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二硫化碳泄漏及火灾事故处置有关注意问题的探讨

2014.02.25   返回新葡京1739com首页   

 要:CS2 二硫化碳(Carbon disulfide)属于石油化工产品的添加剂,用于合成和作为溶剂和磺化剂,本身具有高易燃性及高神经毒性,属于危险品,二硫化碳燃烧后形成的产物危险性极高,在事故处置中要加强个人防护。文章提及了二硫化碳理化性质、发生火灾特点、灾害事故处置方法和扑救中应注意的有关问题,供相关人员商榷。


关键词:二硫化碳;火灾;处置;扑救


一、二硫化碳的物理化学性质


二硫化碳,英文名称(Carbon disulfide) 分子式 CS2 外观与性状 无色或淡黄色透明液体,有刺激性气味,易挥发;分子量 :76.14 ;蒸汽压:53.32kPa/28 ;闪点:-30℃;熔点:-110.8℃;沸点:46.5℃;溶解性:不溶于水,溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂密度相对密度(水=1)1.26;相对密度(空气=1)2.64;稳定性:稳定;危险标记 7(低闪点易燃液体);主要用途:用于制造人造丝,杀虫剂,促进剂M、D,也用作溶剂。


在室温下易挥发,与空气可形成易爆混合物。在火灾分类中二硫化碳的燃烧属于B 类火灾,严重危险等级。CS2 可产生静电荷而起爆,不能与电荷或火花、火焰和高温接触;因其蒸气密度为空气的2.63 倍,污染时贴地面扩散,130~140℃会自燃;自燃点90°C,极易燃,其蒸气能与空气形成范围广阔的爆炸性混合物,爆炸极限1.3%~50%。


接触热、火星、火焰或氧化剂易燃烧爆炸。受热分解产生有毒的硫化物烟气。与铝、锌、钾、氟、氯、迭氮化物等反应剧烈,有燃烧爆炸危险。高速冲击、流动、激荡后可因产生静电火花放电引起燃烧爆炸。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。


  有害燃烧产物: 一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫。


二、二硫化碳对人体的影响


二硫化碳主要影响人体之神经系统、心脏血管及生殖系统,包括巴金森氏症、周围神经病变、精神疾病、动脉硬化及冠状动脉心脏病,亦会造成男性精虫减少及异常,女性生理周期紊乱、或可能导致流产或早产等问题。当环境浓度达500-1000ppm时,短期数小时暴露则会产生严重神经症状,若更高浓度就会造成急性中毒,症状为头痛、恶心、呕吐、幻想、昏迷甚至麻醉或死亡。长期暴露致慢性中毒者,则有末端神经麻木、肌肉疼痛、肌力降低、走路不稳、记忆力减退;若是中枢神经受损,则有疲倦、头晕、头痛、睡眠障碍、记忆力丧失等症状;若在周边神经受损回复的机会较高,而中枢神经受害者,几乎无恢复的希望。此外,二硫化碳也会造成视网膜病变。


侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。


健康危害:二硫化碳是损害神经和血管的毒物,是一种气体麻醉剂,生产中以呼吸道吸入为主,经皮肤也能吸收。


急性中毒:轻度中毒有头晕、头痛、眼及鼻粘膜刺激症状;中度中毒尚有酒醉表现;重度中毒可呈短时间的兴奋状态,继之出现谵妄、昏迷、意识丧失,伴有强直性及阵挛性抽搐。可因呼吸中枢麻痹而死亡。严重中毒后可遗留神衰综合征,中枢和周围神经永久性损害;


慢性中毒:表现有神经衰弱综合征,植物神经功能紊乱,多发性周围神经病,中毒性脑病。眼底检查:视网膜微动脉瘤,动脉硬化,视神经萎缩。


三、二硫化碳泄漏、燃烧、爆炸事故频发


2002 年10 月13 日11 时20 分许,山西长治市一辆载有20 余吨二硫化碳的大罐挂车行至309 国道广平县段时,挂车前轮胎突然爆裂,导致车轴折断,强大的惯性导致二硫化碳液体冲开阀门流出,在路面上拖出30 多米远。折断的车轴与路面摩擦产生火花,引燃了流在路面上的二硫化碳液体,形成一条带状 “火龙”,挂车上的二硫化碳罐也随之燃烧。


2004 年3 月20 日晚7 时15 分左右,京沪高速下行238 公里处一辆满载14 吨二硫化碳的载重货车右后轮胎突然发生爆裂,车身严重倾斜,在巨大的惯性作用下,车厢内放置的三个二硫化碳储存罐由于碰撞、挤压而破裂,泄漏出来的二硫化碳遇到火花,随即发生爆燃。


