计 中图分类号:X913 文献标识码:A 文章编号:1671—1556(2010)03—0084—06 Safety Design Requirements of Acute Toxic Chemicals for Enterprises of Production and Use BA0 Xiao—yue ・FENG Gui (1.Zhejiang Tianzheng Design and Engineering Co.,Ltd.,Hangzhou 310012,China; 2.Zhejiang Institute of Sa}ety Science and Technology,Hangzhou 310012,China) Abstract:In the present engineering design standard,there is lack of safety design requirements for the en— terprises which produce and use the acute toxic chemicals.According to health hazard levels of occupation— al exposure to toxic substances and the specific hazard of acute toxic chemicals,and in combination with the engineering practice,this paper puts forward specific requirements of safety design for those enterpri— ses SO 3S to provide the proof for the occupational safety and health of the workers. Key words:poisonous chemical;enterprises of production and use;safety design 0 引 言 1剧毒化学品的分类标准 在国家和行业现行的工程设计标准规范中,对 现行的有关化学品毒性分类的标准主要有以下 易燃易爆生产企业安全设计、使用要求以及防火规 3个标准: 范较为详尽,常用的有《建筑设计防火规范》 (1)国家相关部门在2002年颁布的《剧毒化学 (GB50016-2006)[12、《石油化工企业设计防火规范》 品目录》(2002年版),共收录335种剧毒化学品。 (GB50160—2008)[2]、《石油天然气工程设计防火规 该目录对剧毒化学品的定义为具有非常剧烈毒性危 范》(GB50183—2004) 等,但专门论述并指导涉及 害的化学品,包括人工合成的化学品及其混合物(含 剧毒化学品生产使用企业的安全设计规范则较为欠 农药)和天然毒素。剧毒化学品毒性判定界限是:大 缺。为此,笔者结合近年来在氰化钠、氰化银钾、光 鼠试验,经口LD 。≤5O mg/kg,经皮LD5。≤200 气、三氯化磷、氯磺酸、氯乙酸、丙烯腈与TDI等生 mg/kg,吸人LCs。≤500 x 10 (气体)或2.0 mg/L 产使用企业的设计、审查实践,归纳了剧毒化学品生 (蒸气)或0.5 mg/L(尘、雾),经皮LD 。的试验数据 产使用企业安全设计的要点,以供同行参考。 可参考兔试验数据。 (2)国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》 收稿日期:2009—06—30 修回日期:2009—06—30 作者简介:包晓跃(1 964 ),男,高级工程师,主要从事化]i-5艺设计和设计项目的管理工作。