精细化工装置安全评价报告.docx

1、精细化工装置安全评价报告精细化工装置安全评价报告第一章 概 论第一节 安全评价的目的略第二节 安全评价范围略第三节 安全评价工作程序依据安全评价通则（AQ8001-2007），结合危险化学品建设项目安全评价细则（试行）（安监总危化2007255号），安全评价程序一般包括：一、前期准备二、安全评价1辨识危险、有害因素2划分评价单元3确定安全评价方法4定性、定量分析危险、有害程度5分析安全条件6提出安全对策措施及建议7整理归纳设立安全评价结论三、与建设单位交换意见四、编制设立安全评价报告设立安全评价工作程序如图1.1所示。略第二章 建设项目概况第一节 建设项目简介一、建设项目单位简介略二、项目建设

2、的背景有机硅聚合物是一种兼具有机材料和无机材料双重特性的新型高分子合成材料，有机硅材料以其优异的综合性能广泛应用于国防军工、航天航空、电子电气、建筑、机械、冶金、汽车、仪器仪表、纺织、化工、轻工、食品、医药卫生等国民经济各个领域，已成为现代科技和日常生活中不可缺少的重要材料。有机硅生产技术复杂，工程化难度大，与之配套的相关行业多。所以，有机硅的发展不仅为市场提供了高性能化工新型材料，而且带动了材料、机械制造、自动化仪表以及化工试剂等相关产业的发展。可以说，有机硅工业发达与否，是衡量一个国家综合国力的标志之一。有机硅材料属资本密集、技术密集、高附加值的精细化工产品，未来社会的高技术化离不开有机硅

3、材料。鉴于有机硅材料在国民经济中的重要地位，发达国家把有机硅材料作为新材料的重点加以发展，日本把有机硅的开发列为把握二十一世纪高技术产业的关键技术，确定为关系国家大事的“下一代计划”。我国国务院也将有机硅列入产业结构调整指导目录（2005 年本）（国家改革和发展委员会令第 40 号），以鼓励国内外投资者投资建设有机硅生产装置，促进我国有机硅工业的发展。有机硅与其它行业相比显得较为特殊，单体生产高度集中，而下游产品生产却非常分散。美、德、英、法、日等少数几个发达国家甲基单体生产能力超过世界总产能的 80%以上，世界有机硅市场几乎被他们所垄断。生产集中、技术先进、品牌众多、规模大等优势，使其有机硅

4、产品在世界市场有很强的竞争力。据报道，目前世界有机硅产品销售额已超过 80 亿美元，产品品种牌号多达万余种，常用的也有 4000 余种。本项目的建成，将为企业注入新的活力，开辟新的经济增长点，提高企业的劳动生产率，给企业带来明显的经济效益。三、建设性质项目建设性质为：新建t/a有机硅系列产品项目工程。四、项目选址、占地面积、周边环境及自然条件1项目选址略2占地面积略3周边环境略4自然条件略5地震设防根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）该地区地震基本烈度为8度。第二节 所采用的主要工艺技术和国内外同类建设项目水平对比情况一、工艺技术简介及特点该项目特点是多套装置、分散生产系列产品

5、，所以需要根据最终产品的不同，采取五套不同的工艺流程：1、室温硫化硅橡胶生产工艺流程简介室温硫化硅橡胶由八甲基环四硅氧烷出发，采用碱催化聚合法制得带活性端基的聚二有机基硅氧烷基础聚合物（生胶），进而由基础聚合物、交联剂、催化剂、填料及添加剂等配制而成，得到单组分或双组分室温硫化硅橡胶。2、热硫化硅橡胶生产工艺流程简介热硫化硅橡胶由八甲基环四硅氧烷出发，采用碱催化聚合法或酸催化聚合法制得二甲基生胶或甲基乙烯基生胶，生胶中混入补强填料即得基胶，后者再混入增量填料、结构控制剂、改性添加剂及硫化剂（有的不加）即得混炼胶。热硫化硅橡胶（HTV）是有机硅产品中产量大，应用十分广泛的一类产品。甲基乙烯基硅橡