2006年 829 19时50分09秒,一装载25吨二硫化碳的罐车在博山区博莱高速路口收费站下路口300米处发生侧翻,二硫化碳泄漏起火。


2009年年3月4日下午13时15分,辽宁本溪市创科医药化工有限公司原料库区50吨二硫化碳储罐液位计下部法兰处发生泄漏产生静电积聚放电发生火灾,经消防官兵奋力扑救,避免了着火储罐发生爆炸和次生灾害的发生。


四、事故分析


1、燃烧原因。液体的燃烧是通过其挥发出的蒸汽与空气形成的可燃性混合物,在一定的比例范围内与火源点燃而实现的,因而液体的燃烧是液体与空气中的氧进行的剧烈反应。二硫化碳的沸点很低,极易挥发,且液体表面的蒸汽压较大,加之着火所需的能量很小(闪点为-30℃,最小引燃能量为0.015mJ),所以具高度的易燃性。


2、蒸汽的爆炸性和相应措施。主要影响因素有:温度:温度越高,蒸发越快,越易燃。压力:当液体处于密闭容器中时,液体能蒸发成饱和蒸汽。因此对于易燃液体来说,蒸汽压力越大,火灾危险性越大。流速:流速越快,蒸发越快。但在密闭的容器中,空气不流动,容器的气体空间被蒸汽饱和后就不再蒸发。


3、设备缺陷。五起泄漏事故的部位分别是焊缝,阀门和罐体直接破裂,说明二硫化碳的储运罐在安全性上还存在缺陷。二硫化碳属于三级—中度危害介质,应使用第二类压力容器,应严格按照《钢制石油化工压力容器设计规定》执行;还应注意:焊接容器不得使用含碳量大于 0.24%的钢材;为防止局部受力状况的恶化,要求截面变化平缓;设计压力不应小于阀门的最大承受压力和最高工作压力;储运装置要定期检查;另外,运输车辆也应严格符合安全标准,特别注意轮胎等易发生故障的部分,避免类似以上几起事故的再发。


五、泄漏事故处置对策


1、进入二硫化碳泄漏现场进行处理时,应采取以下安全防护措施。


1) 要立即在边界设置警戒线,二硫化碳是极易燃烧物质(燃点90摄氏度),事故中心区应严禁一切火种,切断电源,禁止车辆进入,消防车进入要带防火帽;根据事故发生情况和事故进展,确定事故波及区人员的撤离方向及有关措施。


2)进入现场救援人员必须配齐消防人员特种防护器具,佩戴正压式消防空气呼吸器,穿消防防化服或重型防化服,内着防静电内衣;使用防爆对讲机和防爆手电。


3) 应急处理时要服从统一指挥,严禁单独行动,要有监护人,必要时用水枪、水炮掩护。


2、泄漏源控制。


1)迅速采取关闭阀门、停止作业、减负荷运行等措施。


2)堵漏。


A、采用合适的材料和堵漏技术手段堵住泄漏处;


B、如果确认泄漏口很大,根本无法堵漏,只需冷却着火容器及其周围容器和可燃物品,控制着火范围,一直到CS2燃尽,火势自动熄灭;


C、贮罐或管道泄漏进行关阀无效时,应根据火势大小判断压力和泄漏口的大小及其形状,准备好相应的堵漏材料(如软木塞、橡皮塞、气囊塞、粘合剂、弯管工具等)。


3、泄漏物处理。


1)围堤堵截:筑堤堵截泄漏二硫化碳或者引流到安全地点。二硫化碳贮罐区发生液体泄漏时,要及时关闭雨水阀,防止CS2沿明沟外流。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏:用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。喷雾状水或泡沫冷却和稀释蒸汽、保护现场人员。


2)稀释与覆盖:利用喷雾水枪向二硫化碳蒸气喷射雾状水,减少气体向周围扩散程度,也可以在现场施放大量水蒸气,破坏燃烧条件;可用抗溶性泡沫或其它覆盖物品覆盖外泄的物料,在其表面形成覆盖层,抑制其蒸发。


3)收容(集):对于大量泄漏的二硫化碳,用防爆泵转移至罐车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。当泄漏量小时,用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。


