丙烯腈厂防火防爆设计Word格式文档下载.docx

1、规范目 录1 前言随着全世界金融的飞速苏醒，化工工业企业也获得了飞速的发展，化学工业已经成为国民经济建设的最重要的支柱产业之一。化学工业向高能化和自动化方向迅速发展的同时，高危险性工业，核工业也得到了经济建设的支撑渡过了冬眠期，开始了惊天动地的改革发展。随之灾害性爆炸事故、火灾事故、大范围人群中毒等恶性事件也不断出现，造成的严重后果和社会问题也慢慢超出了人们的想象与承受，超过了事故本身。在经济规模越来越宏大所支撑强大化学工业的今天，避免严重性、灾难性事故逐渐成为一个国家经济发展顺利的前提条件，也是工业装置平稳安全运行的核心问题。工厂所在的地区，工厂和环境以及工厂内部组件之间的相对位置，对于化工

2、厂的安全是至关重要的问题，这包括化工厂的选址和布局，会影响到其周边环境，以致整个地区的环境，而且可能造成重大人员伤亡和财产损失。由于化工产品极其丰富，危险程度各不相同，危险存在的形式也不同，所以其整体规划，分区布置，统筹协调，使用设备的精细制造工艺的控制并不是一件简单的事。一些化工厂生产原料具有毒性或爆炸性，更要采取严格的措施进行保护，为了使化工厂生产更加规范更加安全。厂房的防火间距严格按照国家标准设计，电气设计必须把防爆安全作为设计方案的前提条件，对厂房进行爆炸危险区域划分。化工企业的厂房还应设有足够的泄爆面积。泄爆面积的设置计算，应严格按照项规定，以便在发生爆炸时能及时泄爆，减小爆炸带来的

3、冲击力，减小爆炸所带来的损失。严格按照国家规定给厂房配置灭火器，相关的灭火设施应该齐全，也是发生事故后便于抢救，减少损失的最佳途径。同时化工厂的安全关系到人民的生命财产安全，所以应严格按照建筑设计防火规范、石油化工企业设计防火规范、爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范等，并结合具体位置和区域灵活设计。2 工程概况丙烯腈厂厂址设于山西太原经济开发区。占地面积约为95000平方米，长约380米，宽约250米。太原经济技术开发区座落在山西省会城市太原，这里距离首都北京500公里，全程高速4小时到达，距西部中心城市西安600公里，全程高速5小时到达，是西部大开发的主要枢纽城市。太原市位于东经11130至

4、113 09，北纬3727至3825。东、西、北三面环山，中南部为平原，平均海拨800米，属北温带大陆性气候，冬无严寒，夏无酷暑，年均降雨量500毫米，年均气温9.5，气候宜人。地区属季风气候区域，冬夏受着不同的气团控制，产生了明显的季节风。地面风盛行风向由于受局部地形的影响，城区及南郊区常年以偏北风为主。太原经济技术开发区位于山西省省会太原市南隅。开发区内规划有食品加工区、医药电子工业区、机电轻工包装工业区、精细化工区、农产品加工区、保税区、仓储区，中心地带可供商贸、金融、服务和娱乐设施进行综合利用。开发区属于大陆性气候中的季风温带气候区，四季分明，气候宜人，年平均气温为9.5摄氏度，年平均

5、降水量为464毫米，年平均湿度5060%，年平均风速2.5米 /秒，开发区处于晋中盆地中部，主要是亚粘土或轻粘土、夹砂类土，地下水位约在3米左右，平均海拔770米。3 工程项目分析3.1工艺流程介绍3.1.1 生产工艺简述该生产工艺用丙烯、氨和空气混合并催化在440450生成丙烯腈。并生成附加产物乙腈、氰化氢等有机物。整个生产过程分为合成工序和精制工序。在合成工序，反应原料由底部进入反应器前，液体丙烯和氨经蒸发、空气经压缩，预先加热后进入混合器，然后，进入反应器，在催化剂作用下进行反应；生成的气体经废热锅炉回收热量后，进入氨中和塔除氨。除氨后的气体经冷却进入吸收塔用水吸收得到丙烯腈、氢腈酸、乙