6、胶（VMQ）是 HTV 中最主要的品种。在 VMQ 生胶中加入补强填料、硫化剂及其它助剂，经混炼即成硅橡胶。混炼胶可用模压、挤出等一般橡胶加工方法加工成各种硅橡胶制品。硅橡胶即具有优良的耐高低温性能，可在-60250范围内长期使用，并且还有优良的电气绝缘性能，能耐臭氧、耐气候老化，憎水、防潮，并有良好的生理惰性。3、硅油生产工艺流程简介由于硅油品种及粘度品级众多，一般根据市场需要及条件择优投产。作为典型代表的二甲基硅油及甲基含氢硅油，工艺如下。(1)二甲基硅油由初级聚硅氧烷（八甲基环四硅氧烷）出发，经调节聚合、催化平衡制得各种硅油。低粘度二甲基硅油由八甲基环四硅氧烷出发，采用阳离子交换树脂作催

7、化剂连续合成制取。中高粘度二甲基硅油由八甲基环四硅氧烷出发，采用暂时性碱催化剂、间歇式碱催化法硅油生产流程。(2)含氢硅油含氢硅油采用有机氢氯硅烷与有机氯硅烷共水解平衡制法。将计算量的甲基二氯硅烷（MeHSiCl2）、三甲基氯硅烷（Me3SiCl）及有机溶剂的混合液加到预先装有水的反应釜中，进行水解缩聚；然后分出酸水，再在浓硫酸存在下进行平衡反应。分出硫酸，水洗至中性，先常压下脱除溶剂（回收循环使用），再在减压下蒸出低沸物；再经活性炭脱色，过滤，即得产品。4、硅树脂生产工艺流程简介工艺特点：采用连续式水解缩合工艺，可有效提高产能及产品质量，而有利于降低生产成本。将甲基三氯硅烷及有机溶剂混匀，压

8、入计量罐，将水、有机溶剂压入另一计量罐。然后按规定配比将甲基三氯硅烷及水、有机溶剂分别经流量计控制连续进入三台串联式水解反应器中进行水解反应，通过控制反应温度及接触时间，确保氯硅烷水解完全，生成的水解物连同水一起进入三台串联水洗塔，以除去树脂中的盐酸，并用 pH 计连续测定产物的酸度，水洗塔中酸水自动流入废酸处理池，得到的中性树脂溶液，连续进入蒸馏塔，塔顶蒸出部分溶剂及低沸物，经冷凝器后进入溶剂贮罐，浓缩后的树脂液由塔底流入真空薄膜蒸发器，进一步处理得到目的物。5、硅烷偶联剂生产工艺流程简介硅烷偶联剂生产由氯丙烯与三氯氢硅分别经过加成、烷氧基化与功能基转化等反应过程，制得产品：将三氯氢硅及氯丙

9、烯经过计量后加入到加成反应器中，同时加入铂催化剂，升温达到反应温度后三氯氢硅与氯丙烯发生加成反应，再将加成产物转入烷氧基化反应器，同时加入计量过的甲醇，升温，至反应温度时开始进行烷基化反应，中间产物转入功能化反应器，并加入计量过的乙二胺，升温进行功能基转化反应，反应结束后，将产品粗品转入分馏釜，分馏后的产品粗品经过滤器滤去催化剂后即得产品硅烷偶联剂。二、国内、外同类产品生产技术和工艺情况目前国内外主要有机硅生产公司均采用从有机硅单体原料出发，直接合成技术，生产有机硅系列产品。如室温硫化硅橡胶的生产工艺，目前国内外的有机硅主要生产企业，均采用采用间歇法碱催化八甲基环四硅氧烷开环调聚生产工艺；在热

10、硫化硅橡胶生产中，目前国外公司均采用大容量捏合机混炼技术；在硅油生产工艺中，目前许多企业已经使用120#溶剂油代替甲苯作为反应溶剂，以解决生产中甲苯的毒性问题；有的企业还采用了深冷无溶剂法生产硅油工艺；在硅树脂生产工艺中，有的生产企业已经采用醇解反应代替水解反应，或以盐酸代替水进行水解反应，使水解反应过程中产生的HCI不与水溶解放热，使反应过程更容易控制；其它的有机硅品种的生产工艺步骤以及生产装置，国内的有机硅主要生产公司与本项目的工艺流程基本相同。三、与国内、外同类产品生产技术和工艺对比情况本方案从最基本的有机硅原料出发，每步工序可控，质量稳定有保证，成本较低，产品规格型号易随市场变化及时调

