化工生產(chǎn)關(guān)鍵部位安全技術(shù)

1、安全技術(shù)化工生產(chǎn)關(guān)鍵部位安全技術(shù) 化工裝置中有許多關(guān)鍵部位，特殊是高負(fù)荷的塔、槽、壓力容器、反應(yīng)釜、大功率機(jī)泵及常常開閉的閥門等，運(yùn)行肯定時(shí)間后，常會(huì)消失多發(fā)故障或集中發(fā)生故障的狀況，對(duì)待多發(fā)故障事故，必需實(shí)行預(yù)防措施，加強(qiáng)設(shè)備及關(guān)鍵部位的監(jiān)測和監(jiān)護(hù)。 雖然化工生產(chǎn)過程差異很大，但所使用的設(shè)備類型基本相同?；さ奈锪隙嗑哂幸兹肌⒁妆?、易中毒、有腐蝕性等特點(diǎn)，有些反應(yīng)是在危急邊緣(如爆炸極限)四周進(jìn)行生產(chǎn)的，一旦溫度或壓力掌握不好，或由于設(shè)備腐蝕嚴(yán)峻、選材不良、及人為的誤操作等因素，就有可能使物料泄漏，造成火災(zāi)爆炸事故及人員傷亡。 可能存在潛在危急的生產(chǎn)部位主要包括： (1)在爆炸范圍內(nèi)或接近爆

2、炸極限范圍操作的部位; (2)在高溫或高壓下操作或在冷凍的液態(tài)下操作的部位; (3)產(chǎn)生大量反應(yīng)熱的操作部位; (4)會(huì)發(fā)生自聚反應(yīng)的操作部位; (5)與水或其它物質(zhì)會(huì)發(fā)生劇烈反應(yīng)或形成有毒、有腐蝕性的物質(zhì)的部位; (6)存在本質(zhì)不穩(wěn)定的化合物或中間體的部位; (7)反應(yīng)速度快，具有爆炸性的部位; (8)操作中具有粉塵或霧滴爆炸的危急性的部位; (9)生產(chǎn)中有極毒的物質(zhì)產(chǎn)生的部位; (10)操作中儲(chǔ)存有大量的壓縮能的部位; (11)一旦泄漏就快速集中，遇明火等產(chǎn)生爆炸的部位; (12)易燃、易爆物料和儲(chǔ)存量大的部位。 化工生產(chǎn)關(guān)鍵部位的平安也即指對(duì)關(guān)鍵的設(shè)備的溫度、壓力、流量等的掌握，防止設(shè)備

3、超溫、超壓，對(duì)產(chǎn)生的特別狀況準(zhǔn)時(shí)處理的平安措施。 (1)反應(yīng)設(shè)備 反應(yīng)設(shè)備是進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)過程的設(shè)備。它是供應(yīng)反應(yīng)物料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備，而化學(xué)反應(yīng)又往往是在有壓力的狀況下進(jìn)行。(由于提高壓力將有利于反應(yīng)物料的合成與聚合等)在反應(yīng)的同時(shí)還伴隨有溫度的變化，所以反應(yīng)設(shè)備內(nèi)通常還裝設(shè)一些加熱或冷卻裝置。 化工生產(chǎn)中的反應(yīng)設(shè)備與工藝過程親密相關(guān)，其結(jié)構(gòu)型式繁多。例如，PVC生產(chǎn)中的聚合釜、合成氨生產(chǎn)中的氨合成塔、電解工藝生產(chǎn)氫氣、氯氣的電解槽、裂解工藝制乙烯的裂解爐以及丙烯腈生產(chǎn)中的氧化的反應(yīng)器等。反應(yīng)釜、合成塔和流化床中的反應(yīng)介質(zhì)絕大多數(shù)是易燃易爆的氣體或粉末狀固體物料，因檢修中未進(jìn)行徹底置換、違章