6、腈等混合物。精制工序则将合成工序送来的水吸收液经脱除乙腈和氢腈酸后，送入精馏塔精制得丙烯腈产品。其方框流程图如图3.1所示。 图 3.1 丙烯氨氧化生产丙烯腈工艺方框流程图 本装置所用原料和产品及副产品均为可燃气体或易燃液体，其中氢氰酸为级毒物，丙烯腈等为级毒物。属石油化工生产安全卫生工作的重点装置之一。3.1.2 安全防火重点部位1.氧化反应器 氧化反应器是本装置的主要生产设备，氧化反应器一般为流化床式的反应塔,有锥体、浓相段和稀相段三部分。浓相段是丙烯氨氧化合成的部位；稀相段主要是用于回收催化剂。生产中的参加反应的丙烯氨空气具有形成爆炸性混合物的基础条件，加之反应温度提供的热能源，当工艺控

7、制失调，参加反应气体比例达到爆炸范围，由催化床温即可引爆引燃，此类事故在开停工过程中更易发生。2. 轻组分塔 轻组分塔作为丙烯氨制造工艺流程的一部分，主要作用脱除水吸收液中的氢氰酸，防止一级毒物泄露造成事故。 3. 精制工序机泵区 精制工序机泵区是转送丙烯腈氢氰酸乙腈和其他混合物料的集中区。泵区的静、密封点很多，是跑、冒、滴、漏隐患的危险区域，特别是氢氰酸的沸点是26，常温下级易气化，对工作人员威胁很大。4. 焚烧炉 此设备是处理装置中排出的废气、废液、废渣的专用设施，一旦故障会造成废料无处排放而被迫停车，从而导致爆炸污染中毒等严重事故。3.1.3 安全工作重点1.氧化反应器（1）预热升温投料

8、前，必须进行气密性试压，经氮气置换氧含量控制到适度，否则不许点火升温和投料。（2）投料升温时，检查投料程序，一定按照先投空气再投氨，待容器内氧含量低至7再投丙烯的顺序进行，防止投料过早与氧气发生激烈燃烧快速升温，使催化剂和设备被烧坏。（3）生产过程中经常对原料气的混合比例和催化剂床层温度进行检查。要防止丙烯投料过量，造成高温或者比例失调，形成爆炸性气体。（4）反应器的高压冷却水是平衡反应热量的重要手段，其供水压力是重要的工艺指标之一，必须经常检查，发现不正常现象时要迅速处理，防止烧坏高压蒸汽锅炉，或引起其他事故。2.精制工序（1） 机泵区及塔系的静、动密封点是正常检查和监视部位，发现异样必须立

9、即采取措施进行消除，以防止中毒、污染环境或者形成爆炸性气体。（2）丙烯腈、氢氰酸等物料有自聚性质，要注意对回收塔、脱氢氰酸塔系统操作温度的检查，并且要按照规定添加阻聚剂。（3）不定期的检查急冷塔中的硫酸铵母液浓度，以防浓度过高使工艺操作系统堵塞。（4）对机泵的抢修要严格进行安全管理措施的检查。如措施未执行前，禁止开始抢修作业。（5）对塔系统的避雷接地、易燃可燃高电阻率物料的设备管道静电接触等安全保护设施进行检查，发现缺陷及时消除和整改。3. 火炬和焚烧炉（1）火炬常明线在生产投料前要检查是否已点燃及正常生产中有无熄火现象。（2）要经常用工业电视对焚烧炉的燃烧情况进行检查和监视。4. 安全防护设