11、整；不足之处是需增添较多设备，投资大，工期长，同时会有三废产生，对环境有影响，需进行三废处理。目前国外大有机硅公司均采用此方案。与国内、外同类产品生产技术和工艺对比表品 种国内外同类产品采用的生产工艺本项目采用的工艺对比情况室温硫化硅橡胶1.由甲基氯硅烷水解物或DMC在KOH催化剂作用下制取；2.由低摩尔量HO(McSiO)mH在加热及催化剂作用下脱水缩合制取由二甲基混合环体DMC在KOH催化剂作用下制取工艺比较简单，好控制热硫化硅橡胶1、采用碱催化剂在加热条件下脱水、缩合、脱低分子物、中和催化剂；2、采用酸催化剂在加热条件下脱水、缩合、脱低分子、中和催化剂制取；3、采用暂时性催化剂在加热条件

12、下脱水、缩合、脱低分子、升温分解催化剂制取采用暂时性催化剂在加热条件下脱水、缩合、脱低分子、升温分解催化剂制取生产工艺比较成熟，容易操作甲基硅油1、以浓硫酸作为催化剂间歇合成工艺2、以阳离子树脂作为催化剂连续合成工艺；3、以KOH为催化剂连续合成工艺4、采用暂时性催化剂连续合成工艺1、以阳离子树脂作为催化剂连续合成工艺；2、采用暂时性催化剂连续合成工艺连续性工艺比较好控制，产品质量稳定，效率高含氢硅油1、由有机氢氯硅烷、有机氯硅烷共水解缩合工艺；2、由有机氢氯硅烷与有机聚氧硅烷水解平衡生成；3、有机硅氢氧硅烷与有机氯硅烷水解平衡生成4、由有机氢硅氧烷与其它硅氧烷催化平衡生成5、由有含有Si-C

13、I的硅油还原生成有机硅氢氧硅烷与有机氯硅烷水解平衡生成工艺成熟，生产条件稳定，容易操作硅树脂1、一甲基氯硅烷直接水解缩合制取甲基硅树脂（有间歇和连续两种工艺）2、一甲基氯硅烷在有机溶剂存在条件下水解缩合制取甲基硅树脂（有间歇和连续两种工艺）一甲基氯硅烷在有机溶剂存在条件下水解缩合制取甲基硅树脂（连续工艺）采用连续的生产工艺，质量稳定，工艺操作比较简单硅烷偶联剂1、以氯丙烯、三氯氢硅为原料在铂催化剂作用下通过硅氢加成、酯化、硫化（或胺化）生成硅烷偶联剂；2、以氯丙烯、含氢单体为原料在铂催化剂作用下通过硅氢加成、酯化、硫化（或胺化）生成硅烷偶联剂以氯丙烯、三氯氢硅为原料在铂催化剂作用下通过硅氢加成

14、、酯化、胺化生成硅烷偶联剂；有成熟的生产工艺，工艺条件稳定，工艺容易掌握本项目技术上依托。工研究院是我国最早从事有机硅单体及后加工研究的单位，拥有国内知名的有机硅单体及聚合物专家和大批经验丰富的科研人员，其技术已在国内主要生产厂得到应用。本项目建成后，各项技术经济指标国内领先，接近国外先进水平。第三节 建设项目涉及的主要原材料、中间产品和产品一、主要原料本项目所用原料一部分由本公司其它有机硅生产车间提供，使用管道输送至储罐装置内，不足部分以及其他原料由汽车运输，卸至储存地点，使用量见下表：序 号物料名称储存量t年用量t备 注1八甲基环四硅氧烷-263812甲基二氯硅烷-26253甲基三氯硅烷-

