乙烯裂解分离单元操作安全技术措施

篇2：氧化反应单元操作安全技术措施

氧化反应在化工操作中十分常见。有的化工过程利用氧化反应制取化工产品,有的化工过程也因为不良氧化反应而产生人们所不希望的副产物,甚至会产生影响安全生产的过氧化物。无论是何种氧化反应,都有独特的安全要求。

(一)异丙苯氧化生产过氧化氢异丙苯

过氧化氢异丙苯工业上主要用作高分子聚合反应的激发剂。过氧化氢异丙苯的工业生产采用空气氧化生产。由于过氧化氢异丙苯性质活泼,在80℃以上开始分解,在135℃以上会剧烈分解爆炸。遇酸、碱也可分解,剧烈振动会引起爆炸。因此操作中应特别注意。

(1)严格控制氧化塔及系统的操作温度。氧化塔的反应温度不仅影响反应速度和收率,也直接影响装置的安全生产。氧化反应在80℃以上进行,一般控制在110~120℃。如果反应温度降低,氧化反应速度变慢,反应温度过高,则氧化速度加快,但过氧化氢异丙苯的分解过程也相应加快。特别在系统中过氧化物浓度较高时,超温引起过氧化物剧烈分解会爆炸着火。

(2)精心控制氧化塔操作压力,防止超压引起防爆板破裂。氧化塔反应温度超过145℃,就会因过氧化氢异丙苯分解反应放出的热量使塔内物料温度急剧上升,产生高压造成防爆板爆破以至爆炸。另外,防爆板腐蚀或仪表控制失灵使塔顶压力控制过高,会造成氧化塔顶超压防爆板爆破。处理时一是要停止通空气,停止加异丙苯,降温,更换防爆板。二是要在停车更换防爆板后检查检修仪表。

(3)要注意氧化和提浓系统的联锁、报警装置,定期校验,确保正常投用。

(4)防止过氧化氢异苯在管道内分解。管道内分解会引起整个系统的剧烈振动,甚至发生爆炸。其原因一是循环分解液中酸浓度太高,二是过氧化氢异丙苯在分解器上的加料管线止逆阀失效。处理时要降低分解反应温度和分解器加料量,逐步降低系统中酸含量,更换止回阀。

(二)丙烯氨氧化生产丙烯腈的安全操作

丙烯氨氧化法是最常见的丙烯腈生产方法。是以丙烯、氨、空气按一定比例进入沸腾床或固定床反应器,在以硅胶作截体的磷钼系或锑铁系催化剂作用下,在400~500℃温度和常压下进行丙烯的氨氧化反应,生成丙烯腈。然后经中和塔用稀硫酸中和,除去未反应的氨,用水吸收丙烯腈气体,再经萃取分离、脱水精馏等工序得到丙烯腈产品。反应式为:

在丙烯氨氧化工艺过程中应注意如下问题:

1.防止在氧化反应器内形成爆炸混合物

在合成反应器里,空气、氨和丙烯按一定比例混合,经催化剂床层流化接触,在400~500℃温度下反应生成丙烯腈。如果出现加料顺序错误或加料比例失控,可能会在合成反应器内形成爆炸性混合气体,发生火灾爆炸事故。为防止爆炸性混合气体的形成、应特别注意:

(1)反应器升温投料前认真检查核准投料程序,严格控制投料比。要先投空气,再投氨,待反应器内氧含量降到7%以下后再逐渐投入丙烯。

(2)在紧急情况(如突然停电、停脱盐水等)下停车,要按先切断丙烯,再切断氨,最后停空气的停车顺序进行紧急停车处理,打开吹扫氮气,吹扫原料分布器。然后再按正常停车处理。

2.防止物料泄漏

氧化反应器(包括塔系统)高温物料泄漏,很容易引起着火爆炸。另外回收精制过程中发生泄漏,丙烯腈及副产物氢氰酸等泄漏,易造成人员中毒事故。操作中要认真巡回检查,及时消除设备的泄漏;精心调节、稳定操作,防止反应系统超温超压。

丙烯氨氧化工艺过程的危险性主要来自于高温有毒物料泄漏引起的火灾爆炸和人员中毒、温度的失控造成的系统超压、设备烧毁和物料的爆聚等危害。

篇3：典型化工单元操作过程安全技术要求

(一)非均相分离

化工生产中的原料、半成品、排放的废物等大多为混合物,为了进行加工。得到纯度较高的产品以及环保的需要等,常常要对混合物进行分离。混合物可分为均相(混合)物系和非均相(混合)物系。非均相物系中,有一相处于分散状态,称为分散相,如雾中的小水滴、烟尘中的尘粒、悬浮液中的固体颗粒、乳浊液中分散成小液滴的液相;另一相处于连续状态,称为连续相(或分散介质),如雾和烟尘中的气相、悬浮液中的液相、乳浊液中处于连续状态的液相。从有毒有害物质处理的角度,非均相分离过程就是这些物质的净化过程、吸收过程或浓缩分离过程。工业生产中多采用机械方法对两相进行分离,常见的有沉降分离、过滤分离、静电分离和湿洗分离等,此外,还有音波除尘和热除尘等方法。

过滤过程安全措施:

1.若加压过滤时能散发易燃、易爆、有害气体,则应采用密闭过滤机。并应用压缩空气或惰性气体保持压力:取滤渣时,应先释放压力。

2.在存在火灾、爆炸危险的工艺中,不宜采用离心过滤机,宜采用转鼓式或带式等真空过滤机。如必须采用离心过滤机时,应严格控制电机安装质量,安装限速装置。注意不要选择临界速度操作。

