石油化工企业静电危害及防范措施

石油化工企业存在有可燃气体（蒸汽）爆炸性混合物的危险场所，有些危险物质易产生和积聚静电荷，当静电电位达到一定的程度，并具备放电条件，且产生的放电火花能量大于该危险物质的最小点燃能量时，即可引发爆炸和着火事故。笔者就石油化工企业静电引燃爆炸危险情况进行了论述，并提出消除静电危害的防范措施。

静电的产生与危害

据有关资料统计，因静电引起的火灾和爆炸事故，在石油化工生产与销售行业以及制药、橡胶和粉末加工业居多。不难看出，由于石化企业存在大量液态碳氢化合物，易于产生可（易）燃气体或蒸汽；其点燃能量很低，一般都在0.3MJ以下；又多以输送、过滤、储运、冲击、搅拌、调和、喷射和涂层等为主要的生产工艺过程。由于此类液体（有的还常常夹带着固体或液体杂质）在管道中高速流动，会与管壁大面积摩擦或者与容器壁及其它介质摩擦，从而导致静电的产生。有资料表明，其在生产和操作过程中产生的静电可以达到几伏到几万伏，当静电电压在3000V以上时，若存在放电条件，则静电放电火花所具有的能量，足以点燃汽油、乙醚等蒸汽与空气的混合物，进而导致爆炸或燃烧。因此，讨论液体静电的危害，对石化企业安全生产是十分重要的。

静电放电的常见方式主要有电晕放电、刷形放电和火花放电等3种形式，而对容器内烃类油品的放电主要为电晕放电和火花放电等两种方式。一般情况下，电晕放电往往发生在靠近油面的突出接地金属（如罐壁的突出物、装油鹤管等）与油面之间，因而放电能量是极微小的，通常不会点燃液面蒸汽，但极有可能发展成为火花放电。

火花放电是极间空气被击穿而造成的，有明显集中点，放电时有短促爆裂声，能量在一瞬间集中释放。此种放电形式造成事故的概率最高。此外，若绝缘体带有的大量静电，在对空气发生放电的同时，还会沿着绝缘体表面进行放电。它的放电能量亦较大，引起静电危害的概率也较高。石化企业时有发生的火灾爆炸事故，多因火花放电为主。

另外，静电放电产生的瞬间冲击性电流通过人体某一部分时，可造成人体静电电击伤害。当人体带电电位达3KV时，人体即有明显的电击感觉。静电电击虽不会致人而死，但往往会造成人员高空坠落，从而致使人员伤亡。静电的存在不仅影响工作效率，还可能造成工作人员紧张，影响操作。

静电的积聚及影响因素

静电的积聚是引起静电灾害事故的主要根源。静电产生的的大小主要与其物质电阻率有关。电阻是静电产生的条件，也是静电能否积聚的根本原因之一。通常电阻率越小，导电性能越好。电阻率小于108Ω·㎝为静电导电体，此类物体不会引起危害，因为电阻率如此小的物体即使产生静电，也能瞬时消失；电阻率在108～1010Ω·㎝之间的物体通常带电量是不大的；电阻率在1011～1015Ω·㎝之间的物体易于带静电，是石化企业防静电工作的重点对象；当电阻率大于1015Ω·㎝，物体反而不易产生静电，但一旦带有静电就难以消除。如汽油、苯等电阻率在1011～1015Ω·㎝之间，它们是容易带电的，也难于消散。

另外，因物质介电常数（决定电容的一个主要因素）的不同，在具体操作条件下，其电容与电阻结合起来，将决定静电的消散规律，并成为影响电荷积聚的另一个因素。对于液体电阻率低的，其介电常数相对较大。如果液体相对介电常数大于20，并以“连续相”存在并接地，一般来说，不管是输送还是储运都不大可能造成静电的积聚。

此外，静电的产生与积聚，除与其物质本身的内在因素有关，还与生产过程和作业环节中介质的流速、压力、管道内壁粗糙程度、管径及其所含杂质等有关。通常情况下，烃类油品带电与管线内壁粗糙程度成正比，内壁越粗糙，带静电越多；流速越快，流动时间越长，流经的闸阀、弯头越多，产生的静电荷越多；除柴油外，油品的温度越高，产生的静电荷也越多；用绝缘材料制成的容器和管线盛装或输送油品，较导电的金属材料制成的容器和管线产生的静电荷将很多；流通截面面积和流动方向的急剧改变会使静电的产生骤然增大，如油品流经管道内设置的过滤器后，其静电产生量有时会增加10～200倍。