15、2937.54三甲基一氯硅烷-1695白炭黑28534506六甲基二硅氧烷（MM）-1567三氯氢硅-11258氯丙烯60848二、辅助物料该项目工程主要辅助物料使用量见下表：序 号物料名称储存量t年用量t备 注1甲苯404002氢氧化钾0.7511.43磷酸0.43.3754丙酮10384.6255乙二胺106386浓硫酸11.7947甲醇-4208碳酸钙55848.39氧化铁30435.610 氧化锌30435.611硅酸脂（交联剂）567.2112硅氧烷（助剂）23013铂催化剂0.79.8914活性炭15205.915甲基乙烯基环硅氧烷（VMC）1.52316四甲基氢氧化铵（催化剂）0

16、.21.7517低聚硅氧烷（结构化控制剂）1520018双2，5硫化剂0.10.0519离子交换树脂（催化剂）106.2520氮气-71Nm3/h21压缩空气-215 Nm3/h主要用于装置用气和仪表用气22蒸汽-0.68t/h23无离子水-375024冷冻盐水-0.125*106kcal/h 三、产品、中间产品产品、中间产品情况见下表：产品、中间产品表序号名 称装置规模日产量备 注1室温硫化硅橡胶基础胶7.5kt/a25t2室温硫化硅橡胶5.0 kt/a16.7t3热硫化硅橡胶12.5 kt/a41.7t4混炼胶5.0 kt/a16.7t5硅油7.5 kt/a25t6硅树脂1.25 kt/a

17、4.17t7硅烷偶联剂0.75 kt/a2.5t8四氯化硅0.35 kt/a1.2t副产品9盐酸11.23 kt/a37.4t副产品第四节 建设项目生产及储存规模一生产规模本项目生产规模为生产有机硅系列产品30kt/a。工艺生产装置生产规模序号装置名称产品名称生产规模kt/a年操作时数h1室温硫化硅橡胶装置区室温硫化硅橡胶72002热硫化硅橡胶装置区热硫化硅橡胶72003硅油装置区硅油72004硅树脂装置区硅树脂72005硅烷偶联剂装置区硅烷偶联剂7200二储存规模本项目所用原材料分为液体原辅料与固体原辅料。白炭黑、催化剂等固体原辅料储存于原辅料库房内，产品存放于成品库房内，液体原辅料储存在装

18、置区。有机硅单体类原料：八甲基环四硅氧烷、甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、三氯氢硅、甲醇等，由本公司有机硅单体项目提供，由有机硅单体项目储存区直接用管道输送至本项目生产装置区。1、液体原辅料储存设施及规模储存设施及规模一览表序 号物料名称储罐规格数量储存量t材质储存设施位置1甲苯25m3240不锈钢硅树脂装置区、硅油装置区2氯丙烯25m3360不锈钢硅烷偶联剂装置区3磷酸200kg-0.4工程塑料库房4丙酮15m3110不锈钢硅树脂装置区5乙二胺15m3110不锈钢硅烷偶联剂装置区6浓硫酸4m3211.7钢制硅油装置区7盐酸20m3352.5不锈钢硅油装置区、硅树脂装置区、硅烷偶联剂装置区8四氯化

19、硅10m3218不锈钢硅烷偶联剂装置区2、固体原辅料本项目所使用的固体原辅料主要有氢氧化钾，日常储存量为0.75t，白炭黑，日常储存量285t，以及其它填料、催化剂等，日常储存量512.2t，在综合库房内储存。3、产品本项目产品为液体或固体，年产量30000t，日常库存量2000t；以单包装形式分区储存于成品仓库中。第五节 生产工艺流程该项目特点是多套装置、分散生产系列产品，所以需要根据最终产品的不同，采取不同的工艺流程：一、室温硫化硅橡胶工艺流程1、室温硫化硅橡胶基础胶本项目采用碱催化聚合法制的带活性端基的室温硫化硅橡胶基础胶，即原料八甲基环四硅氧烷（D4）依次经过脱水、开环调聚、降解、中和

20、以及脱低沸物等过程最后生产得到室温硫化硅橡胶基础胶。具体生产过程如下：（1）脱水有机硅单体罐区内八甲基环四硅氧烷经输送泵打入生产区临时储罐内，生产时临时罐内八甲基环四硅氧烷经计量后由泵加入脱水釜，开启搅拌并通蒸汽升温，控制温度145155，同时通氮气去除八甲基环四硅氧烷中微量水分。除水过程挥发的有机物由冷凝器回收，不凝气主要成分为非甲烷总烃与氮气，排放。收集的低分子物进入低分子受器进行静置分层，低分子物由泵打入低分子储罐回用于生产。本阶段主要为物理蒸发过程，没有化学反应，主要安全措施为采用氮气置换脱水釜上部的空气，并始终使用氮气进行保护。（2）开环调聚八甲基环四硅氧烷脱水完毕后加入10%氢氧化

