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2025-03-06 17:02

氮气的危害及防范措施

来源：世展网分类：化工行业资讯 2024-05-23 17:17 阅读：13891

氮气在冶金、金属加工行业，化工、新材料行业以及电子行业甚至食品加工行业都有很广泛的应用。在石油化工行业，氮气主要用途包括作为保护气体、置换气体和安全保障气体。氮气是一种无色无味的惰性气体，是空气的主要成分之一。氮气可以排除空气中的氧气，导致缺氧窒息。吸入浓度不太高的氮气时，最初会感到胸闷、气短、疲软无力，继而会出现烦躁不安、极度兴奋、乱跑、叫喊、神情恍惚、步态不稳的症状，称之为“氮酩酊”，会进入昏睡或昏迷状态。吸入高浓度的氮气，会迅速昏迷、因呼吸和心跳停止而死亡。一、氮气窒息事故的危害

　　根据全世界化工行业的统计，在化工行业内，每年死于氮气窒息的人数远远超过其他有毒气体中毒死亡以及火灾爆炸死亡的人数，氮气已经成为化工行业第一杀手。以下是一些典型的事故案例：

2006年2月20日，大庆石油管理局化工集团甲醇分公司合成氨装置火炬系统水封罐检修过程中发生氮气窒息事故，造成3人死亡。事故原因是，施工人员擅自打开了密封储罐基础槽水坑入口处的水泥盖板，准备到储罐底部水坑内取水，不料吸入了高浓度的氮气而晕倒窒息。
2008年2月23日，河南省濮阳市中原大化集团有限责任公司新建年产30万吨甲醇项目，在生产准备过程中发生氮气窒息事故，造成3人死亡，1人受伤。事故原因为，在调试氮气储罐的控制系统时，连接管线上的电磁阀误动作，使储罐内氮气串入煤灰过滤器下部膨胀节吹扫氮气管线，加上该吹扫氮气管线的两个阀门中的一个未关闭，另一个阀内存有施工遗留物关闭不严，致使氮气串入煤灰过滤器中。
2020年10月30日，陕西省神木市陕西精益化工有限公司煤焦油预处理装置污水处理罐（长4米，直径2.4米）发生氮气窒息事故，致使3人死亡、1人受伤。事故初步原因为，当班员工在未对罐内气体检测分析、未办理作业许可的情况下，从人孔入罐内查看时窒息；同行人员未正确佩戴防护措施进行施救，造成伤亡扩大。
1998年3月27日，美国路易斯安那州Hahnville的联合碳化物公司Taft/Star加工厂发生一起氮气窒息事故，导致1名联合碳化物公司工人死亡和1名承包商严重受伤。事故原因是，在清洁供氧混合器时，工人用黑色塑料膜搭建一个较暗的工作区，不知不觉地形成了一个临时性封闭空间，而与供氧混合器相连的管道中含有高浓度的氮气，导致工人窒息。

氮气窒息不一定只发生在密闭空间内，也可能发生在通风不畅或氮气泄漏的空间内：氮气是一种无色无味的惰性气体，不能仅凭感官判断空气中氮气的浓度是否超标。当空气中氮气浓度过高时，也就是氧气含量下降至19.5%以下时，就会发生窒息事故。当工作空间中氧浓度低于10%时，可立即使人窒息死亡。氮气的泄漏可能来自生产装置、工艺管道、安全装置等，如果不及时发现和控制，就可能造成周围空间的氧含量降低。如果通风不畅或新鲜空气被阻断，就可能导致空间内的氧含量降低。所以，氮气窒息的条件是空间内的含氧量降低，而不一定是密闭空间。虽然同为窒息性气体，但氮气的窒息机理与二氧化碳的窒息机理是不一样的：

氮气的窒息机理是由于自身浓度增大导致空气中含氧量降低而发生窒息。当空气中氧含量低于18%时，就会发生窒息事故。吸入纯氮气时，会因严重缺氧引发窒息甚至导致死亡。
二氧化碳的窒息机理是由于自身浓度增大导致血液中二氧化碳分压升高而发生窒息。当空气中二氧化碳浓度超过5%时，就会发生窒息事故。吸入纯二氧化碳时，会因严重酸中毒引发窒息甚至导致死亡。

所以，氮气的窒息机理是缺氧性的，而二氧化碳的窒息机理是酸中毒性的。需要特别注意的是，纯氮气特别危险，吸入纯氮气会使人在几秒内失去意识，会造成所谓的“闪电死亡”。

纯氮气会排除空气中的氧气，导致人体缺氧。人体对氧气浓度的变化不敏感，但对二氧化碳浓度的变化很敏感。吸入纯氮气时，体内的二氧化碳是会被正常地从肺排出的，身体的二氧化碳浓度一直处于正常状态，所以不会有窒息感。当人体吸入不含氧气的气体时，整个血液循环系统会发生非常奇怪的变化，正常情况下，红细胞在肺内获得氧气，然后将氧气运送到全身各处组织中供它们使用。但在肺部充满没有氧气，也没有二氧化碳的气体时，这一过程会逆转，红细胞会从身体的组织中抽出氧气（尤其是从脑组织中），全力支援没有氧气的肺脏，也就是说全身的氧气会被血液循环系统倒抽到肺部。