3.离心过滤机应注意选材和焊接质量,转鼓、外壳、盖子及底座等应用韧性金属制造。

(二)加热及传热

传热在化工生产过程中的应用主要有创造并维持化学反应需要的温度条件、创造并维持单元操作过程需要的温度条件、热能综合和回收、隔热与限热。

热量传递有热传导、热对流和热辐射三种基本方式。实际上,传热过程往往不是以某种传热方式单独出现,而是以两种或三种传热方式的组合。化工生产中的换热通常在两流体之间进行,换热的目的是将工艺流体加热(汽化),或是将工艺流体冷却(冷凝)。

加热过程安全分析:

加热过程危险性较大。装置加热方法一般为蒸汽或热水加热、载热体加热以及电加热等。

1.采用水蒸气或热水加热时,应定期检查蒸汽夹套和管道的耐压强度,并应装设压力计和安全阀。与水会发生反应的物料,不宜采用水蒸气或热水加热。

2.采用充油夹套加热时,需将加热炉门与反应设备用砖墙隔绝,或将加热炉设于车间外面。油循环系统应严格密闭,不准热油泄漏。

3.为了提高电感加热设备的安全可靠程度,可采用较大截面的导线,以防过负荷;采用防潮、防腐蚀、耐高温的绝缘,增加绝缘层厚度。添加绝缘保护层等措施。电感应线圈应密封起来,防止与可燃物接触。

4.电加热器的电炉丝与被加热设备的器壁之间应有良好的绝缘,以防短路引起电火花,将器壁击穿,使设备内的易燃物质或漏出的气体和蒸气发生燃烧或爆炸。在加热或烘干易燃物质,以及受热能挥发可燃气体或蒸气的物质,应采用封闭式电加热器。电加热器不能安放在易燃物质附近。导线的负荷能力应能满足加热器的要求,应采用插头向插座上连接方式,工业上用的电加热器,在任何情况下都要设置单独的电路,并要安装适合的熔断器。

5.在采用直接用火加热工艺过程时,加热炉门与加热设备间应用砖墙完全隔离,不使厂房内存在明火。加热锅内残渣应经常清除以免局部过热引起锅底破裂。以煤粉为燃料时,料斗应保持一定存量,不许倒空,避免空气进入,防止煤粉爆炸;制粉系统应安装爆破片。以气体、液体为燃料时,点火前应吹扫炉膛,排除积存的爆炸性混合气体,防止点火时发生爆炸。当加热温度接近或超过物料的自燃点时,应采用惰性气体保护。

(三)蒸馏及精馏

化工生产中常常要将混合物进行分离,以实现产品的提纯和回收或原料的精制。对于均相液体混合物,最常用的分离方法是蒸馏。要实现混合液的高纯度分离,需采用精馏操作。

蒸馏过程危险性分析:

在常压蒸馏中应注意易燃液体的蒸馏热源不能采用明火,而采用水蒸气或过热水蒸气加热较安全。蒸馏腐蚀性液体,应防止塔壁、塔盘腐蚀,造成易燃液体或蒸气逸出,遇明火或灼热的炉壁而产生燃烧。蒸馏自燃点很低的液体,应注意蒸馏系统的密闭,防止因高温泄漏遇空气自燃。对于高温的蒸馏系统,应防止冷却水突然漏入塔内,这将会使水迅速汽化,塔内压力突然增高而将物料冲出或发生爆炸。启动前应将塔内和蒸汽管道内的冷凝水放空,然后使用。在常压蒸馏过程中,还应注意防止管道、阀门被凝固点较高的物质凝结堵塞,导致塔内压力升高而引起爆炸。在用直接火加热燕馏高沸点物料时(如苯二甲酸酐),应防止产生自燃点很低的树脂油状物遇空气而自燃。同时,应防止蒸干,使残渣焦化结垢,引起局部过热而着火爆炸。油焦和残渣应经常清除。冷凝系统的冷却水或冷冻盐水不能中断,否则未冷凝的易燃蒸气逸出使局部吸收系统温度增高,或窜出遇明火而引燃。

真空蒸馏(减压蒸馏)是一种比较安全的蒸馏方法。对于沸点较高、在高温下蒸馏时能引起分解、爆炸和聚合的物质,采用真空蒸馏较为合适。如硝基甲苯在高温下分解爆炸、苯乙烯在高温下易聚合,类似这类物质的蒸馏必须采用真空蒸馏的方法以降低流体的沸点。借以降低蒸馏的温度,确保其安全。

(四)气体吸收与解吸

气体吸收按溶质与溶剂是否发生显著的化学反应可分为物理吸收和化学吸收;按被吸收组分的不同,可分为单组分吸收和多组分吸收;按吸收体系(主要是液相)的温度是否显著变化,可分为等温吸收和非等温吸收。在选择吸收剂时,应注意溶解度、选择性、挥发度、黏度。工业生产中使用的吸收塔的主要类型有板式塔、填料塔、湍球塔、喷洒塔和喷射式吸收器等。

解吸又称脱吸,是脱除吸收剂中已被吸收的溶质,而使溶质从液相逸出到气相的过程。在生产中解吸过程用来获得所需较纯的气体溶质,使溶剂得以再生,返回吸收塔循环使用。工业上常采用的解吸方法有加热解吸、减压解吸、在惰性气体中解吸、精馏方法。

(五)干燥

干燥按其热量供给湿物料的方式,可分为传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥。干燥按操作压强可分为常压干燥和减压干燥;按操作方式可分为间歇式干燥与连续式干燥。常用的干燥设备有厢式干燥器,转筒干燥器、气流干燥器、沸腾床干燥器、喷雾干燥器。为防止火灾、爆炸、中毒事故的发生,干燥过程要采取以下安全措施:

1当干燥物料中含有自燃点很低或含有其他有害杂质时必须在烘干前彻底清除掉,干燥室内也不得放置容易自燃的物质。

2干燥室与生产车间应用防火墙隔绝,并安装良好的通风设备,电气设备应防爆或将开关安装在室外。在干燥室或干燥箱内操作时,应防止可燃的干燥物直接接触热源,以免引起燃烧。

3干燥易燃易爆物质,应采用蒸汽加热的真空干燥箱,当烘干结束后,去除真空时,一定要等到温度降低后才能放进空气;对易燃易爆物质采用流速较大的热空气干燥时,排气用的设备和电动机应采用防爆的;在用电烘箱烘烤能够蒸发易燃蒸气的物质时,电炉丝应完全封闭,箱上应加防爆门;利用烟道气直接加热可燃物时,在滚筒或干燥器上应安装防爆片,以防烟道气混入一氧化碳而引起爆炸。

4.间歇式干燥,物料大部分靠人力输送,热源采用热空气自然循环或鼓风机强制循环,温度较难控制,易造成局部过热,引起物料分解造成火灾或爆炸。因此,在干燥过程中,应严格控制温度。

5.在采用洞道式、滚筒式干燥器干燥时,主要是防止机械伤害。在气流于燥,喷雾干燥、沸腾床干燥以及滚筒式干燥中,多以烟道气、热空气为干燥热源。

6.干燥过程中所产生的易燃气体和粉尘同空气混合易达到爆炸极限。在气流干燥中,物料由于迅速运动相互激烈碰撞、摩擦易产生静电;滚筒干燥过程中,刮刀有时和滚筒壁摩擦产生火花,因此,应该严格控制干燥气流风速,并将设备接地;对于滚筒干燥,应适当调整刮刀与筒壁间隙,并将刮刀牢牢固定,或采用有色金属材料制造刮刀,以防产生火花。用烟道气加热的滚筒式干燥器,应注意加热均匀,不可断料,滚筒不可中途停止运转。斗口有断料或停转应切断烟道气并通氮。干燥设备上应安装爆破片。

(六)蒸发

蒸发按其采用的压力可以为常压蒸发、加压蒸发和减压燕发(真空蒸发)。按其蒸发所需热量的利用次数可分为单效蒸发和多效蒸发。蒸发过程要注意如下问题:

1蒸发器的选择应考虑燕发溶液的性质,如溶液的黏度、发泡性、腐蚀性、热敏性,以及是否容易结垢、结晶等情况。

2在蒸发操作中,管内壁出现结垢现象是不可避免的,尤其当处理易结晶和腐蚀性物料时,使传热量下降。在这些蒸发操作中,一方面应定期停车清洗、除垢;另一方面改进蒸发器的结构,如把蒸发器的加热管加工光滑些,使污垢不易生成,即使生成也易清洗,提高溶液循环的速度,从而可降低污垢生成的速度。

(七)结晶

结晶是固体物质以晶体状态从蒸气、溶液或熔融物中析出的过程。结晶是一个重要的化工单元操作,主要用于制备产品与中间产品、获得高纯度的纯净固体物料。

结晶过程常采用搅拌装置。搅动液体使之发生某种方式的循环流动,从而使物料混合均匀或促使物理、化学过程加速操作。

结晶过程的搅拌器要注意如下安全问题:

1.当结晶设备内存在易燃液体蒸气和空气的爆炸性混合物时,要防止产生静电,避免火灾和爆炸事故的发生。

2,避免搅拌轴的填料函漏油,因为填料函中的油漏入反应器会发生危险。例如硝化反应时,反应器内有浓硝酸,如有润滑油漏入,则油在浓硝酸的作用下氧化发热,使反应物料温度升高,可能发生冲料和燃烧爆炸。当反应器内有强氧化剂存在时,也有类似危险。

3对于危险易燃物料不得中途停止搅拌。因为搅拌停止时,物料不能充分混匀,反应不良,且大量积聚;而当搅拌恢复时,则大量未反应的物料迅速混合,反应剧烈,往往造成冲料,有燃烧、爆炸危险。如因故障而导致搅拌停止时,应立即停止加料,迅速冷却;恢复搅拌时,必须待温度平稳、反应正常后方可续加料,恢复正常操作。

4.搅拌器应定期维修,严防搅拌器断落造成物料混合不匀,最后突然反应而发生猛烈冲料,甚至爆炸起火,搅拌器应灵活,防止卡死引起电动机温升过高而起火。搅拌器应有足够的机械强度,以防止因变形而与反应器器壁摩擦造成事故。

(八)萃取

萃取时溶剂的选择是萃取操作的关键,萃取剂的性质决定了萃取过程的危险性大小和特点。萃取剂的选择性、物理性质(密度、界面张力、黏度)、化学性质(稳定性、热稳定性和抗氧化稳定性)、萃取剂回收的难易和萃取的安全问题(毒性、易燃性、易爆性)是选择萃取剂时需要特别考虑的问题。工业生产中所采用的萃取流程有多种,主要有单级和多级之分。

萃取设备的主要性能是能为两液相提供充分混合与充分分离的条件,使两液相之间具有很大的接触面积,这种界面通常是将一种液相分散在另一种液相中所形成,两相流体在萃取设备内以逆流流动方式进行操作。萃取的设备有填料萃取塔、筛板萃取塔、转盘萃取塔、往复振动筛板塔和脉冲萃取塔。

