精对苯二甲酸装置说明危险因素及防范措施标准版.docx

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精对苯二甲酸装置说明危险因素及防范措施标准版

精对苯二甲酸装置说明、危险因素及防范措施（标准版）

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（安全管理）

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精对苯二甲酸装置说明、危险因素及防范措施（标准版）

导语：

做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。

显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。

　　一、装置简介

（一）装置发展及类型

　　1．装置发展

　　精对苯二甲酸（PTA）是关系到国民生计的衣用涤纶化纤聚酯产品的原料。

目前在我国涤纶化纤因其品质优良，是化学纤维中的首选品种，它已占整个化纤产品的76％以上。

近年来，在化学纤维中聚酯工业发展的速度最快，世界聚酯产量年增长率约为8％左右。

随着聚酯应用技术的不断发展，近十年来聚酯用途不断扩大，已延伸到聚酯薄膜、聚酯瓶、工业用聚酯以及其他新聚酯产品等领域中，其中又以工业用聚酯发展更快。

　　根据国内市场分析，1999年，我国聚酯生产能力达398×104

　　t／a，PTA的需求量为344×104

　　t／a，而产量则为169.1×104

　　t／a，缺口达172．9×104

　　t／a。

2001年PTA进口量达到311.7×104

　　t。

2001年国内聚酯年生产能力已经发展到700-800X104

　　t／a，当年产量已达611×104

　　t,需PTA约531．6×104t，但国内PTA生产能力（包括DMT应算到PTA的产能）到2001年约为242.5×1094

　　t／a，当年实际产量约为219.9×104

　　t，PTA缺口达300X104t以上。

通过对国内PTA市场需求的分析预测，到2005年底我国PTA市场需求将达到597～699×104

　　t／a。

　　2．生产工艺路线

　　精对苯二甲酸（PTA）是生产聚酯（PET）的重要化工原料，当前主要的工艺路线有二条。

一种是二甲苯（PX）合并氧化合并酯化生产工艺（也叫DMT法）。

另一种是对二甲苯（PX）直接氧化法（即DM法）生产工艺，它是以美国BP—Amoco公司、美国DuPont—ICl公司和日本三井油化公司为代表的中温氧化，加氢精制生产PTA的工艺技术。

我国较为先进的已建成投产的PTA装置（如扬子石化）多采用Amoco公司（现为英国BP公司）工艺技术。

并对经过对BP、DuPont、三井油化三家公司技术方案从技术路线、产品质量、原材料单耗、催化剂回收、公用工程单耗以及最为关键单台氧化反应器设计生产能力和设备投资状况进行反复的技术优化，同时结合70年代我国引进PTA装置30年来的发展经验，在引进、消化、吸收上所取得的成就（特别是扬子石化）基础上，成功地对老装置进行大胆的革新、改造，使装置生产能力由原来的45×10（4t／a增加到60×10（4t／a（目前可达70×10（4t／a产量）。

能耗由原来的469kg标油降低到339kg标油，最低可达290-300kg标油。

通过革新创造已形成了许多自己独有的PTA生产技术，目前已有4项技术成果获得专利授予权，5项技术成果正在申请专利，形成14项之多的专有技术。

这里重点以对二甲苯（PX）直接氧化法（即DM法）生产工艺做进一步详细论述。

　　二、重点部位及设备

（一）PTA装置主要原料危险性分析

　　1.PTA装置主要原料安全特性

　　在PTA生产整个工艺过程中，存在有对二甲苯（PX）、醋酸（HAC）、溴化氢（HBr）、氢气（H2）以及反应尾气等多种易燃易爆、有毒有害介质（见表3—25、表3—26）。

大部分为易燃易爆有毒有害强腐蚀性介质。

当生产不稳定或发生泄漏时很容易酿成重大事故，危及生产和人身安全。

（1）PYA装置中已列人《危险货物品名表》GBl2268—90的危险化学晶：

（2）PTA装置列入《剧毒物品品名表》GA58—93的剧毒物品：

根据《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044--85标准，PlA装置中只有在经过洗涤后反应尾气的废气中含有微量的极度危害I级的苯以及高度危害Ⅱ级溴甲烷和一氧化碳。