与此同时，氮气还会欺骗我们的大脑，让它命令肺部停止呼吸，这是由于人体的呼吸是由大脑的延髓控制，它根据血液中的二氧化碳和氧气的分压来调节呼吸频率和深度。当血液中的二氧化碳分压升高时，延髓会刺激呼吸肌肉加快呼吸，以排出多余的二氧化碳；当血液中的二氧化碳分压降低时，延髓会抑制呼吸肌肉减慢呼吸，以保留足够的二氧化碳。当人体吸入纯氮气时，血液中的二氧化碳分压不会升高，而是保持在正常水平，所以延髓不会感知到缺氧的危险信号，也不会加快呼吸。但是，血液中的氧气分压会迅速下降，导致脑细胞缺血缺氧，失去功能。这样，延髓也会停止工作，无法控制呼吸肌肉，导致肺部停止呼吸。这会导致在吸入纯氮的几秒之内，人就意识丧失，处于无法自救的昏迷状态。这样，就算把人移到有新鲜空气的环境，人也不能自主恢复呼吸。

所以，氮气窒息不一定只会发生在受限空间内部。在极端情况下，如果工人打开一根带压的氮气管线的法兰连接开口，大量氮气瞬间涌出，在这名工人的呼吸区形成一个纯氮气的区域，他通过这种方式吸入纯氮气也可能就会倒下。在氮气窒息事故中，如果施救人员采取措施不当，自身防护不足，很容易把自己的生命也搭上去。这是因为：

氮气是一种无色无味的气体，不易被察觉，如果施救人员不知道现场有氮气泄漏或置换，进入事故现场时就可能吸入高浓度的氮气，导致缺氧窒息。
氮气窒息的症状不明显，根据一些被从氮气窒息事故中救回的人描述的体验，他们都没有感受到明显的窒息反应或痛苦，初期甚至会出现愉悦感，随后会出现意识模糊、呼吸停止等危急情况，很快就失去了意识和自救能力。如果施救人员没有及时发现自己或他人的异常反应，就可能错过最佳的救治和自救时机。
氮气窒息事故往往发生在受限空间内，如储罐、管道、阀井等。这些空间通风不良，空间狭小，出入困难，不利于施救人员的安全撤离和救援物资的运送。如果施救人员没有采取有效的安全措施，如佩戴防护用具、通风换气、设置监护人员等，就可能陷入危险境地。

因此一条必须遵守的铁律是：在没有做好自身防护措施特别是呼吸防护的时候，禁止盲目施救。还有就是，所有的受限空间作业在开始之前，就必须制定紧急救援方案。

二、氮气窒息的认识及预防通常情况下氮气对人体无毒害作用。但由于不遵守操作规程，使氮气泄漏，某些工作空间中氮气浓度增高，氧浓度降低，容易使人窒息昏迷。引发氮气事故常有以下因素：1.思想麻痹大意。认为工作空间较为敞开，氮气会从敞口逸出室外，忽略了氮气排放量的影响因素。当排放量很大时，会造成氮气聚集使工作空间缺氧。2.对氮气的危险特性认识不够深刻，存在侥幸心理。3.在可能发生氮气泄漏的危险区域缺少安全警示标识，无关人员可能进入该区域。4.盲目施工，会造成惨痛的局面。检修前缺乏对工作现场做充分了解。5.施工前，没有制定完善的施工方案。6.不佩戴CO、O2检测仪，不携带正压式供氧仪，没有采取安全措施，随意进入富氮空间。7.工具携带的方式有缺陷。8.抢救人员既不明情况，又不采取自身防护，盲目进入富氮空间。三、生产过程中的预防措施

　　1.严格执行安全操作规程，加强岗位操作技能培训，避免因误操作导致设备损坏和管道阀门泄漏而引发事故；

　　2.对岗位工人进行安全知识教育，使其了解、掌握氮气的理化性质、事故预防及应急措施；　　3.根据生产实际情况制定窒息事故应急救援预案，加强演练以提高岗位工人事故应急救援能力和救援水平，并根据工艺变化和人员变动适时进行修订，使预案具有可操作性；　　4.在可能发生氮气泄漏的危险场所悬挂安全警示标识，严禁无关人员进入该区域；　　5.在可能发生氮气泄漏的危险场所，加设强制通风装置，以减少氮气聚集；　　6.严格执行工作票制度；　　7.在可能发生氮气泄漏的危险场所中作业前，先制定完善的作业方案；并报备安全科室审核通过后再作业；　　8.在可能发生氮气泄漏的危险场所中作业前，必须将待检修设备与生产系统可靠隔绝，经强制置换并分析合格（氧含量＞18％），落实好安全措施后方可进行作业。在不可能置换完全的情况下，作业人员必须使用正压式氧气呼吸器，正确携带CO、O2检测仪，并设专人监护；在可能发生氮气泄漏的危险场所中，严禁佩戴过滤式呼吸器作业；　　9.不得将纯氮气排放至通风不畅的空间；氮气的生产、使用现场和操作室等要保持通风换气良好，并定期分析周围大气的含氧量，保证其浓度不低于18%；　　10.控制室操作人员要加强对压力、流量等参数的监控，以便及时发现氮气泄漏情况并及时得到有效控制。

来源：安全保藏、空分之家

中国化学品安全协会

编辑：佑安

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