苯氧化法顺酐生产中的危险危害性与防范措施详细版Word文件下载.docx
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[摘
要]介绍了苯氧化法顺酐生产过程中的主要危险危害因素,分析了各工序的设备和操作可能产生的危险与危害,结合实际生产经验,提出了有针对性的防范措施,可有效地避免安全事故发生。
[关键词]苯;
顺酐;
危险危害性分析
顺丁烯二酸酐简称顺酐,又称马来酸酐或失水苹果酸酐,是重要的基本有机化工原料之一,主要应用于塑料、造纸、合成树脂、涂料、农药、医药、有机分析化学等工业,它的发展和生产已成为仅次于苯酐和醋酐的第三大类酸酐产品。
目前国内的顺酐生产工艺主要有正丁烷法和苯氧化法,其中以焦化苯为原料的苯氧化法占主导地位。
顺酐生产过程中使用的原料(苯)、辅料(二甲苯、酒精、熔盐、钒钼系列催化剂等)、中间产物和产品都属于易燃、易爆、有毒、有害类的物质,具有易燃易爆、高温、高压及强腐蚀等特性。
在我国40多年的顺酐生产和发展史中,发生的各类安全事故不胜枚举。
本文对顺酐生产过程的危险有害因素进行了分析,提出了有针对性的防范措施,可在一定程度上有效地避免安全事故发生。
1
工艺流程
以苯和空气为原料,采用V2O5-Mo2O3系列催化剂,经固定床反应器催化氧化反应生成顺酐物料混合气,经气体冷却器降温,进入部分冷凝器捕集部分液态粗酐,未冷凝的顺酐气在吸收塔内用水吸收成顺丁烯二酸水溶液;
在精制工序以二甲苯为脱水剂,将顺酸水溶液中的游离水和分子水脱出,形成的二甲苯-粗酐混合物与氧化的液态粗酐一起进行减压蒸馏,二甲苯循环使用,所得液态精酐在包装工序经冷却、刮片、包装制成成品(图1)。
图1
苯氧化法顺酐简要工艺流程 2
主要危险危害物质及特性
表1
特征苯邻二甲苯顺酐熔盐
分子式C6H6C8H10
C4H2O3KNO3NaNO2
分子量78.11106.17
98.06101.1069.01
熔点/℃5.5-25.552.8334271
沸点/℃
80.1144.4202(升华)320(分解)
闪点/℃-11.130110无意义无意义
自燃点/℃
560463447无意义无意义
爆炸极限/Vol%1.2~8.01.0~7.01.4~7.1无意义无意义
相对密度(水=1)0.880.88
1.482.112.17
相对密度(空气=1)2.773.66
3.38
危险中闪点易高闪点易酸性腐氧化氧化
类别燃液体燃液体蚀品剂剂
禁忌物
3
生产过程中危险危害性分析
3.1
储存和输送危险危害性分析
苯、二甲苯的原料储罐、中间计量罐、成品储罐、粗酐储罐、稀酸罐(可能有二甲苯)上部有可能形成爆炸性混合气,遇明火、静电、高热、雷击等激发源时有发生燃爆的危险。
苯、成品、粗酐储罐若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险;
储罐上放空或呼吸阀不畅或结堵,使用过程中有可能发生超压或负压,有造成储罐破裂的危险。
苯、二甲苯、成品、粗酐、浓酸、稀酸储罐和各类物料的输送管路及其管件存在泄漏或溢料的可能,可能造成人员化学灼伤和中毒;
遇明火、静电、高热等激发能源可导致火灾甚至爆炸事故;
苯和二甲苯蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇明火可引起回燃。
苯和二甲苯在输送过程中易产生积聚静电,如流速过快、静电接地不可靠有发生燃爆的危险。
3.2
3.2.1
氧化工序
苯汽化不完全、苯浓度过高、熔盐循环状况不好、换热器缺水都有可能造成局部床层温度过高或失控飞温,有烧毁催化剂甚至发生燃爆的危险。
系统紧急停车后,若未及时停止进物或系统未及时放空,汽化器和反应器上部可能形成爆炸性混合气,再次开车时或遇激发源有发生燃爆的危险。
反应器内的热载体熔盐为强氧化剂,温度较高,发生外漏可能造成人员化学灼伤和烫伤,遇有机物有发生火灾的危险;
发生内漏则可能引燃物料混合气导致火灾爆炸事故的发生。