同样是烃类油品，灌装方式有底部进油（液下装油）和上部装油（喷溅式装油）。相比之下，上部装油产生的静电更大。其原因在于灌装过程中大量的液体不断分离，因而产生新的电荷，更重要的是液面电荷没有充分时间驰张（一般认为驰张时间在30秒以上），导致液面表层电荷密度较高。同时，因油品冲击罐壁造成喷溅飞沫而产生大量静电。加之灌装过程中又常常有油雾出现，一旦与空气混合达到爆炸极限浓度，则会有更大的危险性。底部进油时如罐底有沉积水，沉积水受进油方式的搅动也会产生很高的静电电位。

另外，气候对静电的产生与积聚也有很大影响，如严寒的冬季和炎热的夏季，天气干燥，空气的相对湿度小，更容易产生静电。不同油品相混也会增加静电的产生量。最后，还必须提及的是，人体在很多条件下也能够带静电。在存有可燃混合气体的环境中，人体静电也是不容忽视的“危险源”。

静电危害的防范措施

静电最为严重的危害是引起爆炸和火灾，其在瞬间即释，放电能量大是其引发静电危害的突出特点。因此，必须采取切实有效的措施来消除静电危害。防止静电危害的关键是：防止或减少静电的产生；设法导走或中和产生的电荷，并使它无法积聚；防止有足够能量的静电放电；防止爆炸性混合气体的形成。

目前，在石化企业中采用的消除静电危害的方法很多，从机理上归纳，大致可分为3类：第一类是泄漏法。接地、增湿、加入抗静电剂、铺设导电橡胶或喷涂导电涂料等均属泄漏法；第二类是中和法。其原理是对带电体外加一定量的反电荷，使其与带电体上的电荷中和，从而避免和减少静电的积聚，如安装静电消除器等；第三类是工艺控制法。如在材料选择、工艺设计、设备结构和操作管理等方面采取措施。

下面重点介绍几种常见的消除静电危害的方法和具体措施：1.接地。用来加工、贮存、运输各种可燃性液（气）体或液化烃及粉体的设备及管道进出装置，爆炸危险场所的边界，管道泵及其过滤器、缓冲器等都必须接地；汽车槽车、铁路罐车和装卸栈台，要设有专用接地接头或防静电接地装置。汽车槽车行走时应装设专用的导电橡胶拖地带，牢固连接在槽车上并垂挂于地面方向；爆炸危险区域内的油品、液化石油气和天然气等管道上的法兰、胶管两端等连接处应用金属线跨接。法兰的连接螺栓少于5根，且在易腐蚀环境下，亦应进行跨接；金属采样器、检尺器、测温器等应经导静电绳索接地；防静电接地装置的接地电阻和法兰跨接的接触电阻不应大于100Ω和0.03Ω。

2.增湿

在生产作业现场安装空调设备、喷雾器或悬挂湿布片，以提高空气的湿度，从而降低或消除静电的危险。从消除静电危害的角度考虑，在允许增湿的生产或作业场所，保持相对湿度在70％以上较为适宜。

3.添加抗静电剂

由于抗静电剂具有较好的导电性或较强的吸湿性。因此，加入抗静电剂，能有效降低材（原）料的体积电阻或表面电阻，加速静电泄漏，从而消除或降低静电危害。但应注意防止某些抗静电剂的毒性和腐蚀性造成的危害。同时，对于悬浮状粉尘或蒸汽，任何抗静电剂都不起作用。因此，只有选择合适的抗静电剂，才会收到理想的防静电危害效果。

4.静电消除器

安装静电消除器是静电中和法的具体应用。此类产品生产厂家较多，要注意选择作用范围大、消电效果好、耗电低、易于安装和便于管理的静电消除器，消除器要适应场所的电气安全要求。

5.工艺控制法

工艺控制法是指在工艺和操作管理上采取相应的措施：如控制流速，尤其初始流速；避免喷溅和冲击；消除杂质，避免油品与水、空气以及不同油品相混等，都是行之有效的措施。

6.人体静电的消除

减少静电在人体上的积聚，可利用接地，穿防静电鞋与工作服等防护措施，但只有选择具有资质的厂家生产的合格产品，才能有效防止和降低静电的产生与积聚。为确保安全，员工在工作场所不应穿脱衣物，且不得携带与工作无关的金属物品，如钥匙、硬币、手表和戒指等。