(九)制冷

冷却与冷凝的主要区别在于被冷却的物料是否发生相的改变,若发生相变则成为冷凝,否则,如无相变只是温度降低则为冷却。冷却、冷凝操作在化工生产中十分重要,它不仅涉及到生产,而且也严重影响防火安全,反应设备和物料由于未能及时得到应有的冷却或冷凝,常是导致火灾、爆炸的原因。在工业生产过程中,蒸气、气体的液化,某些组分的低温分离,以及某些物品的输送、储藏等,常需将物料降到比水或周围空气更低的温度,这种操作称为冷冻或制冷。

冷冻操作的实质是利用冷冻剂自身通过压缩—冷却—蒸发(或节流、膨胀)的循环过程,不断地由被冷冻物体取出热量(一般通过冷载体盐水溶液传递热量),并传给高温物质(水或空气),以使被冷冻物体温度降低。一般说来,冷冻程度与冷冻操作技术有关,凡冷冻范围在—100℃以内的称冷冻;而在—100~—200℃或更低的,则称为深度冷冻或简称深冷。

冷却(凝)及冷冻过程的危险控制要点如下:

(1)应根据被冷却物料的温度、压力、理化性质以及所要求冷却的工艺条件,正确选用冷却设备和冷却剂。忌水物料的冷却不宜采用水做冷却剂,必需时应采取特别措施。

(2)应严格注意冷却设备的密闭性,防止物料进入冷却剂中或冷却剂进入物料中。

(3)冷却操作过程中,冷却介质不能中断,否则会造成积热,使反应异常,系统温度、压力升高,引起火灾或爆炸。因此,冷却介质温度控制最好采用自动调节装置。

(4)开车前,首先应清除冷凝器中的积液;开车时,应先通入冷却介质,然后通入高温物料;停车时,应先停物料,后停冷却系统。

(5)为保证不凝可燃气体安全排空,可充氮进行保护。

(6)高凝固点物料,冷却后易变得黏稠或凝固,在冷却时要注意控制温度,防止物料卡住搅拌器或堵塞设备及管道。

2.冷冻过程的安全措施

(1)对于制冷系统的压缩机、冷凝器、蒸发器以及管路系统,应注意耐压等级和气密性,防止设备、管路产生裂纹、泄漏。此外,应加强压力表、安全阀等的检查和维护。

(2)对于低温部分,应注意其低温材质的选择,防止低温脆裂发生。

(3)当制冷系统发生事故或紧急停车时,应注意被冷冻物料的排空处置。

(4)对于氨压缩机,应采用不发火花的电气设备;压缩机应选用低温下不冻结且不与制冷剂发生化学反应的润滑油,且油分离器应设于室外。

(5)注意冷载体盐水系统的防腐蚀。

(十)筛分及过滤

1.筛分

在工业生产中,为满足生产工艺的要求,常常需将固体原料、产品进行筛选,以选取符合工艺要求的粒度,这一操作过程称为筛分。筛分分为人工筛分和机械筛分。筛分所用的设备称为筛子,通过筛网孔眼控制物料的粒度。按筛网的形状可分为转动式和平板式两类。

筛分过程的危险控制要点。在筛分可燃物时,应采取防碰撞打火和消除静电措施,防止因碰撞和静电引起粉尘爆炸和火灾事故。

2.过滤

过滤是使悬浮液在重力、真空、加压及离心的作用下,通过细孔物体,将固体悬浮微粒截留进行分离的操作。按操作方法,过滤分为间歇过滤和连续过滤两种;按推动力分为重力过滤、加压过滤、真空过滤和离心过滤。过滤采用的设备为过滤机。

(十一)物料输送

在工业生产过程中,经常需要将各种原材料、中间体、产品以及副产品和废弃物从一个地方输送到另一个地方,这些输送过程就是物料输送。在现代化工业企业中,物料输送是借助于各种输送机械设备实现的。由于所输进的物料形态不同(块状、粉态、液态、气态等),所采取的输送设备也各异。

l.液态物料输送

液态物料可借其位能沿管道向低处输送。而将其由低处输往高处或由一地输往另一地(水平输送),或由低压处输往高压处,以及为保证一定流量克服阻力所需要的压头,则需要依靠泵来完成。泵的种类较多,通常有往复泵、离心泵、旋转泵、流体作用泵等四类。

液态物料输送危险控制要点如下:

(1)输送易燃液体宜采用蒸气往复泵。如采用离心泵,则泵的叶轮应脯色金属制造,以防撞击产生火花。设备和管道均应有良好的接地,以防静电引起火灾。由于采用虹吸和自流的输送方法较为安全,故应优先选择。

(2)对于易燃液体,不可采用压缩空气压送,因为空气与易燃液体蒸气混合,可形成爆炸性混合物,且有产生静电的可能。对于闪点很低的可燃液体,应用氮气或二氧化碳等惰性气体压送。闪点较高及沸点在130℃以上的可燃液体,如有良好的接地装置,可用空气压送。

(3)临时输送可燃液体的泵和管道(胶管)连接处必须紧密、牢固,以免输送过程中管道受压脱落漏料而引起火灾。

(4)用各种泵类输送可燃液体时,其管道内流速不应超过安全速度,且管道应有可靠的接地措施,以防静电聚集。同时要避免吸入口产生负压,以防空气进入系统导致爆炸或抽瘪设备。

2气态物料输送

气体物料的输送采用压缩机。按气体的运动方式,压缩机可分为往复压缩机和旋转压缩机两类。

气态物料输送危险控制要点如下:

(1)输送液化可燃气体宜采用液环泵,因液环泵比较安全。但在抽送或压送可燃气体时,进气入口应该保持一定余压,以免造成负压吸入空气形成爆炸性混合物。

(2)为避免压缩机气缸、储气罐以及输送管路因压力增高而引起爆炸,要求这些部分要有足够的强度。此外,要安装经核验准确可靠的压力表和安全阀(或爆破片)。安全阀泄压应将危险气体导至安全的地点。还可安装压力超高报警器、自动调节装置或压力超高自动停车装置。