若熔盐冷却器发生泄漏,水漏入熔盐系统后迅速汽化,系统瞬间起压,有造成设备损坏、喷盐、发生人员伤亡和火灾爆炸的危险。
若气体冷却器发生泄漏,泄漏的水、顺酐和铁锈极易生成顺酸亚铁盐,该物质的自燃点仅为180℃,极易自燃,导致气冷器内部火灾爆炸事故的发生。
部分冷凝器出口温度过高或过低及漏水都会引起局部冷结堵,可造成系统超压,导致爆炸事故的发生。
3.2.2
精制工序
恒沸过程中,如二甲苯升温过快,塔顶冷凝器出口温度过高、分层器放空不畅会引起釜、塔顶和分层器起压,可能造成分层器喷二甲苯,存在人员化学灼伤、腐蚀设备基础和发生火灾的危险。
若精馏生产过程中紧急停车,空气进入系统有可能形成爆炸性混合气,有发生燃爆的危险。
精馏抽酐过程中或停车时,真空突然降低会引起釜温快速上升,超过180℃顺酐分子可能分解,尤其是钠离子超过40×
10-6时会加速分解,如失控会造成系统超压,有发生物理爆炸的危险。
3.2.3
包装工序
结片机和包装间内有可能形成爆炸性混合气或爆炸性粉尘,有发生燃爆的危险。
包装过程中片状和球状物料与包装管道之间摩擦可能产生静电,如静电接地装置不可靠有发生着火、爆炸的危险。
产品顺酐具有腐蚀性,包装过程中,顺酐粉尘触及人体,存在灼烫伤害。
包装工序环境较差时,劳保配备不完善,容易引起包装人员的职业病危害。
3.2.4
其他危险危害性分析
高压高温的物料、水、蒸气的压力容器和管路,如保温不全、安全泄压装置失灵有造成人员烫伤和压力容器爆炸的危险。
生产过程中使用风机、泵等电气设备,若电气设备无保护接零装置或装置失效、绝缘损坏、违章作业、劳保穿戴不符合规范等均易发生触电事故。
作业人员在高处作业时,若无防护栏杆或栏杆存在缺陷、作业人员操作失误等,存在人员高处坠落或物体打击的危险。
若转动设备无安全防护设施,可造成机械伤害。
4
防范措施
结合生产实际,健全完善工艺管理、设备管理、巡检、交接班、卫生、储运、材料采购、检修等安全管理制度,并严格执行监督,尤其是动火作业、高空作业、入罐作业、用电作业等安全作业必须逐级落实,坚决杜绝各类违规操作和违章作业。
进行技术革新,进一步优化工艺和操作控制系统,提高自动化程度,完善各类报警和联锁装置,合理配置各类安全设施,提高装置的先进型,提高控制的操作弹性和稳定性,从而在根本上提高生产的安全性。
针对可能出现的各类事故制定可行的《紧急事故处理预案》,并组织演练。
加强管理人员和操作人员的教育与训练,提高职工的安全意识、安全技术和操作技能,人人都能熟练地进行生产操作,都会使用装置的报警系统、紧急事故处理系统和各类紧急救护措施,明确《事故应急处理预案》的实施程序和岗位职能。
工艺用水必须使用钾、钠离子小于3×
10-6的除盐水,定期对工艺水储罐和液酐的储罐进行监测。
同时监测工艺水中的氯离子浓度,减少由于氯离子浓度过高造成的设备腐蚀。
对有可能存在爆炸性气体系统,要采取氮气保护,对有可能存在爆炸性粉尘的场所要尽量减少粉尘的散发,并增加通风、回收设施。
各类用电设备接地、危化品储罐静电接地、防雷设施等按规定定期进行检测。
各类安全设施及其附件按规定定期进行校验。
安全消防设施按规定定期进行检查和更换。
劳保配置必须合理有效,定期对人员进行职业病检查,预防职业病的发生。
5
结束语
苯氧化法顺酐生产工艺虽然已经比较成熟,但其安全生产技术仍有许多值得去探索研究的问题,我们应通过查阅文献、结合生产实际、分析事故案例、进行行业交流、采用新技术新材料等去不断完善安全生产技术和安全管理体系。
总之,我们应深刻理解生产过程中的危险性,高度重视生产安全问题,准确判断各种事故的起因,严格执行各类安全规定,认真执行《中华人民共和国安全生产法》,从而确保装置的安全生产。
[参
考
文
献]
[1]常用化学危险物品安全手册[M].中国医药科技出版社,1992.
[2]郭世民.马来酐的安全生产[J].顺酐通讯,2002,(4).
[3]郭世民.马来酐生产的安全技术[J].顺酐通讯,2005,
(1).
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