1、苯酚丙酮生產(chǎn)裝置危險因素及防范措施 苯酚丙酮生產(chǎn)裝置由于它的工藝特點打算了生產(chǎn)過程是在一定的溫度、壓力下進行,一些生產(chǎn)單元始終處于高溫高壓下進行,物料大部分為易燃、易爆,有毒、有害的化學危急品,甚至為甲類化學危急品。生產(chǎn)過程中各種事故不斷發(fā)生,其中有人的因素,有設(shè)備因素,有技術(shù)因素等等。 (一)開停車時危急因素及其防范措施 1.開車時危急分析和防范措施 開車時,各種物料、催化劑、水、電、汽大量引入裝置,物料從原有狀態(tài)被升溫加熱,各項工藝參數(shù)發(fā)生較大變化,伴隨著各種化學反應(yīng)的進行物料的組成發(fā)生較大變化,是較易發(fā)生事故時刻。據(jù)x市某石化公司19691994年事故統(tǒng)計,發(fā)生在開車階段事故36起,苯酚

2、裝置的開車階段事故兩起,特殊是發(fā)生在1974年的事故,造成死亡13人,重傷5人,輕傷17人,部分廠房、設(shè)備損毀的嚴重后果。 首先,在開車初始階段,拆除盲板恢復(fù)流程過程中,易出現(xiàn)墊片上歪,螺栓不緊、倒淋閥未關(guān),甚至出現(xiàn)設(shè)備、管線未恢復(fù)現(xiàn)象。易造成開車過程發(fā)生跑料事故。其次,易發(fā)生錯開、錯關(guān)閥門現(xiàn)象,造成竄料、引發(fā)事故。系統(tǒng)物料置換階段,易發(fā)生跑料、竄料事故。開車過程各個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣,不但要建立好物料平衡,還要建立好熱量平衡,過程復(fù)雜,各階段易發(fā)生事故分析如下: (1)烴化、轉(zhuǎn)位反應(yīng)器開車 烴化反應(yīng)器正常開車步驟為:使用氮氣進行氣密試驗;拆除盲板;物料預(yù)熱;反應(yīng)器充填苯;調(diào)整預(yù)熱器,掌握反應(yīng)器進料

3、溫度;反應(yīng)器充填完畢后,全開出口閥,關(guān)閉旁路閥;丙烯投用;調(diào)整操作。在調(diào)整預(yù)熱器,掌握反應(yīng)器進料溫度過程中,易發(fā)生超溫超壓現(xiàn)象,輕者可造成催化劑的損壞,重者可導(dǎo)致過程失控,引發(fā)爆炸著火事故發(fā)生。同時,不合適的苯丙烯比,也會直接導(dǎo)致反應(yīng)發(fā)生升溫,損壞催化劑,導(dǎo)致著火爆炸事故發(fā)生。因此,要特殊予以高度重視。轉(zhuǎn)位烴化反應(yīng)器正常開車步驟與烴化反應(yīng)器大體相似,危急程度略小。 (2)氧化反應(yīng)器開車 氧化反應(yīng)器正常開車步驟為:檢查外循環(huán)系統(tǒng);通人氮氣保壓;投用吸附床;開預(yù)熱器;異丙苯填充;啟動循環(huán)泵;氧化塔升壓;外循環(huán)換熱器切到加熱狀態(tài),蒸汽加熱,氧化塔升溫;加入壓縮空氣;依據(jù)分析結(jié)果,調(diào)整操作。升壓過快可

4、造成安全閥起跳,物料瀉人事故槽,造成損失,延緩開車進程。升溫過快,可引發(fā)系統(tǒng)聯(lián)鎖停車,亦延緩開車進程。在開始反應(yīng)后,要特殊留意觀看溫度和壓力的變化,準時調(diào)整,溫度正常后,要準時將外循環(huán)換熱器切回冷卻狀態(tài);空氣提量過快,易造成尾氣含氧高,形成爆炸性氣體,非常危急。 (3)提濃正常開車 提濃正常開車步驟為:檢查氣密;打開冷凝器、冷卻器上下水閥門;系統(tǒng)抽真空;異丙苯填充;預(yù)熱器投用;系統(tǒng)升溫;建立異丙苯回流;chp進料。必需確保冷凝器、冷卻器上下水閥門處于正常狀態(tài),閥門開度正常,水流正常,特殊是chp冷卻器。建立良好的真空,是開車過程中,確保系統(tǒng)溫度處于工藝要求范圍的必要保證。系統(tǒng)升溫時,加熱蒸汽提