4)废弃处置方法:处置前应参阅国家和地方有关法规。建议用焚烧法处置。焚烧炉排出的硫氧化物通过洗涤器除去。


六、二硫化碳火灾事故处置措施


1、迅速按照化学危险品火灾处置预案进行作战部署,及时通知公安、环保、安检等相关部门到场协助处置,疏散附近群众,对因灭火造成次生灾害应采取措施;


2、进行火情侦察、火灾扑救、火场疏散的救援人员应有加强自我防护措施,如佩戴空气呼吸器,穿戴防化服,防静电内衣等;


3、二硫化碳是比水重又不溶于水的液体,灭火剂可选择雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。起火时可用水扑救,抗溶性泡沫也有效。用干粉扑救时,灭火效果要视燃烧面积大小和燃烧条件而定;

4、扑救人员应在上风或侧风方向设置阵地;


5、对于二硫化碳储罐火灾,要设置足够的水枪阵地冷却罐壁,降低燃烧强度,冷却时防止出现空白点;


6、应迅速查明二硫化碳燃烧范围及其周围物品的品名和主要危险特性、火势蔓延的主要途径,燃烧产物是否有毒等;


7、二硫化碳蒸气会因扩散遇到引火源,引起回燃。二硫化碳蒸气比空气重,会沿地面扩散,积聚于下水道、地下室或储罐底部。室内外或下水道内的蒸气具有爆炸与中毒危害。流入下水道会有燃烧或爆炸危险。隔离泄漏区,撤离无关人员。隔离半径100-200 米;


8、消防员应始终远离着火储罐,推荐采用自动遥控水枪或水泡冷却灭火,听到安全阀有声响或容器变色,应按照统一的撤退信号和撤退方法及时撤退。(撤退信号应格外醒目,能使现场所有人员都能看到或听到,并应事先周知)。如果火势无法控制,让其烧完;


9、火灾扑灭后,仍然要派人监护现场,消灭余火。起火单位应当保护现场,接受事故调查,协助公安消防监督部门和安全监督管理部门调查火灾原因,统计火灾损失,未经公安消防监督部门和安全监督管理部门的同意,不得擅自清理火灾现场。


七、二硫化碳事故处置的注意事项


1、合理停车,确保安全。


1)消防车辆应停放在爆炸物飞散物质危害不到的安全地带,要靠近掩蔽物;


2)选择上风或侧风方向停车,车头朝向便于撤退的方向;


3)车辆不能停放在地沟、下水井、覆盖板上面;


2、检测浓度,防止爆炸。在火灾扑救中,要对燃烧区域外的区域要进行检测。在扑救火灾没有结束之前,必须坚持连续不断地检测。


当二硫化碳浓度达到爆炸下限的50%时,要将此区域确定为危险区域,减少人员,并对泄漏的二硫化碳实施喷雾驱散的措施。


当储罐车的火灾扑灭后,二硫化碳泄漏已经制止,要继续检测。检测的主要部位是:泄漏的部位、储罐、阀门、火场的低洼处、墙角、背风以及下水道井盖处等。


3、安全防护、充分到位。


1)必须做好个人安全防护,负责主攻的前沿人员要着防火隔热服。


2)火场指挥员要注意观察风向、地形及火情,从上风或侧上风接近火场。


3)水枪阵地要选择在靠近掩蔽物的位置,尽可能避开地沟、覆工板、下水井的上方和着火架空管线的下方。


4)在卧式罐着火时,要尽量避开封头位置,防止爆炸时封头飞出伤人。


5)在扑救火灾时,防止爆炸碎片伤人,要利用掩蔽物射水或采取卧姿射水。


6)冷却和灭火的水枪阵地,应当设置后排水枪保护。


4、发现险情、果断撤退。根据二硫化碳储罐燃烧和对相邻储罐的威胁程度,为确保安全必须设置火场观察哨。当发现储罐的火焰有蓝变白、光芒耀眼,燃烧处发出刺耳的啸叫声等爆炸的危险征兆时,应发出撤退信号,一律徒手撤离。


5、无法堵漏、严禁灭火。在不能有效地制止二硫化碳泄漏的情况下,严禁将正在燃烧的储罐、管线、槽车泄漏处的火势扑灭。如果扑灭,遇到点火源就会发生复燃复爆,造成更为严重的危害。


参考文献:

[1]天津化工研究院等.无机盐工业手册.化学工业出版社,1996


[2]姚凤仪,郭德威,桂明德.无机化学丛书.第五卷,科学出版社,1990


[3]黄茂福.化学助剂分析与应用手册.中国纺织出版社,2001


[4]郭铁男,等.中国消防手册.上海科学技术出版社,2006

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