(3)压缩机在运行中不能中断润滑油和冷却水,并注意冷却水不能进入气缸,以防发生水锤。

(4)气体抽送、压缩设备上的垫圈易损坏漏气,应注意经常检查及时换修。

(5)压送特殊气体的压缩机,应根据所压送气体物料的化学性质,采取相应的防火措施。如乙炔压缩机同乙炔接触的部件不允许用铜来制造,以防产生具有爆炸危险的乙炔铜。

(6)可燃气体的管道应经常保持正压,并根据实际需要安装逆止阀、水封和阻火器等安全装置,管内流速不应过高。管道应有良好的接地装置,以防静电聚集放电引起火灾。

(7)可燃气体和易燃蒸气的抽送、压缩设备的电机部分,应为符合防爆等级要求的电气设备,否则,应穿墙隔离设置。

(8)当输送可燃气体的管道着火时,应及时采取灭火措施。管径在150mm以下的管道。一般可直接关闭闸阀熄火;管径在150ram以上的管道着火时,不可直接关闭闸阀熄火,应采取逐渐降低气压。通入大量水蒸气或氨气灭火的措施。但气体压力不得低于50~100Pa。严禁突然关闭闸阀或水封。以防回火爆炸。当着火管道被烧红时,不得用水骤然冷却。

篇4：氯碱聚氯乙烯分馏工段特点常见事故预防措施

一、生产特点

分馏是聚合的前道工序,也是生产氯乙烯单体生产的最后工序。分馏过程系统压力一般控制在0.25~0.55MPa,其尾气吸附后情性气体经减压后放空。当发生故障或操作不当时,就会发尾气跑料。氯乙烯与空气混合,会形成易燃易爆气体,一旦遇上火源就会立即爆炸。

高沸残液1,l--二氯乙烷如不回收,放入下水道,一遇上火源也会着火或爆炸。因此生产者必须了解本工段的这些生产特点,确保本工段的安全操作。

(一)易燃易爆

除了氯乙烯之外,高沸残液1,1--二氯乙烷闪点14--21℃,自燃点413℃,与空气混合后爆炸的范围为6.2--16%一般氯乙烯的易燃易爆性质人们较为重视,而1,l--二氯乙烷经常被人们忽视。

(二)有毒有害

同样,除了氯乙烯是有毒、有害物质外,1,l--二氯乙烷对人体也引起中毒症状.它

由呼吸道吸入体内,刺激粘膜,如浓度较高时会引起急性中毒呈现麻醉状态,严重中毒时可昏迷致死。急性中毒前期有头痛、恶心等症状。长期接触会引起慢性中毒,一般出现的症状为皮炎和肝肿大。

(三)易堵塞

氯乙烯精馏过程中存在少量水分,由氯乙烯与氧生成的过氧化物,能被水水解,产生氯化氢、甲酸、甲醛等酸性物质。从而使钢质设备腐蚀,产生铁离子Fe3+。铁离子在氯化氢和水存在时,又促进氯乙烯的氧化过程,生成更多的过氧化物。这种过氧化物会引发氯乙烯聚合,生成聚合度较低的氯乙烯。最终造成低沸塔盘构件堵塞而被迫停车清理。

(四)易结焦

高沸塔加热釜温度控制过高,不但易使塔底馏分中的高沸物蒸出,使塔顶馏分(作为高纯度精氯乙烯单体)的高沸物含量增加而影响质量;还会使蒸出釜列管中液面下降,液体蒸光,导致多氯烃的分解、炭化和结焦,影响塔的稳定操作和连续正常运行。

二、安全操作要点

(一)氯乙烯脱水

1.机前预冷器借0℃盐水间接冷凝氯乙烯中水分,每班放水3—4次。

2.全凝器冷凝后的液相氯乙烯与水借重度差分层脱水,每班放水1—2次。

3.中间槽和尾气冷凝器分层脱水,中间槽底部放水每班放1—2次。

4.液态氯乙烯固碱脱水,废碱每班放一次,定期对固碱干燥补加固碱。

(二)严格控制高沸塔加热釜温度和液面,不让液面蒸干。

(三)开停车操作注意事项

1.单台设备检修前必须关闭气、液相进出口阀门,并用氮气置换设备内氯乙烯气。有液体的设备先将液体放尽,(即压力放平)。然后按上法进行排气,排至取样分析氯含量小于0.2%以下为止。经检修后的设备开车前用氮气排放,直到分析其中含氧气含量小于3%以下。

2.系统大检修,设备内剩料集中到最后氯乙烯贮槽,用泵或汽化槽送至聚合计量槽进行聚合,绝对不能放入大气和下水道。然后按上法进行排气,检修结束并车前也用氮气排气,取样分析其中氧气含量小于3%以下方可投料开车。

3.设备和管道调新,在开车前对设备要试压查漏,管道和法兰等结合排气时进行查漏,待设备和管道等无泄漏时方可开车。

三、常见事故及预防

精馏系统操作的常见事故归纳如下。

1.低沸塔下料波动

(1)产生原因①加热釜蒸发量过大;②平衡管堵塞;③全凝器下料管堵塞或结冰;④尾气放空量大;⑤切换吸附器时进口阀开启太快;使底沸塔压力波动。

(2)预防措施①调整加热水温度和水量;②疏通平衡管;③用热水或氮汽吹扫;④减少放空量;⑤注意吸附器切换操作。

2.低沸塔系统压力突然升高

(1)产生原因①尾气放空自控仪表故障;②盐水泵电源跳闸停水;③切换吸附器时未开口阀或停用时未并尾气放空旁路阀,④切换尾冷凝器时来并进口阀,或固液单体逸出造成尾气放空管结冰。