E—mail:fengg81@163.corn 第3期 包晓跃等:剧毒化学品生产使用企业安全设计要求 85 (GB5044—85) ],该标准适用于职业性接触毒物危 分级指标为基础进行的,当毒性程度分类用于确定 压力容器的致密性、密封性技术要求时,四氯化碳、 邻甲苯胺、苯应列入毒性程度为高度危害化学介质, 氯乙烯、a一萘胺应列入毒性程度为极度危害化学介 质。 害程度的分级。职业性接触毒物系指工人在生产中 接触以原料、成品、半成品、中间体、反应副产物和杂 质等形式存在,并在操作时可经呼吸道、皮肤或经口 进人人体而对健康产生危害的物质。职业性接触毒 物危害程度分级,是以急性毒性、急性中毒发病状 况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最 高允许浓度6项指标为基础的定级标准。它的分级 由此可见,在实际工作中应该充分注意到以上 3个标准的一致性和区别。 原则是依据6项分级指标综合分析、全面权衡,以多 数指标的归属定出危害程度的级别,但对某些特殊 毒物,可按其急性、慢性或致癌性等突出危害程度定 出级别。职业性接触毒物危害程度分级如表1所 示。根据《职业性接触毒物危害程度分级》的划分, 结合《剧毒化学品目录》(2002年),其中许多高度危 害、极度危害以及部分中度危害的介质属于剧毒化 学品的范围。 表1职业性接触毒物危害程度分级 Table】 Cjassification of hea】th hazard levels of occupational exposure tO toxic substances 指标而 而 (3)国家行业标准《压力容器中化学介质毒性 危害和爆炸危险程度分类》(HG20660—2000)[5],该 标准主要针对化工压力容器中使用或储存的化学介 质(包括原料、成品、半成品、中间体、反应体、反应副 产物和杂质等)的毒性危害和爆炸危险程度进行分 类,并据以确定压力容器的类别和致密性、密封性技 术要求。该标准对化学介质的毒性危害程度的划分 是以《职业性接触毒物危害程度分级》所规定的6项 2剧毒化学品生产使用企业的安全设计 2.1剧毒化学品的特殊性 在实际项目的建设和工程设计中,对于介质的 易燃易爆性、火灾危险性等都会高度重视,而对于介 质的毒性则往往容易忽视,而事实上剧毒化学品在 使用、输送、生产过程中如有少量泄漏到环境中,被 人吸人或与人体接触,则可能造成严重的后果,即使 迅速采取措施也无法挽救。对于剧毒化学品,由于 其危害人体的途径多、对人体造成的危害程度大、对 人体还存在个体敏感性等差异,因此剧毒化学品的 生产、使用企业应该充分考虑到剧毒化学品毒性危 害的特殊性,注重其工程设计的特殊要求。 2.2安全设计要求 剧毒化学品生产、使用企业的安全设计应从工 程建设项目的总体布置、工艺系统设计、设备布置、 管道选材和布置、电气和仪表布置、建筑设计、通风 系统设计、职业安全卫生管理、应急救援等各个方面 进行综合考虑。 2.2.1 设计原则与防范措施 工程设计中,应从“为了保证作业场所安全使用 有毒物品,预防、控制和消除职业中毒危害,保护劳 动者的生命安全、身体健康及其相关权益”的原则出 发,按照“设备管道系统密闭、车间作业场所通风”的 设计原则与要求,采取以下严格的防范措施: (1)选用先进的工艺及设备,消除或减少有害 源。 (2)采取报警、连锁、安全泄放等预防性措施。 (3)采取遥控及隔离等措施。 (4)配备必需的救护、消防设施,以减少伤害。 (5)提高机械化、自动化水平,改善劳动条件。 2.2.2 总体布置要求 (1)剧毒化学品生产、使用企业项目的选址应 远离饮用水源或地下水保护区;严重产生有毒有害 气体、恶臭、粉尘、噪声且目前尚无有效控制技术的 工业企业,不得在居住区、学校、医院和其他人口密 集的被保护区域内建设。向大气排放有害物质的工 86 安全与环境工程 第17卷 业企业应布置在当地夏季最小频率风向的被保护对 象的上风侧。 (2)当剧毒化学品生产、使用企业遭受洪水淹 没后,可能引起毒液、毒气等有害物质大量泄漏时, 除满足国家防洪标准的规定外,尚应采取专门的防 护措施。 (3)企业与居住区的安全、卫生防护距离应符 合国家现行有关部门标准的规定,必要时应对该项 目的风险进行风险评估。 (4)厂区内运输有害危险品的道路,其最大纵 坡不得大于6 。 (5)剧毒化学品生产、使用设施在厂区内应集 中布置,作业场所与生活场所应分开,作业场所不得 住人。 (6)企业内的剧毒化学品生产、使用设施,应布 置在远离人员集中场所的单独地段内,且在人员集 中场所全年最多频率风向的下风向或最少频率风向 的上风向,并且应设置围墙与其他设施隔开。 (7)有可能泄漏液态剧毒物质的高风险度作业 场所,应专设泄险区等应急设施。 (8)在布置产生剧毒物质装置的车间时,应同 时考虑相应事故防范和应急、救援设施和设备的配 套,并留有应急撤离通道和必要的泄险区。 2.2.3 工艺系统设计的要求 (1)不用或少用有毒物料,以无毒代替有毒,以 低毒代替高毒。 (2)采用密闭、负压或湿式的作业,应在不能密 闭的尘毒逸散口采取局部通风排毒和除尘等措施。 (3)有毒有害的散装物料,宜密闭装卸、输送。 (4)不得采用明渠排放含有挥发性毒物的废 水、废液。 (5)剧毒化学品的职业性接触毒物的取样,宜 采用密闭废气回气循环吸收系统。 (6)易挥发物料的储罐(包括装置内的中间储 罐)排出的有毒气体,应回收或进行处理。 (7)有毒物料储罐放出的气体应经水洗吸收或 经液封(水封)吸收后再排人大气;易挥发有毒、恶臭 物质的污水隔油池、调节池应加阻燃型盖板密闭;排 气管排出的污染物宜净化处理或高空排放。 (8)生产过程中接触易经皮肤吸收的毒物(如 四乙基铅、丙烯腈、氢氰酸、乙腈、二甲基甲酰胺、苯 酚等)的场所,应设现场人身冲洗设施和洗眼器。 (9)在储存含剧毒化学品设备的人口处,应设 置呼吸空气供应系统。 (10)剧毒化学品(如丙烯腈、丙烯酸甲酯、甲基 丙烯甲酯)等物料的输送宜采用屏蔽泵。 (11)清洗罐车(洗槽)应配备呼吸空气供应设 施。 (12)依据车间逸散毒物的作业点的位置、数量 设计相应的排毒设施,对移动的逸散毒物的作业,应 与主体工程同时设计移动式轻便排毒设备或布置真 空吸引软管系统,将有毒气体送至破坏处理系统。 2.2.4设备布置要求 (1)含剧毒化学品的移动设备应使用性能可靠 的密封装置,宜设局部排风设施。 (2)含剧毒化学品的压力容器设计必须符合 《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分 类》(HG20660—2000) ]、《压力容器安全技术监察规 程》嘲的要求,设备不宜使用视镜,如必须使用时应 选用带有保护罩的视镜,并设有局部排风设施。 (3)含剧毒化学品贮槽的设计应控制设备数量 和贮量,并符合以下要求:单台设备的装料系数应控 制在75 9/5以下;贮槽的出料管不宜侧接或底接;必 须设有相应系统容量的事故槽;宜采用双壁槽。 (4)贮槽需要安全阀时,安全阀前应设置爆破 片,安全阀后必须接到应急破坏系统,宜在爆破片与 安全阀之间装超压报警器;贮槽四周应设围堰,其高 度不应低于20 cm,堰内容量应大于贮槽容量,并有 防渗层。 (5)有害作业与无害作业应分开,高毒作业场 所与其他作业场所应隔离。 (6)设置有效的通风装置,可能突然泄漏大量 有毒物品或者易造成急性中毒的作业场所,设置自 动报警装置和事故通风设施。 (7)剧毒化学品装置四周宜设围栏或警戒标 志,其作业场所应设置黄色区域警示线、警示标识和 中文警示说明,在其明显位置应设危险标志牌。警 示说明应当载明产生职业中毒危害的种类、后果、预 防及应急救治措施等内容。 (8)生产使用剧毒化学品装置区应设风向标。 (9)有可能泄漏I、Ⅱ级职业性接触毒物的操 作平台应设置斜梯与地面相通。 (10)输送极度危害物质(如丙烯腈、氢氰酸等) 的泵房与其他泵房应分隔设置,输送剧毒化学品物 料的泵应单独布置。 (1l】)有刺激性气体的机泵房应设置隔声操作 间,该操作问应有朝向室外疏散的侧门。 (】2)剧毒化学品设备的地面应设围堰,其废水 应排至污水处理池,且在污水处理池上设高液位报 警器。 第3期 包晓跃等:剧毒化学品生产使用企业安全设计要求 87 (13)有毒物料应单独布置在一个罐区内;可燃 液体储罐、剧毒物料储罐不宜与液化烃、化学药剂等 储罐布置在同一罐组内。 (14)储存装卸以及极易挥发或有毒、恶臭物的 场所应设置卫生问及冲洗设施。 2.2.5 管道选材要求 (1)输送极度危害介质的压力管道应采用优质 钢制造,根据《压力管道规范》(GB/T2O8O1.2—2006) 的要求不得采用电熔焊焊管及对焊管件等。 (2)普通铸铁和铸铝不得用作极度危害介质的 管道,奥氏体不锈钢焊接钢管不得用于毒性程度为 极度危害的介质。 (3)输送极度危害介质的管道所用闸阀、截止 阀和止回阀应选用严密性好、安全可靠的化工专用 阀门,阀门宜采用旋塞型结构,带螺纹阀盖的阀门不 得用于极度危害介质的管道。 (4)金属管道除必须采用法兰连接外,均应采 用焊接连接,且不能使用平板式滑套(平焊)法兰。 极度危害介质管道的法兰连接最低公称压力不宜低 于2.0 MPa,且至少留25 裕量。采用软垫片时, 应用榫槽面或凹凸面的法兰。法兰密封用垫片宜采 用缠绕式垫片,紧固件应选用全螺柱。采用缠绕式 垫片密封的低压极度危害介质管道的法兰连接,虽 然管道的操作压力、温度不高,但使用缠绕式垫片形 成初始密封所要求的比压力较大,从而要求紧固件 承受的载荷较大,在这种情况下就要求紧固件采用 高强度合金钢制造。 (5)输送极度危害介质的管件不能使用脆性材 料,选用不锈钢对焊管件的厚度应符合规定要求;管 件宜采用锻件或无缝管件,支管连接优先采用无缝 三通。 (6)采用无缝钢管或经100 9/6无损探伤的焊接 钢管、不锈钢管和对焊管件的壁厚应不小于 Sch.10S。 (7)螺纹管件采用DN<20 mm,并加密封焊; 承插焊管件采用DN≤40 mm。 (8)管件不能用带填料的管道特殊件;焊口内 不能使用分块的衬环;不能用钎焊接头及粘接接头。 2.2.6 管道布置要求E8-1o2 (1)输送生产用有毒物料、腐蚀性介质和污水 等的管道不得穿越居住区或人员集中的生产管理 区。 (2)液氯及液氨的装卸应有防止污染环境的措 施,液氯装卸严禁采用橡胶管。 (3)非饮用水管道严禁与生活饮用水管道连 接。 (4)经常有人来往的通道(地道、通廊),应有自 然通风或机械通风,并不得敷设有毒液体或有毒气 体的管道。 (5)厂房内的设备和管道必须采取有效的密封 措施,防止物料跑、冒、滴、漏,杜绝无组织排放。 (6)除有可靠的安全措施外,在不便维修的区 域,不得将极度危害介质的管道敷设在地下;工艺要 求管道必须埋地敷设时,应有监测泄漏、防止腐蚀、 收集有害流体等可靠的安全措施。 (7)设置在安全隔墙或隔板内的管道,其手动 阀门应采用阀门伸长杆引至隔墙(板)外操作;可能 积聚有毒气体的阀井中的阀门开关手轮应设在地面 上。 (8)极度危害介质的管道应架空或沿地敷设, 不应在可通行管沟内布置管道;必须采用管沟敷设 时,应采取防止气液在管沟内积聚的严格措施,并在 进、出装置及厂房处隔断;管沟内的污水,必须引到 专用污水接受槽进行处理。 (9)极度危害介质的管道排放点不得直接排人 下水道及大气中,而应排人封闭系统。 (10)管道穿过为隔离极度危害介质的建筑物 隔离墙时应加套管,套管内的空隙应采用非金属柔 性材料充填;管道上的焊缝不得在套管内,并距套管 端口不小于loo mm。 (11)极度危害介质的管道不得穿过与其无关 的建筑物。 (12)极度危害介质的采样管道不得引入化验 室。 (13)极度危害介质的管道不允许出现剧烈循 环;当有可能出现时,必须通过管道布置、管道组成 件的选用等方法,以降低计算的位移应力范围,防止 出现剧烈循环现象。 (14)与极度危害介质设备相连接的管道不得 采用冷紧。 (15)柔性计算不应使用简化的分析方法。 (】6)套管式或球形补偿器因填料容易松弛,易 发生泄漏,因此在极度危害介质的管道中严禁采用。 (1 7)极度危害介质管道的设计、安装和操作都 应考虑减少和消除振动荷载。 (18)由于要求及时发现极度危害介质的管道 阀门、法兰处的泄漏点,因而在其阀门、法兰处不应 设置绝热层。 (19)在极度危害介质的设备和管道表面及其 周围应采用危险标志和警告的涂漆。 88 安全与环境工程 第l7卷 (2O)输送极度危害介质管道的阀门应逐个进 行壳体压力试验和密封试验,不合格者,不得使用。 (21)输送极度危害介质的管道焊缝应进行 100 射线照相检验,其质量合格等级必须是Ⅱ级。 (22)必须对输送极度危害介质的管道系统进 行气体泄漏性试验,试验压力为设计压力,试验介质 宜采用空气。 (23)输送极度危害介质管道用管件,应经过 100 无损探伤检验。 (24)输送极度危害介质的管道,设计压力≥1o MPa,外表面应逐根进行无损(磁粉或渗透)检测,不 得有线性缺陷;设计压力<10 MPa的管道,每批应 抽5 (且不少于1根)进行外表面磁粉或渗透检 测,不得有线性缺陷;其质量证明书中还应有超声检 测结果。 (25)对碳钢管道壁厚大于或等于19 mm时应 进行焊后热处理。 2.2。7电气和仪表设置要求 (1)剧毒化学品生产装置应设有双电源,其紧 急停车系统、尾气处理系统和应急破坏处理系统应 配备柴油发电机,要求在30 S内自启动供电。 (2)在容易泄漏剧毒化学品的职业性接触毒物 的场所,宜设置毒物监测报警仪和报警系统,及时发 现危害。 (3)剧毒化学品的职业性接触毒物和高温、强 腐蚀性物料的液面指示,不得采用璃璃管液面计;在 输送剧毒化学品的管道上不得使用玻璃转子流量计 和玻璃视镜。 (4)剧毒化学品生产装置应设置事故状态下能 自动启动紧急停车和应急破坏处理的自控仪表系 统。 2.2.8建筑设计要求 (1)在有毒液体容易泄漏的场所,应用不易渗 透的建筑材料铺砌地面,并设围堰。 (2)剧毒化学品物料的储罐周围应设围堰并用 防渗防腐材料铺砌。 (3)产生剧毒物质的工作场所,其墙壁、顶棚和 地面等内部结构和表面,应采用不吸收、不吸附毒物 的材料,必要时加设保护层,以便清洗。车间地面应 平整、防滑,墙、地面相接处宜做成半径大于或等于 50 mm的圆角,门窗与内墙面宜平整,尽量不留窗 台,门框不得设门槛,以易于清扫。 (4)应根据车间的卫生特征分级(见表2)设置 浴室、存衣室、盥洗室,对易经皮肤吸收且易挥发的 有毒物质(如苯等)可按表2中3级确定。 表2车间的卫生特征分级 Table 2 Classification of workshop health{eatures (5)对卫生特征1级、2级(见表2)的车间应设 车间浴室;卫生特征为3级的车间宜在附近或在厂 区设置集中浴室;卫生特征为4级的车间可在厂区 或居住区设置集中浴室。浴室宜由更衣室、浴室和 管理间组成。因生产事故可能发生化学性灼伤及经 皮肤吸收引起急性中毒的工作地点或车间,应设事 故淋浴,并设置不断水的供水设备。 (6)车间浴室应采取防水、防潮、排水和排气措 施,且不宜直接设在控制室、配电室的上层或正下 层。 2.2.9通风系统设计要求 (1)剧毒化学品生产、使用企业应设置通风排 毒、净化、除尘系统,使作业场所及其周围环境尘毒 浓度达到卫生标准;必要时可增加机械送风,保证新 鲜、洁净的空气送到工人作业点或呼吸带。机械通 风装置的进风口位置,应设在室外空气比较洁净的 地方;相邻工作场所的进气和排气装置,应合理布 置,避免气流短路。 (2)产生毒物的工作场所,其发生源的布置应 符合如下要求:放散不同有毒物质的生产过程布置 在同一建筑物内时,毒性大与毒性小的应隔开:毒物 的发生源应布置在工作地点的自然通风的下风侧; 如布置在多层建筑物内时,放散有害气体的生产过 程应布置在建筑物的上层,如必须布置在下层时,应 采取有效措施防止污染上层的空气。 (3)在生产中可能突然逸出大量有害物质或易 造成急性中毒或易燃易爆化学物质的作业场所,必 须设计自动报警装置、事故通风设施,其通风换气次 数不小于12次/h。事故排风装置的排出口,应避免 对居民和行人造成影响。 (4)散发有毒有害气体的设备上的尾气和局部 排气装置排出浓度较高的有害气体应引入有害气体 回收净化处理设备,经净化达到规范要求后排放。 2.2.10职业安全卫生管理要求 妇 (1)维护、检修存在高毒物品的生产装置,必须 事先制定维护、检修方案,明确职业中毒危害防护措 第3期 包晓跃等:剧毒化学品生产使用企业安全设计要求 89 施,确保维护、检修人员的生命安全和身体健康。 (2)维护、检修存在高毒物品的生产装置,必须 严格按照维护、检修方案和操作规程进行,现场应当 有专人监护,并设置警示标志。 (3)需要进入具有高毒物品的设备、容器或者 狭窄封闭场所作业时,应当事先采取如下措施:保持 作业场所良好的通风状态,确保作业场所职业中毒 危害因素的浓度符合国家职业卫生标准;为劳动者 配备符合国家职业卫生标准的防护用品;设置现场 监护人员和现场救援设备。 (4)从事使用高毒物品作业的用人单位应当至 少每月对高毒作业场所进行一次职业中毒危害因素 检测;至少每半年进行一次职业中毒危害控制效果 评价。 (5)从事使用高毒物品作业的用人单位应当设 置淋浴间和更衣室,并设置清洗、存放或者处理从事 使用高毒物品作业劳动者的工作服、工作鞋帽等物 品的专用间。劳动者结束作业时,其使用的工作服、 工作鞋帽等物品必须存放在高毒作业区域内,不得 穿戴到非高毒作业区域。 2.2.11应急救援 (1)应当确保职业中毒危害防护设备、应急救 援设施、通讯报警装置处于正常适用状态,不得擅自 拆除或者停止运行。 (2)出现不正常状况时用人单位应立即停止使 O O M旧 用有毒物品作业;恢复正常状态后,方可重新作业。 (3)生产或使用剧毒物质的高风险度工业企 业,必须在工作地点附近设置紧急救援站或有毒气 体防护站,紧急救援站的使用面积根据生产、使用企 业的职工人数按表3确定。应急救援站内采暖、通 风、空调、给水排水、电器、照明及所需应急救援设备 按相应国家标准、规范确定。 表3紧急救援站使用面积 Table 3 Use area of emergency rescue stations 职工人数/(人) 使用面积/(m。) <3O0 300~1 000 1 O01~2 000 2 O01~3 500 3 5O1~10 000 >10 O00 (4)建设项目设计中的剧毒化学品库房、防尘 防毒设施、事故淋浴及洗眼器、有毒气体报警及监测 仪等费用应列入企业的安全设施设计投资概算中。 3 结 语 鉴于剧毒化学品生产、使用企业的安全设计特 殊性,建议有关部门尽快组织制定《剧毒化学品生 产、使用企业安全设计规范》,不仅可以完善化工企 业设计的标准体系,为工程设计提供方便,而且也可 以为确保劳动者的职业安全健康提供保障。 参考文献: [13 GB50016—2006,建筑设计防火规范ES3. [2]GB50160—2008,石油化工企业设计防火规范Is3. [33 GB50183—2004,石油天然气工程设计防火规范Es3. [43 GB5044—1985,职业性接触毒物危害程度分级Es3. [5]HG20660—2000,压力容器中化学介质毒性危害和爆炸程度分类 Is;. E63国家质量技术监督局质技监局锅发(1999)154号,压力容器安 全技术监察规程Is3. [7]GB/T20801.2-2006,压力管道规范Es3. E83 SH3501—2002.石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规 范Es3. [9]SH3059—2001,石油化工管道设计器材选用通则[s]. [1O]GB50316—2000,工业金属管道设计规范Es1. [11]SH304 7-1993,石油化工企业职业安全卫生设计规范[s].