　　（3）PTA装置未列入《危险货物品名表》GBl2268—'90的危险化学晶。

　　（4）根据《重大危险源辨识》GBl8218--2000国家标准要求，生产场所重大危险源是按4类物质品名（品名引用《危险货物品名表》中的介质）及其临界量加以确定的。

因此PYA装置中上提到的多种列入和未列入《危险货物品名表》共计18种中，对照生产场所的临界量标准计算只有PX、HAC和U2可视为该装置的重大危险源。

严格地说，由于氢气由管道输送而来，装置内不设中间储罐，按标准生产场所的氢临界量不足1t，因此PTA装置的重大危险源为对二甲苯（h）和醋酸（HAC）两种。

　　2．PTA装置主要原料危险性分析

　　PTA装置有多种原、辅材料和反应副产物，这些物质存在易燃易爆、有毒有害的危险性。

其中主要介质均为甲B类火灾危险性物质，并具有一定的毒性危害，其次高压蒸汽高温物料以及危化品造成的烫伤、灼伤，装置开停时使用大量可致人窒息死亡的氮气，生产中可对人造成放射性伤害的钴“液位计、大型空气压缩机组发出的高分贝的噪音伤害，都是PTA装置存在的危险危害因素。

（1）PTA装置主要危险化学品特性

　　主要危险化学品特性见表3—23。

（2）PTA装置危险化学品毒性危害特性

　　装置危险化学品毒性危害特性见表3—27。

　　PTA装置均为关键生产装置，其装置特点是生产连续化，流程复杂化，介质危险程度。

这些特点决定了装置的管理要细化，操作人员要有较高的技术素质。

在操作中应注意以问题：

　　①PTA装置为中压下生产的装置，主要物料为对二甲苯和醋酸，均为易燃易爆品，加物料的载体为热油，为有毒物质。

　　②主要中毒物料为对二甲苯和四溴乙烷，长期接触会引起慢性中毒。

　　③热媒热载体，温度很高，一般在330℃左右，所以操作时必须穿防热服、手套和面罩。

　　④由PTA装置输送PTA粉末和由PTA中间料仓向包装送PlA粉末采用氮气输送。

防止粉尘爆炸。

并对输送PTA的氮气进行氧含量分析。

　　3．PTA装置主要危险物质分布

　　根据PTA装置工艺流程特点，以及装置设备、管线的实际布置情况，调查装置所使用有毒有害危险化学品的实际分布如表3—29所示。

（二）重点及关键部位

　　1．主反应器系统

　　对苯二甲酸装置的反应器系统具有高温、高压等特点，在实际生产中，若出现大的故障，将影响装置的正常安全生产，严重时需要紧急停工处理。

主要包括氧化单元的空气压缩机、氧化反应和精制单元的加氢反应、离心机等。

　　2．热媒加热系统

　　热油系统属于高温、高压，因此对设备及管线的要求严格。

在实际生产中，热油炉内盘管冲刷、热油泵机械密封磨损、阀门磨损出现泄漏，都将造成严重事故。

　　3．重点危险区域划分

　　根据以上PTA装置所使用有毒有害危险化学品的实际分布，可以对PTA装置危险区域进行如下划分：

　　①氧化反应、冷凝、结晶区域和加氢预热反应、结晶区域、氮气压缩机等区域为甲级火灾危险性生产区域。

②TA过渡区、干燥区域；溶剂脱水、溶剂回收区域；TA料仓；PTA离心、过滤、干燥区域；PTA料仓区域为乙级火灾危险性生产区域。

③工艺空压机房、控制室以及MCC等为丙级火灾危险性生产区域。

在成品包装车间装袋处，有粉尘外逸的可能。

环境中粉尘与操作关系密切，其规定值为不大于0．1mg／m3

　　。

④整个PTA装置为甲级火灾危险性装置。

PTA装置为甲类火灾危险性装置，主要原料PX、H2都属甲类和甲B火灾危险性物质，装置内氧化及加氢精制单元大部分处于爆炸危险乙区或附加乙区内。

　　4.主要危险危害分布

　　主要危险危害分布如表3—30。

　　5.PTA装置危险点及关键部位

