摘 要:CS2 二硫化碳(Carbon disulfide)屬于石油化工產品的添加劑,用于合成和作為溶劑和磺化劑,本身具有高易燃性及高神經毒性,屬于危險品,二硫化碳燃燒后形成的產物危險性極高,在事故處置中要加強個人防護。文章提及了二硫化碳理化性質、發生火災特點、災害事故處置方法和撲救中應注意的有關問題,供相關人員商榷。
關鍵詞:二硫化碳;火災;處置;撲救
一、二硫化碳的物理化學性質
二硫化碳,英文名稱(Carbon disulfide) 分子式 CS2 外觀與性狀 無色或淡黃色透明液體,有刺激性氣味,易揮發;分子量 :76.14 ;蒸汽壓:53.32kPa/28℃ ;閃點:-30℃;熔點:-110.8℃;沸點:46.5℃;溶解性:不溶于水,溶于乙醇、乙醚等多數有機溶劑密度相對密度(水=1)1.26;相對密度(空氣=1)2.64;穩定性:穩定;危險標記 7(低閃點易燃液體);主要用途:用于制造人造絲,殺蟲劑,促進劑M、D,也用作溶劑。
在室溫下易揮發,與空氣可形成易爆混合物。在火災分類中二硫化碳的燃燒屬于B 類火災,嚴重危險等級。CS2 可產生靜電荷而起爆,不能與電荷或火花、火焰和高溫接觸;因其蒸氣密度為空氣的2.63 倍,污染時貼地面擴散,130~140℃會自燃;自燃點90°C,極易燃,其蒸氣能與空氣形成范圍廣闊的爆炸性混合物,爆炸極限1.3%~50%。
接觸熱、火星、火焰或氧化劑易燃燒爆炸。受熱分解產生有毒的硫化物煙氣。與鋁、鋅、鉀、氟、氯、迭氮化物等反應劇烈,有燃燒爆炸危險。高速沖擊、流動、激蕩后可因產生靜電火花放電引起燃燒爆炸。其蒸氣比空氣重,能在較低處擴散到相當遠的地方,遇火源會著火回燃。
有害燃燒產物: 一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫。
二、二硫化碳對人體的影響
二硫化碳主要影響人體之神經系統、心臟血管及生殖系統,包括巴金森氏癥、周圍神經病變、精神疾病、動脈硬化及冠狀動脈心臟病,亦會造成男性精蟲減少及異常,女性生理周期紊亂、或可能導致流產或早產等問題。當環境濃度達500-1000ppm時,短期數小時暴露則會產生嚴重神經癥狀,若更高濃度就會造成急性中毒,癥狀為頭痛、惡心、嘔吐、幻想、昏迷甚至麻醉或死亡。長期暴露致慢性中毒者,則有末端神經麻木、肌肉疼痛、肌力降低、走路不穩、記憶力減退;若是中樞神經受損,則有疲倦、頭暈、頭痛、睡眠障礙、記憶力喪失等癥狀;若在周邊神經受損回復的機會較高,而中樞神經受害者,幾乎無恢復的希望。此外,二硫化碳也會造成視網膜病變。
侵入途徑:吸入、食入、經皮吸收。
健康危害:二硫化碳是損害神經和血管的毒物,是一種氣體麻醉劑,生產中以呼吸道吸入為主,經皮膚也能吸收。
急性中毒:輕度中毒有頭暈、頭痛、眼及鼻粘膜刺激癥狀;中度中毒尚有酒醉表現;重度中毒可呈短時間的興奮狀態,繼之出現譫妄、昏迷、意識喪失,伴有強直性及陣攣性抽搐。可因呼吸中樞麻痹而死亡。嚴重中毒后可遺留神衰綜合征,中樞和周圍神經永久性損害;
慢性中毒:表現有神經衰弱綜合征,植物神經功能紊亂,多發性周圍神經病,中毒性腦病。眼底檢查:視網膜微動脈瘤,動脈硬化,視神經萎縮。
三、二硫化碳泄漏、燃燒、爆炸事故頻發
2002 年10 月13 日11 時20 分許,山西長治市一輛載有20 余噸二硫化碳的大罐掛車行至309 國道廣平縣段時,掛車前輪胎突然爆裂,導致車軸折斷,強大的慣性導致二硫化碳液體沖開閥門流出,在路面上拖出30 多米遠。折斷的車軸與路面摩擦產生火花,引燃了流在路面上的二硫化碳液體,形成一條帶狀 “火龍”,掛車上的二硫化碳罐也隨之燃燒。
2004 年3 月20 日晚7 時15 分左右,京滬高速下行238 公里處一輛滿載14 噸二硫化碳的載重貨車右后輪胎突然發生爆裂,車身嚴重傾斜,在巨大的慣性作用下,車廂內放置的三個二硫化碳儲存罐由于碰撞、擠壓而破裂,泄漏出來的二硫化碳遇到火花,隨即發生爆燃。
