環(huán)氧乙烷安全設計.doc

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環(huán)氧乙烷安全設計 1工藝簡述 生產(chǎn)環(huán)氧乙烷與乙二醇是采用以乙烯為原料，用純氧進行氧化的工藝路線。簡要工藝流程是將乙烯、純氧、致穩(wěn)甲烷以一定的比例與循環(huán)氣混合送入氧化反應器，在銀催化劑作用下進行氧化反應，生成環(huán)氧乙烷。反應溫度200-290℃，反應壓力2MPa。反應生成的環(huán)氧乙烷氣體用水吸收其中的環(huán)氧乙烷，再經(jīng)解析、精餾，得到純凈的環(huán)氧乙烷。 將純凈的環(huán)氧乙烷與水按一定比例送入乙二醇反應器，反應生成乙二醇。再經(jīng)蒸發(fā)、脫水、精餾得到產(chǎn)品乙二醇。 該裝置的物料乙烯和環(huán)氧乙烷都是易燃、易爆物質(zhì)，且有毒；乙二醇可燃，有輕毒。 2重點部位 2.1氧化反應器乙烯與純氧的氧化反應在氧化反應器中進行，反應產(chǎn)物是環(huán)氧乙烷。由于乙烯、環(huán)氧乙烷都是易燃易爆物質(zhì)，且又有氧存在，因此如果控制不好，就可能發(fā)生爆炸事故http://www.hbsafety.cn/article/33/ 2.2環(huán)氧乙烷泵環(huán)氧乙烷的分解爆炸溫度571℃，如果達到此溫度無需進空氣就會發(fā)生爆炸。由于環(huán)氧乙烷易氣化，如果對環(huán)氧乙烷泵操作不當，會產(chǎn)生氣蝕造成空轉，使泵內(nèi)溫度升高，容易達到環(huán)氧乙烷的分解爆炸溫度；如環(huán)氧乙烷泵的葉輪安裝不正，會發(fā)生擦壁，也能使溫度升高達到分解爆炸溫度。為防止環(huán)氧乙烷泵的溫度升高，設有防止泵憋壓的聯(lián)鎖控制和軸承溫升聯(lián)鎖控制。該泵設有水噴淋保護。 2.3環(huán)氧慚烷貯罐環(huán)氧乙烷在有酸、堿、醛的環(huán)境下易發(fā)生聚合反應，能放出大量的熱；與水反應也能放出大量的熱。由于這些反應放出的大量熱，會導致環(huán)氧乙烷的分解操作，因此環(huán)氧乙烷的貯罐中絕不能有酸、堿、醛、水等物質(zhì)。為保證環(huán)氧乙烷貯罐的安全，用冷凍鹽水保持5℃左右的低溫，而且用0.2MPa的氮氣進行氮封，以使氣相組成過離爆炸極限。環(huán)氧乙烷貯罐設有水噴淋保護。 3安全要點 3.1氧化反應器 3.1.1嚴格控制好乙烯、純氧、致穩(wěn)甲烷的混合比例。 3.1.2嚴格控制反應溫度不超過290℃，反應壓力不超過2.0MPa。 3.1.3聯(lián)鎖控制系統(tǒng)要處于完好狀態(tài)。 3.1.4定期用高溫測厚儀對反應器壁厚及其管道進行檢測，并做好記錄。 3.1.5裝銀催化劑時，必須保護好，銀脫落催化劑球會萎縮。生產(chǎn)進水會使銀催化劑中毒。 3.2環(huán)氧乙烷泵 3.2.1該泵不能有泄漏，如有泄漏要立即檢修。 3.2.2防泵憋壓和軸承溫升的聯(lián)鎖控制要處于完好狀態(tài)。 3.2.3定期檢查水噴淋保護系統(tǒng)，要保持暢通好用。 3.3環(huán)氧乙烷貯罐 3.3.1貯罐的液位要低于80%。 3.3.2貯罐中絕不能混入酸、堿、醛、水等。 3.3.3氮封系統(tǒng)要維持正常。水噴淋系統(tǒng)要保證暢通好用。 3.4其它部位 3.4.1純氧由氧壓機供給。氧壓機易發(fā)生著火事故http://www.hbsafety.cn/article/33/ ，因此要加強巡檢，做好記錄，準確分析判斷異常情況，以便及時采取有力的防護和補救措施。輸送純氧的管道必須干凈，不能有油脂。 3.4.2定期檢測接地系統(tǒng)，保證良好接地，符合靜電接地要求。 3.4.3環(huán)氧乙烷裝槽車或鋼瓶長距離運輸，要充以0.7MPa的氮封進行保護，槽車或鋼瓶要符合有關安全要求。 3.4.4環(huán)氧乙烷沸點低，極易發(fā)揮，不要用手接觸，以防凍傷。 