21、钾溶液，通蒸汽升温，当温度达到145155时，控制蒸汽量以控制反应物粘度增长速度。反应一段时间，经粘度检测合格后停止通入蒸汽。本阶段的化学反应为开环和聚合同时进行，在总体上为吸热反应，需要进行加热，主要安全措施为采用氮气置换脱水釜上部的空气，并始终使用氮气进行保护，搅拌。（3）降解反应调聚完毕后，去离子水经计量后加入反应釜同时通入蒸汽加热，严格控制加水速度，当物料粘度降低到要求限额时，停止加去离子水并停通蒸汽。（4）中和反应将物料由泵加入到中和反应釜中，同时将计量的磷酸加入中和反应釜，以中和加入的催化剂氢氧化钾。中和反应方程式为：3KOH+2H3PO4 K2HPO4+KH2PO4+3H2O（5

22、）脱低分子物物料经中和处理后泵入脱水釜，通入蒸汽将产品中的水分和低分子物除去，蒸出的水分及低分子物由冷凝装置回收，不凝气主要成分为非甲烷总烃与氮气，高空排放。物料脱除低分子物后即为成品基础胶。收集的含水低分子物进入低分子受器进行静置分层，低分子物由泵打入低分子储罐回用于生产。室温硫化硅橡胶基础胶工艺流程见下图：蒸发器2、双组份室温硫化硅橡胶生产工艺双组份室温硫化硅橡胶分为A组份及B组份。A组份为胶料，胶料生产是将基础胶与补强填料经捏合、混炼，最后加入硅油、辅助填料以及助剂混合而成，其工艺过程如下：（1）捏合、混炼将经过计量的基础胶经泵加入捏合机中，由人工方式依次加入计量好的袋装填料白炭黑等进行

23、捏合、混炼，使基础胶与补强填料完全混合。捏合混炼过程中通入循环冷却水以控制物料温度。生胶捏合过程中由于温度升高会挥发出微量非甲烷总烃排放。（2）加热、真空捏合、混炼完毕后通入蒸汽进行加热，同时抽真空将加热过程中挥发出的非甲烷总烃抽出高空排放。（3）研磨、薄通将混合好的物料由泵加入三辊研磨机进行研磨与薄通。三辊研磨机通过水平的三根辊筒的表面相互挤压及不同速度的摩擦使胶料达到研磨效果。研磨同时通过自带的冷却装置散逸辊筒间工作时所产生的热量。研磨过程物料温度升高会挥发出少量的非甲烷总烃，经过集尘罩收集高空排放。研磨、薄通后的胶料经旋转粘度计检验合格后，进行包装。B组份生产是简单的混合过程，即将计量的

24、各种助剂加入捏合机，充分混合后即为B组份，生产过程无有毒有害物质排放。A组份胶料、B组份生产工艺流程见下图：加热、真空3、单组份室温硫化硅橡胶生产工艺本项目单组份室温硫化硅橡胶分中性耐候胶与结构胶。（1）中型耐候胶：将基础胶、硅油由泵加入行星式搅拌器中，同时通入氮气。开启搅拌器进行混合，并将物料中的少量水分除去，除水过程中会带出微量的低分子物排放。物料除水后将经计量的交联剂、填料以及催化剂由人工加入行星式搅拌器进行搅拌混合。充分混合完毕后，经分装机包装，即得产品。中性耐候胶生产工艺见下图：分 装（2）结构胶：将基础胶、交联剂、助剂由泵加入捏合机中，袋装填料和催化剂经人工加入，加完后开启捏合机进