2006年 8月29日 19時50分09秒,一裝載25噸二硫化碳的罐車在博山區博萊高速路口收費站下路口300米處發生側翻,二硫化碳泄漏起火。
2009年年3月4日下午13時15分,遼寧本溪市創科醫藥化工有限公司原料庫區50噸二硫化碳儲罐液位計下部法蘭處發生泄漏產生靜電積聚放電發生火災,經消防官兵奮力撲救,避免了著火儲罐發生爆炸和次生災害的發生。
四、事故分析
1、燃燒原因。液體的燃燒是通過其揮發出的蒸汽與空氣形成的可燃性混合物,在一定的比例范圍內與火源點燃而實現的,因而液體的燃燒是液體與空氣中的氧進行的劇烈反應。二硫化碳的沸點很低,極易揮發,且液體表面的蒸汽壓較大,加之著火所需的能量很小(閃點為-30℃,最小引燃能量為0.015mJ),所以具高度的易燃性。
2、蒸汽的爆炸性和相應措施。主要影響因素有:溫度:溫度越高,蒸發越快,越易燃。壓力:當液體處于密閉容器中時,液體能蒸發成飽和蒸汽。因此對于易燃液體來說,蒸汽壓力越大,火災危險性越大。流速:流速越快,蒸發越快。但在密閉的容器中,空氣不流動,容器的氣體空間被蒸汽飽和后就不再蒸發。
3、設備缺陷。五起泄漏事故的部位分別是焊縫,閥門和罐體直接破裂,說明二硫化碳的儲運罐在安全性上還存在缺陷。二硫化碳屬于三級—中度危害介質,應使用第二類壓力容器,應嚴格按照《鋼制石油化工壓力容器設計規定》執行;還應注意:焊接容器不得使用含碳量大于 0.24%的鋼材;為防止局部受力狀況的惡化,要求截面變化平緩;設計壓力不應小于閥門的最大承受壓力和最高工作壓力;儲運裝置要定期檢查;另外,運輸車輛也應嚴格符合安全標準,特別注意輪胎等易發生故障的部分,避免類似以上幾起事故的再發。
五、泄漏事故處置對策
1、進入二硫化碳泄漏現場進行處理時,應采取以下安全防護措施。
1) 要立即在邊界設置警戒線,二硫化碳是極易燃燒物質(燃點90攝氏度),事故中心區應嚴禁一切火種,切斷電源,禁止車輛進入,消防車進入要帶防火帽;根據事故發生情況和事故進展,確定事故波及區人員的撤離方向及有關措施。
2)進入現場救援人員必須配齊消防人員特種防護器具,佩戴正壓式消防空氣呼吸器,穿消防防化服或重型防化服,內著防靜電內衣;使用防爆對講機和防爆手電。
3) 應急處理時要服從統一指揮,嚴禁單獨行動,要有監護人,必要時用水槍、水炮掩護。
2、泄漏源控制。
1)迅速采取關閉閥門、停止作業、減負荷運行等措施。
2)堵漏。
A、采用合適的材料和堵漏技術手段堵住泄漏處;
B、如果確認泄漏口很大,根本無法堵漏,只需冷卻著火容器及其周圍容器和可燃物品,控制著火范圍,一直到CS2燃盡,火勢自動熄滅;
C、貯罐或管道泄漏進行關閥無效時,應根據火勢大小判斷壓力和泄漏口的大小及其形狀,準備好相應的堵漏材料(如軟木塞、橡皮塞、氣囊塞、粘合劑、彎管工具等)。
3、泄漏物處理。
1)圍堤堵截:筑堤堵截泄漏二硫化碳或者引流到安全地點。二硫化碳貯罐區發生液體泄漏時,要及時關閉雨水閥,防止CS2沿明溝外流。防止流入下水道、排洪溝等限制性空間。小量泄漏:用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。大量泄漏:構筑圍堤或挖坑收容。噴霧狀水或泡沫冷卻和稀釋蒸汽、保護現場人員。
2)稀釋與覆蓋:利用噴霧水槍向二硫化碳蒸氣噴射霧狀水,減少氣體向周圍擴散程度,也可以在現場施放大量水蒸氣,破壞燃燒條件;可用抗溶性泡沫或其它覆蓋物品覆蓋外泄的物料,在其表面形成覆蓋層,抑制其蒸發。
3)收容(集):對于大量泄漏的二硫化碳,用防爆泵轉移至罐車或專用收集器內,回收或運至廢物處理場所處置。當泄漏量小時,用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。