4、動(dòng)火、物料性能不清、開車程序不嚴(yán)格、操作中超壓、超溫柔泄漏而造成的爆炸事故極多。因泄漏嚴(yán)峻、違章進(jìn)入釜、塔等容器內(nèi)作業(yè)造成的中毒事故也許多。 例如：在烴裂解制乙烯的工藝中，裂解反應(yīng)通?？梢詣澐譃橐淮畏磻?yīng)和二次反應(yīng)，一次反應(yīng)即由原料烴類經(jīng)熱裂解生成乙烯和丙烯等的反應(yīng)。二次反應(yīng)即是副反應(yīng)。副反應(yīng)產(chǎn)物焦和炭會(huì)堵塞管道及設(shè)備，影響裂解操作的穩(wěn)定。裂解爐生產(chǎn)乙烯過程是大型、連續(xù)、各工序親密相關(guān)的生產(chǎn)過程。裂解爐的計(jì)算機(jī)掌握方案是對(duì)反應(yīng)溫度、稀釋蒸汽比、運(yùn)轉(zhuǎn)周期等進(jìn)行掌握。除了配備大量的工藝參數(shù)測溫柔報(bào)警聯(lián)鎖系統(tǒng)外，還必需設(shè)置有關(guān)的調(diào)整系統(tǒng)。其中包括原料油溫度調(diào)整系統(tǒng);總稀釋蒸汽壓力調(diào)整系統(tǒng)，總?cè)剂蠅毫φ{(diào)

5、整系統(tǒng);總?cè)剂嫌蛪毫φ{(diào)整系統(tǒng);爐頂火嘴、側(cè)壁火嘴用的燃料油與霧化蒸汽間壓差調(diào)整系統(tǒng);各組爐管進(jìn)料流量調(diào)整系統(tǒng)，各組爐管稀釋蒸汽注入流量調(diào)整系統(tǒng);爐膛負(fù)壓調(diào)整系統(tǒng);裂解管出口溫度調(diào)整系統(tǒng)等。 裂解爐主要由爐體和裂解管兩大部分組成。裂解時(shí)的溫度在800以上，裂解的原料為常壓柴油和減壓柴油或輕烴、石腦油等，配入肯定比例的水蒸汽，在裂解爐內(nèi)于0.2MPa0.3MPa壓力及800850溫度下進(jìn)行裂解。裂解的反應(yīng)速度為0.1s，烴類原料發(fā)生斷鍵與脫烴，同時(shí)也發(fā)生縮合反應(yīng)，生成包括乙烯、丙烯、甲烷、氫氣在內(nèi)的一系列裂解產(chǎn)物。裂解產(chǎn)物乙烯、丙烯、甲烷等大都為呈氣態(tài)的易燃易爆物質(zhì)。裂解操作溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過反應(yīng)產(chǎn)物的

6、自燃點(diǎn)，一旦因爐管結(jié)焦過熱燒穿或焊口開裂而發(fā)生泄漏，會(huì)馬上發(fā)生自燃，如與空氣混合達(dá)到爆炸濃度，遇明火會(huì)發(fā)生爆炸，而生產(chǎn)過程中就有加熱爐明火。另外，燃料氣含氧量超過3%，并帶液進(jìn)入爐膛會(huì)造成爐膛正壓回火，使裂解爐停車，嚴(yán)峻時(shí)會(huì)造成爐膛內(nèi)發(fā)生爆炸。假如停水和水壓不足，或因誤操作氣體壓力大于水壓而冷卻失效，會(huì)造成處于高溫下的裂解氣燒壞設(shè)備，造成爐管過熱燒穿，導(dǎo)致原料油大量泄漏引起火災(zāi)或爆炸。 因此，在操作中，應(yīng)檢查分析燃料氣含氧量是否低于3%;檢查燃料油的霧化蒸氣壓力是否正常，看反應(yīng)溫度是否嚴(yán)格按工藝指標(biāo)進(jìn)行掌握;常常留意觀看爐內(nèi)火焰分布是否勻稱，有無偏燒及爐管變形狀況;當(dāng)裝置發(fā)生烴類氣體泄漏時(shí)，應(yīng)