5、量不得過快,嚴防發(fā)生chp局部過熱,發(fā)生熱分解造成真空破壞,溫度急劇升高,甚至爆炸起火事故。 (4)分解正常開車 分解正常開車步驟為:檢查氣密;打開冷凝器、冷卻器上下水閥門;分解反應(yīng)器循環(huán)丙酮填充;建立循環(huán);分解反應(yīng)器加硫酸;取樣分析;chp加料,流量不超過6m3/h;再次取樣分析;分解單元去中和單元流程打通;分解進料提量達正常值。分解開車原則:先加硫酸,后加chp。必需先配置酸丙酮,是保證chp充分反應(yīng),避免積累的必要和關(guān)鍵的手段。開車過程中,必需保證硫酸的有效加入,特殊是在缺少相應(yīng)聯(lián)鎖的狀況下,一旦失去硫酸則必將造成chp的積累,恢復(fù)硫酸加入時即造成先加chp,后加硫酸的局面,此時,大量c

6、hp瞬間分解,釋放出大量熱,必將造成溫度、壓力驟升,發(fā)生爆炸著火的惡性事故。 (5)精制開車 精制正常開車步驟為:確定工段機電儀處于可用狀態(tài),同時公用工程已投用;向脫烴塔補入軟水建立循環(huán);塔系統(tǒng)抽真空;引入分解液粗丙酮塔開車;粗丙酮塔基本穩(wěn)定后,打開精丙酮塔進料閥開車;粗丙酮塔釜液向粗苯酚塔進料,粗苯酚塔和苯酚回收塔開車;粗苯酚塔基本穩(wěn)定后向脫烴塔進料;開精苯酚塔;投用酚處理器;調(diào)整全系統(tǒng)至穩(wěn)定改向產(chǎn)品罐采出產(chǎn)品。在開車初始階段,發(fā)生過倒淋閥未關(guān),造成開車過程發(fā)生跑料事故。其次,易發(fā)生錯開、錯關(guān)閥門現(xiàn)象,造成竄料、引發(fā)事故。 (6)加氫反應(yīng)器開車 加氫反應(yīng)器正常開車步驟為:氮氣升壓;反應(yīng)器充填

7、異丙苯;建立異丙苯循環(huán);反應(yīng)器通人氫氣;反應(yīng)器接收輕油;調(diào)整操作。在調(diào)整預(yù)熱器,掌握反應(yīng)器進料溫度過程中,易發(fā)生超溫超壓現(xiàn)象,輕者可造成催化劑的損壞,重者可導(dǎo)致過程失控,引發(fā)爆炸著火事故。裝填催化劑后初次開車要進行催化劑還原活化,活化過程要嚴格掌握氮氣中氫氣的濃度在20%-25%,氫氣濃度過高會造成飛溫,損壞催化劑。 2.停車時危急分析和措施 停車時,物料從高溫高壓(或高真空)狀態(tài)被降溫、減壓(解除真空),同時伴隨著系統(tǒng)撤料或倒空的進行。此刻,各項物料參數(shù)發(fā)生較大變化,特殊是有些在高溫高壓狀態(tài)下物料,一旦發(fā)生泄漏,便會馬上自燃起火,故裝置在停車時是處于不穩(wěn)定狀態(tài),易發(fā)生事故階段。 首先,停車初

8、始階段,系統(tǒng)撤料或倒空時,極易發(fā)生跑料、竄料,蒸汽燙傷等事故。在加裝盲板時,易出現(xiàn)跑料事故。其次,易發(fā)生錯開、錯關(guān)閥門現(xiàn)象,造成竄料、引發(fā)事故。系統(tǒng)物料置換階段,由于置換不徹底或吹掃時間短,為檢修施工埋下?lián)娜[患,易造成起火、爆炸等惡性事故發(fā)生。因此進行吹掃必需要達到動火標準,進入設(shè)備必需保證自然通風,并達到設(shè)備進入作業(yè)所需氧含量大于19%的標準,對有毒物料設(shè)備必需進行有害氣體分析,且必需符合有關(guān)安全標準。 (1)烴化、轉(zhuǎn)位反應(yīng)器停車 烴化反應(yīng)器正常停車步驟為:停止物料預(yù)熱;停丙烯進料;停苯進料;停外循環(huán)換熱器;降溫降壓;拆倒空線盲板;設(shè)備倒空至中間儲罐;設(shè)備吹掃。停車過程中易發(fā)生預(yù)熱器、反