4)廢棄處置方法:處置前應參閱國家和地方有關法規。建議用焚燒法處置。焚燒爐排出的硫氧化物通過洗滌器除去。
六、二硫化碳火災事故處置措施
1、迅速按照化學危險品火災處置預案進行作戰部署,及時通知公安、環保、安檢等相關部門到場協助處置,疏散附近群眾,對因滅火造成次生災害應采取措施;
2、進行火情偵察、火災撲救、火場疏散的救援人員應有加強自我防護措施,如佩戴空氣呼吸器,穿戴防化服,防靜電內衣等;
3、二硫化碳是比水重又不溶于水的液體,滅火劑可選擇霧狀水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。起火時可用水撲救,抗溶性泡沫也有效。用干粉撲救時,滅火效果要視燃燒面積大小和燃燒條件而定;
4、撲救人員應在上風或側風方向設置陣地;
5、對于二硫化碳儲罐火災,要設置足夠的水槍陣地冷卻罐壁,降低燃燒強度,冷卻時防止出現空白點;
6、應迅速查明二硫化碳燃燒范圍及其周圍物品的品名和主要危險特性、火勢蔓延的主要途徑,燃燒產物是否有毒等;
7、二硫化碳蒸氣會因擴散遇到引火源,引起回燃。二硫化碳蒸氣比空氣重,會沿地面擴散,積聚于下水道、地下室或儲罐底部。室內外或下水道內的蒸氣具有爆炸與中毒危害。流入下水道會有燃燒或爆炸危險。隔離泄漏區,撤離無關人員。隔離半徑100-200 米;
8、消防員應始終遠離著火儲罐,推薦采用自動遙控水槍或水泡冷卻滅火,聽到安全閥有聲響或容器變色,應按照統一的撤退信號和撤退方法及時撤退。(撤退信號應格外醒目,能使現場所有人員都能看到或聽到,并應事先周知)。如果火勢無法控制,讓其燒完;
9、火災撲滅后,仍然要派人監護現場,消滅余火。起火單位應當保護現場,接受事故調查,協助公安消防監督部門和安全監督管理部門調查火災原因,統計火災損失,未經公安消防監督部門和安全監督管理部門的同意,不得擅自清理火災現場。
七、二硫化碳事故處置的注意事項
1、合理停車,確保安全。
1)消防車輛應停放在爆炸物飛散物質危害不到的安全地帶,要靠近掩蔽物;
2)選擇上風或側風方向停車,車頭朝向便于撤退的方向;
3)車輛不能停放在地溝、下水井、覆蓋板上面;
2、檢測濃度,防止爆炸。在火災撲救中,要對燃燒區域外的區域要進行檢測。在撲救火災沒有結束之前,必須堅持連續不斷地檢測。
當二硫化碳濃度達到爆炸下限的50%時,要將此區域確定為危險區域,減少人員,并對泄漏的二硫化碳實施噴霧驅散的措施。
當儲罐車的火災撲滅后,二硫化碳泄漏已經制止,要繼續檢測。檢測的主要部位是:泄漏的部位、儲罐、閥門、火場的低洼處、墻角、背風以及下水道井蓋處等。
3、安全防護、充分到位。
1)必須做好個人安全防護,負責主攻的前沿人員要著防火隔熱服。
2)火場指揮員要注意觀察風向、地形及火情,從上風或側上風接近火場。
3)水槍陣地要選擇在靠近掩蔽物的位置,盡可能避開地溝、覆工板、下水井的上方和著火架空管線的下方。
4)在臥式罐著火時,要盡量避開封頭位置,防止爆炸時封頭飛出傷人。
5)在撲救火災時,防止爆炸碎片傷人,要利用掩蔽物射水或采取臥姿射水。
6)冷卻和滅火的水槍陣地,應當設置后排水槍保護。
4、發現險情、果斷撤退。根據二硫化碳儲罐燃燒和對相鄰儲罐的威脅程度,為確保安全必須設置火場觀察哨。當發現儲罐的火焰有藍變白、光芒耀眼,燃燒處發出刺耳的嘯叫聲等爆炸的危險征兆時,應發出撤退信號,一律徒手撤離。
5、無法堵漏、嚴禁滅火。在不能有效地制止二硫化碳泄漏的情況下,嚴禁將正在燃燒的儲罐、管線、槽車泄漏處的火勢撲滅。如果撲滅,遇到點火源就會發生復燃復爆,造成更為嚴重的危害。
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