(2)预防措施①检修议表或切换手动;②再启动泵运转;③开启上述阀门;④检修和凋换上述阀门,用热水或蒸汽吹扫堵塞的管道。

3.低沸塔系统压力突然下降

(1)产生原因①尾气放空自控仪表故障;②吸附器泄漏;③压缩机电源跳闸。

(2)预防措施①检修仪表或切换手动放空;②停吸附器检修;③关闭尾气放空阀。

4.尾气放空量剧增

(1)产生原因①压缩机送气量剧增;②氯化氢纯度低、转化率差或乙炔过量;③冷凝效果差;④切换尾气冷凝器时调错阀门;⑤低沸塔釜蒸发量过大,⑥低沸塔塔顶温度过高,⑦尾气放空自控仪表故障。

(2)预防措施①通知压缩机均匀送气,②与合成系统联系;③通知冷站降低冷冻盐水温度,提高盐水压力或排除不凝性气体,④检查和调整上述阀门,⑥调整加热水温和水量;⑥调整冷冻盐水水温和水量,检修仪表,切换手动阀。

5.尾气冷凝器不下料而造成尾气跑料

(1)产生原因①尾气冷凝器下料管堵塞,②尾气冷凝器结冰堵塞;③切换尾气冷凝器时未开进口阀;④低沸塔釜蒸发量过大。

(2)预防借施①用热水或蒸汽吹扫,或停车清理;②切换化冰;③开启进口阀,④调整加热水温和水量。

6.高沸塔压力突然升高

(l)产生原因①下料贮槽内单体已满;②下料贮槽平衡阀或进料阀未开启;③成品冷凝器盐水阀自控故障或泵电源跳闸;④塔内有惰性气体。

(2)预防措施①切换备用贮槽进料;②开启平衡阀、进料阀;③开启盐水旁路手动阀,再启动盐水泵运转;④排除隋性气体。

7.高沸塔釜液面上升

(1)产生原因①液面计被炭化物堵塞;②加热釜传热效果差;③回流量大或塔釜温度低;

④成品冷凝器效果差,造成高沸塔压力上升。

(2)预防措施

①检查并清理液面计;②停车清理塔釜列管;③调整回流量或塔釜温度;④调整冷冻盐水水温、水量或压力。

篇5：聚苯乙烯重点设备危险因素及防范措施

一、重点部位及设备

(一)重点部位

1.反应系统

由于聚合物在此系统中发生剧烈反应,因此控制该系统操作平稳非常重要,若反应失控会造成暴聚,影响产品质量,甚至会造成装置停车。

2.脱挥发及真空系统

该系统主要靠瞬间加热闪蒸使未反应单体从聚合物中分离出来,若温度太低或真空度太低则闪蒸效果不好,易产生稀料。进而影响产品质量,甚至造成停车及火灾事故。

3.挤出和造粒系统

高温熔融状态聚合物从该系统挤出,不易操作。挥发性物质从模头排出,易造成火灾爆炸事故。

(二)重点设备

1.反应器

是发生聚合反应的地方,制造非常精密,内部有搅拌,搅拌桨叶若变形则造成局部温度失控,设备损坏。

2.切粒机

切粒机基本由轴承和能转动的拉辊组成,若传动部分故障,会造成聚合物无法正常挤出成型,装置被迫降负荷或满釜停车。

3.反应系统压力调节阀

最终反应器出口进聚合物加热器之间的管线上安装了一个压力调节阀,通过该调节阀对反应系统压力的调节,使整个反应系统实现平稳,反应温度、物料流速都能得到良好的控制。若该调节阀失灵,则整个系统的反应就会失控,造成停车事故,甚至导致火灾、爆炸事故的发生。

三、危险因素及其防范措施

(一)装置生产过程中的特点及不安全因素

生产聚苯乙烯的原料多为易燃、易爆、有毒化学晶,由其工艺生产路线和原料特性决定了以下一些特点及不安全因素:

1.在一定温度下苯乙烯单体能自聚、甚至爆聚,从而可能导致整个生产系统出现失控现象,其后果轻者出次品,重者整个系统停车,甚至更严重。

2.多数原料易燃、易爆、有毒,因此它们的泄漏(或蒸气放出)都可能对人、环境产生不良影响,同时引起火灾和爆炸。

3.物料输送过程中可能产生静电,如处理不好,可能会产生爆炸或火灾。;

4.装置传动设备较多,一旦主要传动设备故障处理不好,可能会造成系统停车或更严重后果。

(二)安全措施

装置在安全生产方面主要采取了以下手段:

1.选择高精度的集散控制型DCS系统,对整个生产系统实行计算机监控、并能迅速准确的对工艺参数进行检索、跟踪处理及应急反应,以确保安全生产。

2.在整个生产系统中,设有多个软、硬联锁,当某一部位不正常时,联锁将按一定程序进行动作,以此来避免事故的发生和蔓延。

3.对系统压力进行严格控制,并在有可能超压的重点部位安装安全阀及爆破片,使期能在压力超高时将物流排放到安全的地方,确保人身及环境设备的安全。

4.对可能发生泄漏(或蒸汽放出)及火灾地区周围设有多个可燃气体检测器、自动灭火设施及报警通讯系统,一旦发生类似异常情况,便可立即采取有效的应急措施,保护人身财产的安全。

5.对一些有毒和粉尘爆炸危险的化学品,采取使用时有除尘措施,并做好人身保护,使用后进行处理,避免危险情况的发生。

(三)正常生产中危险因素及其防范

1.停电

事故危害:可能导致装置停车,属重度危害。

事故过程:出现停电故障时,所有相关的设备将全部停止运转,导致反应系统突然中止,系统压力、温度升高,发生爆聚。

事故预防:定期检查电气系统,并确认事故电机是否在自动位置上。

应急措施:

(1)若电压在6s内恢复正常,操作工应立刻检查那些按程序自动重新启动的电机,见“应急程序”。

(2)装置运行时,事故电源系统应在自动位置上,若电源故障6.5s后没有恢复正常,将事故电机自动或手动启动。操作工应立即到现场检查和手动启动有关电机。

(3)正常电源恢复持续30min后,将开关切回到正常电源,使装置在正常电源下重新运转起来。

附:正常电源发生事故后的应急程序:

(1)将各反应器搅拌速度控制信号置于0%。

(2)将主进料调节阀切为手动,置100%全开状态。

(3)当得到电源时,启动各反应器搅拌,缓慢调节达到目标速率。

(4)按顺序检查或启动下列设备:冷、热载体系统循环泵;反应区各热载体泵;各原料进料泵;各真空系统泵;燃料油系统、加热炉系统泵和风机;加热炉;切粒系统所有设备。

(5)调整下列参数进人目标值:总进料速率、矿物油、循环液、引发剂、添加剂的进料

量;所有热载体温度及各区域热载体加热、冷却温度;切粒厂房内按切粒操作程序重新启动切粒系统。

2.停循环水事故

事故危害:中度

事故过程:循环水故障,导致装置循环水系统无水,造成冷载体换热器无法正常工作。

应急措施:

(1)循环水上水线停水,立刻打开消防水上水线到循环水上水线的阀门和循环水回水线到雨排水线的阀门,同时关循环水上水线和回水阀。

(2)若冷量不足,首先要保证冷载体换热器的用水。

(3)循环水故障长时间得不到解决,装置应考虑紧急停车。

3.停激冷水事故

事故危害:中度

事故过程:激冷水故障,冷冻站出问题造成激冷水温度上升或输送压力不足(一般应小于4℃)。

事故预防:

(1)加强冷冻站操作人员的岗位培训。

(2)精心操作,认真巡检,保证冷冻站系统正常工作。

应急措施:

(1)在激冷水温度上升或无流量造成真空系统最终冷凝器温度上升的情况下,积极查找原因,调整蒸发器压力和压缩机负荷,降低激冷水温度。若激冷水温度长时间高于10度,此时用冷却水代替激冷水。产品因残单含量超标要切到另一料仓,作为次品。

(2)若事故发生时间很长,可考虑紧急停车。

4.停仪表风事故

事故危害:重度,可导致装置停车。

事故过程:

(1)主进料调节阀全开,使主进料量迅速下降。

(2)各反应区冷载体阀全开、热载体阀全关,切粒机停止,各反应区及原料预热器处于全冷状态。

(3)若它突然丧失则压力调节阀保持在原来位置上,若慢慢丧失压力调节阀会随仪表风变小而慢慢关闭。

(4)热载体加热炉停止。

(5)启动装置内的水喷淋系统。

(6)原料罐出口的气动阀关闭。

应急措施:

(1)立即将低压氮接人代替。

(2)一旦仪表风恢复正常,停掉氮气补充管线。

(3)若仪表风短期内不能恢复,接到调度指令后进行系统紧急满釜停车。

5.热载体加热炉停炉事故

事故危害:重度危害,可导致反应系统和聚合物加热器、脱挥发器温度降低,时间过长将造成满釜停车。

事故过程:两台加热炉同时停止运转,原料预热器、各反应区、聚合物加热器、脱挥发器温度降低,反应器搅拌压力上升,切粒模头挤出困难,造成停车。

事故预防:

(1)正常生产时执行加热炉一开一备的规定。

(2)定时检查加热炉仪表控制及联锁系统。

(3)检查可能导致停炉的相关联锁值是否在正常范围内。

应急措施:

(1)若停炉,立即启动备用炉,使系统恢复正常。

(2)若备用炉也无法启动,立即将聚合物加热器、脱挥发器的热载体流量调节阀及旁通全开,保证温度。

(3)将冷载体温度提高到70℃尽量维持各反应区温度。

(4)若停炉时间过长,则采取满釜紧急停车措施。

6.反应器搅拌停转事故

事故危害:重度,造成产品不合格,可导致停车。

事故过程:反应器搅拌停转,导致反应系统局部甚至全部失控,造成温度升高,产品不合格。

反应失控会导致:

(1)生产高抗冲产品时,如果第一反应器搅拌停止造成反应失控,凝胶含量大增,产品性能不合格。

(2)三台反应器的搅拌造成的反应失控会产生高黏度的聚合物,使搅拌桨叶和导生盘管产生应力,易使其断裂。

(3)会造成脱挥发器高液位,给切粒岗位造成危害。

(4)由于反应失控向聚合物系统中加入的大量循环液会给开车带来困难,大饼料增多。

应急措施:

若是单台搅拌出现故障,如果是驱动搅拌的液压马达出现故障,按紧急停车程序处理。如果只是液压单元的问题,立即用备用液压马达代替该液压单元。并按切粒系统故障事故预案同步处理。

同时:

(1)将失控区冷载体阀全开,若5min后温度仍上升,打开冷载体调节阀的旁通阀,但夹套入口热载体温度不应低于80℃,否则黏度过高,若黏度太高,系统压力上升,可降低进料量但绝不可停止进料。