9、應(yīng)器超溫超壓現(xiàn)象,輕者可造成催化劑的損壞,重者可導(dǎo)致過程失控,引發(fā)爆炸著火事故發(fā)生。同時,要先停丙烯,否則會導(dǎo)致反應(yīng)苯丙烯比高而發(fā)生飛溫,損壞催化劑,導(dǎo)致著火爆炸事故發(fā)生。因此,要特殊予以高度重視。轉(zhuǎn)位烴化反應(yīng)器正常停車步驟與烴化反應(yīng)器大體相似,危急程度略小。 (2)氧化反應(yīng)器停車 氧化反應(yīng)器正常停車步驟為:停止進料;停預(yù)熱器;降低各塔液位;降低氧化塔溫度;降低空氣量;氮氣置換;撤空物料;蒸汽吹掃;加盲板;拆下人孔;自然通風。在停車過程中,要特殊留意觀看尾氣含氧量,嚴防形成爆炸性氣體。要確保外循環(huán)換熱器處于冷卻狀態(tài),嚴防chp過熱發(fā)生熱分解。 (3)提濃正常停車 提濃正常停車步驟為:提濃降負荷

10、操作;降低提濃系統(tǒng)物料盤存;系統(tǒng)降溫;提濃系統(tǒng)冷循環(huán);提濃系統(tǒng)撤料;異丙苯?jīng)_洗;停異丙苯?jīng)_洗;停用真空泵;系統(tǒng)倒空;系統(tǒng)水沖洗;蒸汽吹掃;加盲板;拆下人孑l;自然通風。停車過程初期,由于降低進料,造成停留時間上升,因此要留意系統(tǒng)溫度的變化,嚴防發(fā)生chp局部過熱。異丙苯?jīng)_洗必需保證chp中間儲罐濃度低于1%。解除系統(tǒng)真空時,必需保證系統(tǒng)全部熱源全部關(guān)閉,且無蒸汽泄漏。 (4)分解正常停車 分解正常停車步驟為:分解降負荷;異丙苯?jīng)_洗進料線;手動聯(lián)鎖停車;解除系統(tǒng)真空;丙酮沖洗管線;倒空殘酸;重新建立循環(huán);取樣分析;強制撤料倒空;蒸汽吹掃;儀表風置換;加盲板。 分解停車原則:先停chp,后停硫酸,

11、是保證chp充分反應(yīng)、避免積累的必要和關(guān)鍵的手段。停車過程中,必需保證硫酸的有效加入,一旦失去硫酸則必將造成chp的積累。 (5)精制正常停車 精制正常停車步驟為:各塔停止進料;降加熱;塔頂全開水閥降溫;全回流操作;停止產(chǎn)品采出;破真空;停止系統(tǒng)各處來料;聯(lián)鎖停酚處理器;各塔釜物料返分解液儲罐;打開各低點排放排凈物料;排凈全部管線、塔、罐后進行蒸汽吹掃;聯(lián)系分析進行檢測合格,加盲板交付施工。 系統(tǒng)撤料或倒空時,極易發(fā)生跑料、竄料,蒸汽燙傷等事故。在加裝盲板時,易出現(xiàn)跑料事故。其次,易發(fā)生錯開、錯關(guān)閥門現(xiàn)象,造成竄料、引發(fā)事故。系統(tǒng)物料置換階段,由于置換不徹底或吹掃時間短,為檢修施工埋下?lián)娜[

12、患,易造成起火、爆炸等惡性事故發(fā)生。因此進行吹掃時必需要達到動火標準,進人設(shè)備必需保證自然通風,并達到設(shè)備進人作業(yè)所需氧含量大于19%的標準,對有毒物料設(shè)備必需進行有害氣體分析,且必需符合有關(guān)安全標準。 (6)加氫反應(yīng)器停車 加氫反應(yīng)器正常停車步驟為:停止物料預(yù)熱;停氫氣進料;停輕油進料;降溫降壓;設(shè)備倒空至中間儲罐;氮氣保護;加裝盲板。停車過程中要防止空氣大量進入反應(yīng)器與催化劑進行氧化反應(yīng),造成催化劑損壞。卸催化劑時必需進行鈍化處理,即在氮氣置換合格后,向反應(yīng)器內(nèi)通人一定比例的氧氣對催化劑進行氧化反應(yīng),使之失去活性。要依據(jù)床層溫度調(diào)整空氣量,直至反應(yīng)放熱為零。未鈍化完全的催化劑遇空氣和水可能