10、备与器材 （1）检测仪器 包括氢氰酸浓度自动分析报警仪，可燃气体检测报警仪，氧气浓度检测报警仪，个人用氢氰酸检测器。（2）防护、急救用具，事故柜和急救器材等救护器具的定期检查。（3）火灾报警系统 如设置于装备各部位的报警按钮和防爆型电话。（4）安全阀的连续吹氮系统，为防止丙烯腈、氢氰酸等聚合物粘堵管道、阀座等的氮封隔措施。5.其他部位（1）本装置的检修要注意对容器、塔类设备易积累聚合物的部位，进行蒸煮解毒。（2）进入本装置的人员，要进行特殊的安全防毒急救、抢救、抢救和训练以及对抢救药物的过敏性试验。3.2 工艺环节的划分3.2.1 生产区丙烯腈的工艺流程共分为五个步骤：丙烯氨氧化、水吸收、乙腈

11、回收、氢氰酸脱除、脱水蒸馏。丙烯氨氧化可单独在一生产车间进行，氨中和及冷却和水吸收同用一个生产车间，乙腈回收和氢氰酸的回收共用一个生产车间，脱水蒸馏单独一个房间。所以把丙烯腈生产分为四个部分，各个车间的功能和规模见表3.1。表3.1 各个生产车间的功能与规模编号生产车间功能长（m）宽（m）高（m）面积（） 丙烯、氨、空气氧化反应 氨中和及冷却和水吸收氢氰酸和乙腈的回收脱水蒸馏3.2.2 仓储设施为了方便工厂的生产的便利与安全与成品的管理措施严谨，在厂内设计有储存库房和成品库房。储存库房（建筑物5）和（建筑物6）是为了储存用钢瓶装的生产原料丙烯和氨气。成品库房（建筑物7）是为了储存产物丙烯腈。下

12、面对各反应物质和生成物质的化学性质及存储注意事项进行简单介绍。1.氨气氨气常态为气态，无机化合物，常温下为气体，无色有刺激性恶臭的气味，易溶于水，无色有刺激性恶臭的气体;蒸汽压 506.62kPa（4.7）;熔点 -77.7;沸点-33.5;溶解性：易溶于水，相对密度（水=1）0.82（-79）;相对密度（空气=1）0.6;稳定性：稳定;危险标记 6（有毒气体）;主要用途：用作致冷剂及制取铵盐和氮肥。2.丙烯常温下为无色、无臭、稍带有甜味的气体。分子量42.08,密度0.5139g/cm（20/4）,冰点-185.3,沸点-47.4。易燃,爆炸极限为2%11%。不溶与水,溶于有机溶剂，是一种属

13、低毒类物质。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30。应与氧化剂、酸类分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。人吸入可引起意识丧失，长期接触可引起头昏力、全身不适、思维不集中。与二氧化氮、四氧化二氮、氧化二氮等激烈化合，与其它氧化剂接触剧烈反应。气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。3.丙烯腈熔点-82。密度0.806gcm3。溶于水、乙醚、乙醇、丙酮、苯和四氯化碳。与水形成共沸物。易挥发，有腐蚀性。有氧存在下，遇光和热能自行聚合易燃。空气中的容许浓度为20ppm。，沸点77.3，闪点

14、 -5 为无色易燃液体，剧毒、有刺激味，微溶于水，易溶于一般有机溶剂；遇火种、高温、氧化剂有燃烧爆炸的危险，其蒸汽与空气混合物能成为爆炸性混合物，爆炸极限为 3.1%-17% （体积百分比）。采用铁桶包装。贮存容器要密封，仓库要有良好的通风，防止日晒，要远离硫酸、硝酸等强酸性物质。丙烯腈蒸汽可经呼吸道侵入人体，造成急性中毒。吸入高浓度的丙烯腈蒸汽抢救不及时可造成伤亡。根据丙烯腈生产工艺流程要求将原料丙烯和氨气及成品丙烯腈划为到一个储存区，根据它们的化学性质和储存要求进行分配。整个仓储设施区共有3个库房，编号分别为5号、6号、7号库房，依次存放丙烯,氨和丙烯腈。各个建筑物功能与规格如表3.2所示。表3.1 储存库房的功能和规格储存及