3.4.5環(huán)氧乙烷進入眼內(nèi)會造成眼發(fā)炎或失明，因此在排放環(huán)氧乙烷時，要做好個人防護。 3.4.6定期校驗可燃氣體報警儀，保證處于完好狀態(tài)。 安全設計： 1）儲存工藝條件的確定3{%f)L0q8r0GE6l0t ①并列布置兩臺環(huán)氧乙烷貯罐，基于環(huán)氧乙烷氣體的極易爆炸性和很高的火焰溫度，故在儲罐的氣相空間設置了惰性氣體充填保護措施（氮氣濃度不低于99.5%），可使貯罐內(nèi)氣相空間環(huán)氧乙烷混合氣體處于爆炸極限范圍之外。 (\5G0G6t4`!\②根據(jù)有關資料顯示，環(huán)氧乙烷儲存溫度在30℃以下，儲罐壓力應在0.22MPa以上,基于減緩環(huán)氧乙烷聚合、防止輸送中汽化、減少排空損失降低氮氣系統(tǒng)負荷及盡量避免儲存溫度壓力較高帶來的危險因素等綜合對比，設計中貯罐帶半夾套，夾套內(nèi)通入冷凍水，采用了較低的儲存溫度-5～-10℃，儲罐的設計壓力達到了0.8MPa，以確保安全。*O$Q~5}8d)@ ③儲存量的確定 (C/w5W)]8o;B;u,x根據(jù)環(huán)氧乙烷日消耗量，在滿足生產(chǎn)供應的前題下，選最低貯存量?？紤]供應的時間周期，儲存量按7～8天設計，所以設計中采用了兩臺環(huán)氧乙烷貯罐。裝填系數(shù)約50%。既可在一旦事故出現(xiàn)時，將其中一臺內(nèi)的物料導入另一臺儲罐內(nèi)，減少事故危險和物料損失。8xU)p3n7u,^+o!N0D （2）儲罐、管路和儀表材質(zhì)的選擇;Z(j#~#A%[+e%v4d7v$D 前提條件是避免鐵銹及防止銅、鎂合金及其他乙炔氧化物，因為它們會導致環(huán)氧乙烷聚合和污染。本工藝設計儲罐采用16MnR，在使用前必須經(jīng)過嚴格徹底除銹并用氮氣保護。進料管線采用不銹鋼材料，因為出料體積一般在300升/次以內(nèi)，并且在6個小時內(nèi)即可使用完，所以出料管線采用的是碳素鋼。 3G4S,G.f3B:d,Q（3）冷凍系統(tǒng)設置5c%G(nW2Q$[-B*R%W 環(huán)氧乙烷儲罐采用外夾套低壓鹽水循環(huán)導冷方式進行冷卻。并且外加冷水噴淋裝置，以防停車時缺乏冷凍鹽水時使用。-M4h2M.M2A8?#z6Wy+m （4）輸送方式的確定1xY*{.H+d5nC 本設計環(huán)氧乙烷的輸送不采用輸送泵輸送，而采用0.3～0.4MPa的氮氣壓料輸送。這樣既可減低輸送泵在各個方面帶來的不確定的不安全性，又節(jié)約了動力。 5L:})c1I0j7~*pt.p（5）管路系統(tǒng)的布置和安裝 H(x+Wv}:t8ix4A①管路連接除閥門及其它管件和設備等需要法蘭連接處外，其余則選用焊接結構并盡量減少焊接點，以減少泄漏。 4a/sy+f%N;A,n%V-a+J7v②管路布置遵循盡可能使環(huán)氧乙烷在停車時能自行靠重力從管路中排凈的原則，避免出現(xiàn)U形和氣袋。在不可避免出現(xiàn)上述情況時，必須設立排凈或排空裝置。絕對不可以出現(xiàn)長期停車時兩端完全封閉的管路，遇此情況則應設置自由泄出端或安全閥。 (z0?9I$?$k③為防止環(huán)氧乙烷聚合物阻塞管路，在管路的適當部位設置了氮氣吹掃系統(tǒng)。-y#q*hF4z （6）墊片及保冷材料 0o;P(V:U2p0s8^天然橡膠和石棉墊片因會被環(huán)氧乙烷溶解促進環(huán)氧乙烷聚合，故選擇了聚四氟乙烯和不銹鋼纏繞式墊片。系統(tǒng)內(nèi)的保冷隔熱材料，選擇閉孔泡沫玻璃，外裹玻璃纖維，外刷防火涂料。$（7）設置貯罐安全泄放系統(tǒng) ,b1l)Z5D*nK$J1u}①為確保安全，環(huán)氧乙烷貯罐上必須設置的安全泄放系統(tǒng)不應是簡單意義上的安全閥，因為它一旦失靈，后果則可能十分嚴重。也不應以爆破膜作為通常的泄壓手段，因為它不能控制排出，直到會將物料排盡。所以每臺環(huán)氧乙烷儲罐設置了兩個安全閥，安全閥下設置兩個閥門，平時閥門為敞開狀態(tài)，一旦安全閥再現(xiàn)故障，即可關閉該安全閥下部的閥門。 