13、發(fā)生燃燒。 (二)正常生產(chǎn)時危急分析和防范措施 正常生產(chǎn)時,系統(tǒng)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。生產(chǎn)過程中的主要操作是搞好物料平衡、熱量平衡、汽液平衡,其中物料平衡是建立熱量平衡、汽液平衡的基礎(chǔ)。這三大平衡的建立是動態(tài)的,在不斷調(diào)整過程中受工藝、設(shè)備、儀表牢靠度、公用工程、參數(shù)調(diào)整及人員操作水公平因素影響,會存在臨時的失衡,假如不能準時恢復(fù),便會朝著壞的方向發(fā)展,威逼到裝置的安全生產(chǎn),甚至釀成嚴重惡性事故。 1.烴化工序 烴化工序主要防止反應(yīng)系統(tǒng)出現(xiàn)超溫超壓現(xiàn)象,要留意苯循環(huán)泵冷卻油溫,防止發(fā)生抱軸損壞機泵事故,進而造成系統(tǒng)停車。本工序正常生產(chǎn)時危急分析和防范措施見表386。 2.氧化工序 氧化、提濃、分解

14、系統(tǒng)主要防止chp積累,chp過熱分解,chp接觸酸分解。任何時候不得將硫酸倒人設(shè)備或地漏。防止尾氣氧含量過高形成爆炸性混合氣體。防止設(shè)備腐蝕而大面積泄漏。 3.產(chǎn)品精制 精制系統(tǒng)主要防止回流罐液位過高,造成大面積跑料。另外防止苯酚管線凍堵和焦油線凍堵、設(shè)備管線堵塞,管線堵塞會造成系統(tǒng)泄漏,造成大面積跑料引發(fā)著火。精制工序正常生產(chǎn)時危急分析和防范措施見表388。4.回收工序 回收系統(tǒng)堿洗、酚水工藝流程和循環(huán)烴、加氫反應(yīng)工藝流程示意圖 回收系統(tǒng)主要保護加氫催化劑,嚴防空氣進入系統(tǒng),造成飛溫。嚴防氫氣泄漏,氫氣壓力高,一旦泄漏很簡單被靜電引燃,釀成重大事故。 (三)設(shè)備防腐 苯酚丙酮生產(chǎn)過程始終伴

15、隨著酸堿進行,ph值變化較大,對設(shè)備材質(zhì)要求較高,防腐工作非常嚴峻。防腐重點部位為氧化系統(tǒng)、提濃系統(tǒng)、分解系統(tǒng)、中和系統(tǒng)、精制系統(tǒng),所以必需嚴格掌握各個重點部位的ph值。氧化塔的ph值要嚴格掌握在46,這不但是工藝要求,也是設(shè)備防腐的要求。中和反應(yīng)器的ph值要嚴格掌握在4.55.5以上,洗滌后的分解液ph值要嚴格掌握在6.0-6.2左右,分解液ph值過高,會因鈉離子濃度高,造成精制系統(tǒng)堵塞,過低則對精制系統(tǒng)產(chǎn)生較大的腐蝕。 同時,精制系統(tǒng)的個別塔的塔板,在制造過程要進行應(yīng)力處理,消退或削減應(yīng)力(如脫烴塔)以削減酸性條件下的應(yīng)力腐蝕。 1.中和系統(tǒng)的應(yīng)力腐蝕 在長周期運轉(zhuǎn)過程中,由于系統(tǒng)壓力以及

16、設(shè)備自身焊縫應(yīng)力作用,致使焊道存在裂紋,造成應(yīng)力腐蝕,特殊是當系統(tǒng)ph值低于4.5時,應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象嚴重,造成焊道產(chǎn)生滲漏,這種現(xiàn)象曾經(jīng)出現(xiàn)。 2.脫烴塔系統(tǒng)的應(yīng)力腐蝕 由于工藝條件所致,在脫烴塔內(nèi)存在著有機酸的高濃度區(qū)域。在特定的溫度條件下,對設(shè)備腐蝕作用極其嚴重,要特殊引起留意。除了設(shè)備選材要為耐酸腐蝕,在制造過程中,還要留意消退應(yīng)力,嚴防因應(yīng)力腐蝕造成設(shè)備嚴重損壞,導(dǎo)致重大惡性事故發(fā)生。同時,在脫烴塔內(nèi)有機酸的高濃度區(qū)域設(shè)立排酸口,保持連續(xù)排酸,也是降低設(shè)備腐蝕的必要和重要手段。 3.氧化尾氣腐蝕 由于氧化塔內(nèi)物料所含有機酸會溶解在空氣帶進系統(tǒng)的水中,隨尾氣一起蒸出。因此氧化尾氣呈酸性,且