7、馬上開啟裂解爐的水幕和蒸汽幕進(jìn)行愛護(hù)，切斷燃料使?fàn)t子熄火，同時(shí)切斷原料停爐。 在氯乙烯聚合生產(chǎn)PVC的工藝過程中，其產(chǎn)品PVC為氯乙烯單體經(jīng)聚合而成的自聚物，PVC懸浮聚合是先將去離子水加到聚合釜內(nèi)，在攪拌下將聚合配方中的其它助劑如分散劑，緩沖劑等加入，然后加引發(fā)劑，密封聚合釜并抽空，必要時(shí)可以用氮?dú)馀沤飧獌?nèi)空氣使殘留氧含量降至最低，最終加入單體，操作溫度為3060和壓力0.3 MPa1.0MPa，反應(yīng)熱由低溫冷凍鹽水移出。 假如控溫控壓不嚴(yán)，由于配料不準(zhǔn)，引發(fā)劑過量或水比過低造成結(jié)塊，簡單造成聚合溫度失控，壓力驟升，平安閥起跳而使大量的氯乙烯處逸，產(chǎn)生暴聚排料?；蛘咴诰酆戏磻?yīng)過程中突然停電、

8、停水，反應(yīng)放出的熱量不能準(zhǔn)時(shí)移去，也有引起暴聚導(dǎo)致聚合釜爆炸的危急。另外，此處易發(fā)生泄漏的動(dòng)、靜密封點(diǎn)滲多，一旦消失漏料，遇明火、靜電或磨擦熱，可引起著火或爆炸。 因此，應(yīng)定期檢查聚合釜軸封處及其它密封點(diǎn);運(yùn)行中嚴(yán)格掌握反應(yīng)溫度、壓力、攪拌器、冷卻水系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，嚴(yán)防超溫、超壓。一旦發(fā)覺溫度特別上升，應(yīng)加大冷卻水量進(jìn)行調(diào)整;若發(fā)覺壓力超標(biāo)、失控，應(yīng)快速加入終止劑，將聚合反應(yīng)終止。為保證不斷電、不斷水，應(yīng)有備用電源和水源。 在乙烯和氯氣生產(chǎn)二氯乙烷的工藝中，界區(qū)外來的氯氣通過焦碳過濾器后與乙烯一起加入到直接氯化反應(yīng)器內(nèi)，溶解在EDC的母液中，乙烯和氯快速發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)化成EDC。EDC的沸點(diǎn)為83.

9、5，反應(yīng)是在微高于EDC的沸點(diǎn)條件下進(jìn)行，反應(yīng)器的操作壓力為0.015MPa(表壓)、操作溫度約為90。氣化的EDC從反應(yīng)器上部排出，并有一部分循環(huán)二氯乙烷母 液作為回流來移走反應(yīng)熱。 該反應(yīng)器是整個(gè)裝置最主要的設(shè)備，乙烯和氯氣進(jìn)行的反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，反應(yīng)的工藝條件要求比較苛刻，假如反應(yīng)溫度上升，副產(chǎn)物就會(huì)相應(yīng)增加，產(chǎn)品純度降低。因此肯定要掌握好反應(yīng)溫度、進(jìn)料比和進(jìn)料速度，并保證原料的純度，同時(shí)保證水、電、氣等公用工程的供應(yīng)。假如乙烯中含有雜質(zhì)，如乙炔、油等雜質(zhì)，油將與氯氣猛烈反應(yīng)，使反應(yīng)失控，因此用確保乙烯的進(jìn)料純度;假如氯氣中含有雜質(zhì)，雜質(zhì)是水，催化劑與水反應(yīng)腐蝕設(shè)備，溫度越高，腐蝕越嚴(yán)峻

10、，而且會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)停車，所以應(yīng)確保氯氣中水含量很低;假如進(jìn)料不平衡，就可能發(fā)生失控反應(yīng)，因此應(yīng)監(jiān)控進(jìn)料比，確保乙烯微過量;假如反應(yīng)器大量放熱，就有可能導(dǎo)致大量的氯、二氯乙烷、乙烯釋放，應(yīng)確保反應(yīng)器的壓力釋放系統(tǒng)能處理此事故;假如反應(yīng)器裂開，同樣將導(dǎo)致大量的氯、二氯乙烷、乙烯釋放，所以也應(yīng)掌握進(jìn)料量，并在裝置處設(shè)圍堰，防止泄漏的物料集中;假如平安閥打開，氯氣、二氯乙烷及乙烯可能被釋放出來，應(yīng)確保反應(yīng)器的壓力釋放系統(tǒng)能處理;假如反應(yīng)溫度上升，將使乙烯溶解性差，副產(chǎn)物三氯乙烷增多，應(yīng)對(duì)進(jìn)料溫度進(jìn)行掌握調(diào)整;假如反應(yīng)壓力上升，將破壞相平衡，可能發(fā)生失控反應(yīng)，所以應(yīng)有進(jìn)料壓力掌握調(diào)整系統(tǒng)等措施。 化工生產(chǎn)