4JLq*T9f4^②為保證放空系統(tǒng)安全，放空出口設計了列管鹽水冷卻器和氮氣吹掃管線，列管鹽水冷凝器在進料變壓時可以將揮發(fā)的環(huán)氧乙烷冷凝回流，氮氣管線用以吹掃泄放物和殘留物。9]6A6G6wD*e9?%e ③設置了**的帶阻火器的放空管。.H_,e+Q:E2T0G （8）消防設施/\7l1J$I0x)p:z,{d 環(huán)氧乙烷極易溶解于水，4%濃度的水溶液是火災安全區(qū)。為此，采用水稀釋是最方便經(jīng)濟和有效的安全保護和消防方案。 4R;_2F3E4v5rV6i①在儲罐上端設置了水噴淋裝置，并保證水呈噴射狀，噴射水量在10～15L/minm3。采用手動控制。 5Y-yMn!J②在儲罐周邊設置兩個消防水栓。1Q#]5D(I,p:^ 1u0D)].^#~)P2Z9x③關于事故儲液池的設置：本裝置設計了一座300m3的儲液池，且儲液池外另建有24m20m2m的圍墻。儲罐上端加蓋了7m高的敞開式的遮陽棚。 3x1Y;Z9@y%xe/W66環(huán)氧乙烷輸送泵的安全設計 由于環(huán)氧乙烷所具有的危險特性，其輸送泵須給予特殊的安全防護，這些泵均裝有安全裝置以保護泵本身、工廠環(huán)境以及操作人員。所有輸送環(huán)氧乙烷的泵均采用DURAMETALLIC串行軸封，因為它具有更加安全的特質(zhì)。 每一臺泵均有密封液小槽，本場使用50﹪EG水溶液以為環(huán)氧乙烷泵之軸封漏供應一種抑制液體，每一個封液槽都有一個液位開關，槽中液位低時輸出一個訊號至控制室，經(jīng)共享警示系統(tǒng)在主控板發(fā)生警報，液位低即表示外側軸封漏，封液槽亦裝有壓力開關，壓力高時作動警報器，封液槽之高壓警報即表示內(nèi)側軸封漏，無論發(fā)生壓力高或液位低的警報，現(xiàn)場操作員應立刻去檢視發(fā)生問題的泵，并決定是否應予停車并啟動備用泵，操作員絕不可僅仰賴警報系統(tǒng)來偵測環(huán)氧乙烷設備，必須定時巡視檢查，因為儀器／警報系統(tǒng)也有發(fā)生故障的時候。 環(huán)氧乙烷泵亦具有內(nèi)端及外端頸軸承溫度偵測儀，軸承溫度高時在控制室發(fā)出警報，軸承溫度高是軸承故障，泵軸線對準不佳及機械振動等現(xiàn)象很好的指示，一個熱的軸承可以點燃環(huán)氧乙烷汽，發(fā)現(xiàn)軸承溫度上升時應立即檢查，若判斷軸承已損壞，即停車檢修。 所有環(huán)氧乙烷泵均以兩臺并聯(lián)使用，其中一臺為備用泵。泵設有低流量保護停車裝置，當測得低流量時，控制室警報器被作動，而且經(jīng)30秒延遲時間后令泵跳車，每組泵亦有電路連鎖，兩臺泵不能同時運轉超過2分鐘，經(jīng)過兩分鐘的延遲時間后，較早啟動的泵將自動停掉，這個防護裝置可防止泵發(fā)生滯流及過熱，每一臺泵均可從控制室予以按停。 環(huán)氧乙烷泵之進出口管在線裝有隔離閥，當發(fā)生大量泄漏或火災時可用遙控手動開關關閉隔離閥，隔離閥的儀器空氣侍應管線，有一段系用聚乙烯管，并繞經(jīng)近于泵軸封之處，發(fā)生火災時聚乙稀管將熔斷放出空氣而令隔離閥關閉，每一臺泵上方裝設一條附有可熔管塞的引導管，可作動灑水系統(tǒng)，每一臺泵至少有2m2/hr之噴水量噴灑在軸封上。 每臺環(huán)氧乙烷泵軸封上面或泵浦附近都裝設可燃性氣體偵測器，一旦偵測到環(huán)氧乙烷漏出，控制室表板上的監(jiān)視器紅燈亮，火警系統(tǒng)警報同時作響。此外制程區(qū)運轉設備中含有液態(tài)環(huán)氧乙烷的設備附近裝設有環(huán)氧乙烷MONITOR，共有16臺(包含環(huán)氧乙烷槽車灌裝站的一臺)可偵測環(huán)境中微量的環(huán)氧乙烷(精確度至0.1PPM)當測得微量的環(huán)氧乙烷含量達設定點時即會作動主控制室環(huán)氧乙烷MONITOR警報作響，提示操作人員至該處探查，或同時攜測爆器測爆以追蹤其環(huán)氧乙烷來源予以適當之處理。 第 7 頁 共 7 頁