(2)检查冷载体集管中的压力,必要时可从0.6MPa提高到0.7MPa,同时可将冷载体温度从60℃降到50℃,并加大冷载体量。

(3)迅速降低失控区前一区的温度5℃,后一区降低3~5℃。

(4)若失控区发生在第一反应区,要把原料预热器投人事故冷却,把供料中的EB含量提高2%,从第一反应器中部以8L/rain的流量加入循环液;若失控区发生在2、3、4、5区,以8L/min的流量向第一区和失控区中加入循环液,以4L/min的流量向后一区冲人循环液(6、7、8区除外)。

(5)当聚合物温度降到比规定值高出5℃时,把温度慢慢恢复到正常,防止过冷。降温期间要注意聚合物和导生的温差,1、2、3区要小于35℃,4、5、6、7、8区要小于30℃。

(6)注意系统压力,压力调节阀要在自动方式位置。若压力增高可手动开大开度,然后再打自动(要注意压力调节阀开的太快,聚合物闪蒸到部分冷凝器中)。

(7)让每个反应器的底部先恢复到规定温度,慢慢将搅拌转数恢复到规定值。

(8)注意脱挥发器液面,脱挥发器温度应保持在230℃,聚合物加热器在230℃。若挤出不通,提高真空到80mmHg(10.6kPa),把聚合物挤出,脱挥发器液面小于10%。

(9)待失控物料到达7区后,加快MFR分析频率,1次/小时,直到MFR恢复正常为止以指数变化决定更换产品料仓。

(10)待以上工作恢复正常时要检查通往各区循环液的阀门应关闭;曾经启动和关闭的设备应恢复到原来状态如热载体泵、冷却器、调节阀等;输送管线的热载体加热阀应关闭。

液压单元故障排除后立即切换回正常状态,启动拉条。若是两台及以上反应器搅拌停转,则采取紧急停车程序。

7.切粒系统故障

事故危害:重度,可导致停车。

事故过程:切粒机无法正常运转,造成脱挥发物器液面上升,被迫降负荷或满釜停车。

事故预防:工艺和维修人员加强对该系统的巡检,出现异常及时解决。

应急措施:

(1)若切粒机一条线停,立即判断故障原因,及时解决。

(2)脱挥发物器液面达到15%时,将生产负荷降到7t/h或以下。此时可适当提高聚合物加热器/脱挥发物器温度。

(3)脱挥发物器液面达到30%时,按紧急停车程序处理。

8.压力调节阀PV-3157故障

事故危害:重度,可导致停车。

事故过程:导致反应系统压力波动、脱挥发物器液面升高或反应系统压力骤然升高。

应急措施:

(1)若是压力变送器信号不稳,把阀打到控制室手动操作。

(2)若是仪表风故障造成或气动活塞致动器不稳定,关掉信号,现场手动操作手轮来控制压力。

(3)若阀开度停止在某一开度上,立刻切换到现场手动操作,阀手动操作时应密切注视系统压力。

9.物料泄漏事故

事故危害:重度,会导致火灾、爆炸事故发生。

事故过程:

(1)因仪表失灵造成的罐溢出。

(2)开停车期间由于操作不慎造成的跑料。

(3)由超压造成的密封处漏或罐、管线破裂,将导致火灾爆炸、中毒事故。

事故预防:

(1)认真巡检,仪表工应确认液位计正常。

(2)认真执行压力容器定期检验制度。

应急措施:

(1)现场报警;

(2)隔离泄漏源;

(3)绝对禁止火源,机动车严禁人内;

(4)立刻检查堤堰及排放阀,使之处于隔离状态;

(5)若需要停车,按紧急停车程序停车;

(6)立刻把泄漏物料收集到容器中;

(7)若热载体加热炉泄漏,打开消防水使水雾打人热载体蒸汽中,驱散蒸汽云;

(8)采用带压堵漏或打卡子的办法堵漏。

10.料仓静电爆燃

事故危害:重度,可引起爆鸣、火灾、爆炸事故。

事故过程:料仓内粉尘积聚过多会产生静电过多及爆炸,严重的会炸坏料仓。

事故预防:

(1)每个料仓及粒料输送管线都有静电接地,定期检查静电接地处于完好;

(2)对切粒除尘系统进行除尘改造,有效去除粉尘。

应急措施:

(1)发生事故后,立即判断事故位置,若有火灾立即报火警;

(2)视事故程度决定切换料仓或紧急停车。

(四)聚苯乙烯装置事故案例

由于聚苯乙烯生产过程比较平稳,温度、压力都不是很高(230℃、0.3MPa左右),因此发生事故的可能性很小。但是由于苯乙烯聚合的特性,在反应过程中若温度控制不好有可能产生“爆聚”现象,造成设备损坏和停车事故。同时脱挥发系统若发生故障,会造成聚合物无法正常挤出,下面介绍的是某装置曾经发生的火灾事故[3]。

1990年1月28日,某聚苯乙烯装置在建成投料试车中,因真空系统一台泵故障,使真空系统联锁停车。造成脱挥发物器中未反应的苯乙烯和乙苯单体无法从系统中脱除,形成汤料。8:25分装置虽满釜停车,但汤料仍通过聚合物挤出泵逐渐漏向模头。9:15分因模头温度较高(约210℃),苯乙烯和乙苯挥发到切粒厂房空间中,厂房内逐渐呈白雾状,气味也逐渐增大,值班长找来分析工用测爆仪测定模头附近可燃性气体浓度为37%,立即将人员撤出。9:25分北线模头着火,并迅速扩散到南线,10:00分大火基本被扑灭,未造成人员伤

亡,直接经济损失上万元。经过分析,事故原因为:未反应的苯乙烯和乙苯单体从模头溢出,挥发到切粒厂房内形成局部可燃性气体成为第一着火物,又因模头温度高达230℃,乙苯和苯乙烯穿过模头瞬间变成气体喷出,产生静电造成火灾事故。