25、行混合。经过捏合机捏合、混炼，基础胶与填料等完全混合。捏合、混炼过程中通入循环冷却水控制物料温度。同时捏合过程中会挥发出微量有机气体排放。白炭黑加料时会产生少量含尘废气，项目在捏合机上方设集气罩，收集的废气经引风机至布袋除尘器处理后由15m排气筒排放。物料捏合完毕后转入三辊研磨机进行研磨，研磨过程中会挥发出少量的非甲烷总烃低分子物，本项目在研磨机上方设集气罩，收集的气体由引风机引至活性炭吸附装置处理后由15m排气筒排放。研磨后的胶料经分装机进行包装即得产品。结构胶生产工艺见下图：成品研磨二、热硫化硅橡胶生产工艺1、热硫化硅橡胶生胶生产工艺流程本项目采用碱催化聚合法生产热硫化硅橡胶生胶。即以八甲

26、基环四硅氧烷为原料，经过脱水、聚合等过程，最后经脱除低分子物制得。其生产工艺流程介绍如下：（1）脱水生产区临时储罐内八甲基环四硅氧烷经过计量后由泵加入脱水釜，开启搅拌并通蒸汽升温。在50左右时通入氮气并抽真空，以脱水除物料中微量的水分。除水过程挥发的有机物由冷凝装置回收，不凝气主要成分为非甲烷总烃与N2，高空排放。收集的低分子物进入低分子受器进行静置分层，分离出的微量废水经气提装置处理后进公司污水处理站，低分子物由泵打入低分子储罐回用于生产。本阶段主要为物理蒸发过程，没有化学反应，主要安全措施为采用氮气置换脱水釜上部的空气，并始终使用氮气进行保护。（2）配料、脱水将VMC(CH3ViSiO)4

27、、催化剂碱胶（CH3）4NOH以及封端剂CHSi(CH3SiO)nSi(CH3)3计量后分别由泵打入脱水釜，通蒸汽升温进一步脱水，时间控制在30min左右。脱水过程中挥发的有机物由冷凝装置回收，不凝气主要成分为非甲烷总烃与N2，高空排放。收集的低分子物进入低分子受器进行静置分层，分离出微量污水经气提装置处理后进公司污水处理站，低分子物由泵打入低分子储罐回用于生产。本阶段主要也是物理蒸发过程，脱除物料中的水分，没有化学反应，主要安全措施为采用氮气置换脱水釜上部的空气，并始终使用氮气进行保护。（3）开环、聚合将干燥好的物料加入聚合反应釜，通入蒸汽控制温度在100左右进行开环聚合反应，反应时间控制在

28、1h左右，再加热使温度维持在120左右，进一步聚合，以得到摩尔质量在5080万g/mol左右的产物。此过程涉及的化学反应方程式为：R(CH3)2SiO(CH3)2SiOxSi(CH3)2R+P(CH3)2SiOn+qCH3(C2H3)SiOmR(CH3)2SiOSi(CH3)2SiOpn+xCH3(C2H3)SiOqmSi(CH3)2R本阶段的化学反应为开环和聚合同时进行，在总体上为吸热反应，需要进行加热，主要安全措施为采用氮气置换脱水釜上部的空气，并始终使用氮气进行保护，搅拌。（4）破触媒、脱除低沸物将聚合后的产品粗品转入闪蒸器，用导热油加热到180200左右，以破坏粗品中的催化剂。导热油炉

29、为电加热。然后在1.3kPa条件下进行减压蒸馏，蒸出的低分子物由冷凝装置回收，不凝气主要成分为非甲烷总烃与N2，高空排放。物料脱除低分子物后即为成品基础胶。收集的低分子物存入低分子储罐回用于生产。破坏催化剂过程中催化剂分解会产生三甲胺与甲醇废气，经主引风机引至活性炭吸附装置处理后经15m排气筒高空排放。此过程涉及到的反应方程式为：（CH3）4NOH （CH3）3N + CH3OH热硫化硅橡胶生胶生产工艺流程见下图：脱低沸物2、混炼胶生产工艺流程本项目生产A与B两种混炼胶，下面分别介绍其生产过程。（1）混炼胶A 加料将生胶经泵加入捏合机中，然后经人工相继加入结构控制剂、白炭黑、添加剂等。白炭黑加入过程中会有含尘废气产生，本项目在捏合机上方设集气罩，收集的含尘废气经主引风机送至布袋除尘器处理后由15m排气筒排放。 捏合加