17、對設(shè)備管線腐蝕作用較強。一般碳鋼材質(zhì)很快便被腐蝕穿孔,故尾氣系統(tǒng)亦應(yīng)選擇耐酸腐蝕的材質(zhì)。 4.硫酸系統(tǒng)腐蝕 一般認為濃硫酸對碳鋼材質(zhì)設(shè)備腐蝕性較低,但由于儲罐的呼吸作用,濃硫酸吸潮造成其濃度下降,腐蝕性增加,特殊是在夏季的長時間停車過程中,設(shè)備、管線腐蝕極其嚴重,發(fā)生泄漏便是常事。(四)裝置的安全聯(lián)鎖裝置及其作用 苯酚丙酮生產(chǎn)過程工藝路線長,掌握回路復(fù)雜,溫度、壓力較高,物料皆為易燃、易爆,有毒、有害的危急化學品。特殊是存在過氧化氫異丙苯這一熱敏物料,屬高度危急的危急化學品。裝置生產(chǎn)能力大,大多數(shù)設(shè)備內(nèi)物料均超過臨界量,構(gòu)成重大危急源。因此屬于特級防火、防爆關(guān)鍵裝置。一旦發(fā)生事故便會造成災(zāi)難性

18、后果。 由于裝置生產(chǎn)出現(xiàn)不正常狀況,如誤操作,設(shè)備故障,儀表失靈,公用系統(tǒng)故障等,都會造成裝置處于危急狀態(tài)。特殊是烴化、氧化、分解、加氫反應(yīng),clip提濃過程,在處于極度危急狀態(tài)時,如不能準時制止,便會發(fā)生事故而造成災(zāi)難性后果。為此,裝置除實現(xiàn)dcs計算機集散掌握外,還設(shè)置了fsc系統(tǒng)(failsafecontrol,故障安全系統(tǒng))。全部掌握器及輸入、輸出卡件均采用冗余結(jié)構(gòu),具有系統(tǒng)自診斷功能,同時,通過soe(sequenceofevent,事件順序記錄)對全部操作在秒級進行記錄,以保證系統(tǒng)運行的牢靠性。有凹凸液位聯(lián)鎖,凹凸流量聯(lián)鎖,凹凸壓力聯(lián)鎖,更有溫度4級聯(lián)鎖,針對不同狀況進行相應(yīng)自動處

19、理。 (五)苯酚丙酮裝置易發(fā)生的事故及其處理 1.苯酚丙酮裝置常見事故處理原則 (1)烴化反應(yīng)器與轉(zhuǎn)位烴化反應(yīng)器 嚴格掌握烴化反應(yīng)器與轉(zhuǎn)位烴化反應(yīng)器溫度、壓力,超溫超壓造成催化劑活下降,嚴重時會造成設(shè)備大面積泄漏,發(fā)生爆炸著火惡性事故。 塔中不能進水。嚴格掌握原料苯的水含量,肯定禁止竄人游離水。一旦發(fā)生竄水事故,會造成催化劑失活。 (2)氧化塔 嚴格掌握氧化進料異丙苯的純度,異丙苯中各種有機雜質(zhì)及無機物都對氧化反應(yīng)不利,并會引起各種事故。因此對異丙苯必需嚴格地進行分析和管理。 chp不能與強酸、強堿接觸。因為chp與強酸、強堿接觸會激烈分解,并放出大量的反應(yīng)熱,無論是容器中或設(shè)備中有chp時都不能加入強酸、強堿,不能往排料漏斗倒酸堿。 氧化尾氣氧濃度的管理。要把氧濃度掌握在安全范圍之中,絕不能使其進入爆炸范圍。 預(yù)防激冷水系統(tǒng)故障。 嚴禁氧化塔超溫、超壓及超濃度運轉(zhuǎn),氧化液ph值需嚴格掌握。 氧化系統(tǒng)的操作要嚴格按操作法及有關(guān)說明進行,不得擅自更改工藝指標。 牢記氧化緊急聯(lián)鎖停車的各個因素。 氧