　　由于多种危险物质存在于整个工艺过程中，按照中石化及国家有关文件及法规，该装置主要危险区域有：

氧化反应器、空压机、加氢反应器、氧化干燥机等系统如表3—31所示。

　　（三）重点设备

　　PTA装置重点设备机组及设备为反应器、空压机、结晶器等。

此外，还有许多的特殊阀门，这些阀门出现故障会导致装置部分停工或全装置停车，若处理不当也有可能导致恶性事散的发生。

　　1.PTA装置设备概况

　　PTA装置原料为PX、HAC、H2

　　等易燃易爆、有毒有害的介质，工艺过程有激烈的氧化反应和临氢操作。

PTA生产的物料多为浆料，易堵塞，介质腐蚀性强。

因此装置内设备类型多样、结构复杂、转动机械多、规格大、材质耐腐蚀要求高是该装置硬件设施的一大特点。

如有原动机功率（1—1．2）×104

　　kW的大型空气压缩机，54078m3

　　几流量的尾气膨胀机及53t／h的凝气背压式蒸汽透平机组成的工艺空气压缩机组。

有大负荷的压力离心机、真空转鼓过滤机、回转式大型干燥机。

装置内有每分钟几万转的高速离心泵、耐强腐蚀的耐酸泵，以及类型近10种之多的机泵等。

另外在工艺设备上有钛复合钢板（SA516Cr．70+T1Cr．1）制作带钛搅拌器的氧化反应器和SA516Gr.70+304L复合钢板制作的加氢反应器等制造难度高的承压设备。

　　除上述材料外，PTA工艺生产设备中尚采用了一些特殊的材料，如HastllovC、904L、254SMo、lnconel、2205等。

　　为防止工艺设备、管理系统的超温、超压事故发生，PTA装置内设备安全阀、防爆膜，给安全生产提供了有力的保证。

　　2．工艺对设备的要求

　　PTA装置中使用的多种介质有强腐蚀性，加之PTA产品洁净度要求高，对金属杂质特别是铁离子等含量有严格的控制标准，因此PTA装置中约有85％以上设备须选用超低碳不锈钢、不锈钢复合板直至钛复合板等高品位材质。

可以说PTA装置是石油化工生产装置对设备选材条件最为严格和苛刻的，其具体要求如下：

（1）氧化反应工段主要腐蚀性介质为醋酸和溴化物，操作温度高，反应器前后的设备必须采用工业纯钛作为设备的基本抗腐蚀材质。

考虑到制造成本，设备大多采用复合钛板制造。

部分设备由于操作温度较低，可采用316L（317L）、或某些双相钢材料作为基本材料。

　　如第一冷凝器管板为Ti十Cs十lnconel600三层复合板，尾气冷却器采用瑞典开发的优于316L或317L的254SMo即Cr20Nil8M06材质。

（2）加氢精制工段主要介质为粗TA的水溶液浆料。

为防止不锈钢中的Cr、Nj、Pe等金属离子溶人（本质上也属于腐蚀）物料，最后影响PTA成品的质量，因此在最后两级反应器进料加热器选用了钛材。

加氢反应器和其他设备一般采用304L不锈钢或304L复合板作为基本材料。

　　（3）其他特殊材料的应用

　　除上述材料外，PTA工艺生产设备中尚采用了一些特殊的材料，如HastlloyC、904L、254SMo、Inconel2205等。

　　三、危险因素及其防范措施

（一）生产过程危险因素分析

　　PTA装置是一套典型的高温、中压、强腐蚀性，部分单元临氢操作的危险性极高的化工生产装置，为甲类火灾危险性装置。

其工艺特点是：

工艺过程复杂、临氢、操作条件苛刻生产中使用15种以上的原辅化工材料及产成品大部分介质属于易燃易爆、有毒有害强腐蚀介质。

从装置的TA单元，PTA单元以及中间罐区等辅助单元看，在连续化生产过程中各危险区域的危险部位都存着火灾、爆炸，不同程度的毒性危害和强腐蚀危险。

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