11、中，最關(guān)鍵的部位即是反應(yīng)設(shè)備，對(duì)反應(yīng)設(shè)備及相連的管道等進(jìn)行工藝掌握，就是掌握反應(yīng)的溫度、壓力、進(jìn)料比、投料次序及及掌握反應(yīng)物料的純度、副反應(yīng)等。其主要的留意事項(xiàng)如下： 掌握原料配比、原料純度及加入次序，防止由于配比不當(dāng)及雜質(zhì)含量過高導(dǎo)致反應(yīng)失控及副反應(yīng)的發(fā)生。 對(duì)需要有惰性氣體愛護(hù)的反應(yīng)，應(yīng)加入惰氣愛護(hù)，防止物料在爆炸極限內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。 對(duì)放熱反應(yīng)，需采納應(yīng)夾套冷卻或物料循環(huán)來移走反應(yīng)熱，防止設(shè)備超溫。 對(duì)需攪拌的反應(yīng)，應(yīng)有監(jiān)視攪拌運(yùn)行措施，如軸速、電動(dòng)機(jī)電流等，防止攪拌中斷，造成散熱不良或局部反應(yīng)猛烈而發(fā)生危急。 保證水、電、氣、風(fēng)等公用工程的供應(yīng)。 對(duì)于壓力反應(yīng)設(shè)備，應(yīng)有平安閥及其它泄壓設(shè)施

12、，留意監(jiān)控反應(yīng)壓力，防止超壓造成設(shè)備爆炸或物料泄漏而產(chǎn)生火災(zāi)爆炸事故。 掌握投料速度和數(shù)量，防止由于投料量過大或過快而使設(shè)備超溫、超壓，造成物料的突淋、沖料起火、爆炸。 把握反應(yīng)原料、催化劑的化學(xué)特性。 (2)塔、槽類 塔類設(shè)備按內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)劃分為板式塔和填料塔兩大類。在化工生產(chǎn)中，塔類設(shè)備也是特別普遍使用的設(shè)備，對(duì)塔類設(shè)備的掌握也關(guān)系到生產(chǎn)的正常運(yùn)行，假如掌握不好，將消失泄漏、中毒、火災(zāi)或爆炸等事故。應(yīng)對(duì)塔類設(shè)備留意以下問題： 掌握好塔底液面、溫度、壓力及物料流速，防止液面超高而產(chǎn)生事故。例如在催化裂扮裝置生產(chǎn)中，當(dāng)分餾塔底液面超高至油氣線入口時(shí)，就會(huì)造成反應(yīng)器憋壓，若處理不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致催化劑

13、倒流的惡性事故。 留意塔底再沸器和塔頂回流操作。同樣在催化裂扮裝置生產(chǎn)中，當(dāng)分餾塔頂油氣分別器液面超高，就會(huì)造成富氣帶液，損壞氣壓機(jī)。 壓力容器應(yīng)有壓力釋放措施。真空塔類要防止空氣進(jìn)入而與物料形成爆炸性混合物，導(dǎo)致火災(zāi)爆炸。例如在丙烯酸生產(chǎn)中，丙烯酸提純單元是在負(fù)壓下操作，假如設(shè)備管線和閥門等連接處密封不良，空氣漏入，則極為危急。 防止物料對(duì)塔、槽等設(shè)備的腐蝕，常常檢查設(shè)備。例如在催化裂扮裝置中，汲取穩(wěn)定塔中的油氣、汽油等物料易腐蝕設(shè)備而引起泄漏，造成火災(zāi)爆炸事故。 (3)換熱器 列管式換熱器是化工生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的一種換熱器，并且在生產(chǎn)中也常常采納換熱器來對(duì)物料進(jìn)行熱交換，移走反應(yīng)熱能等。對(duì)換

14、熱器的平安問題應(yīng)留意以下幾點(diǎn)： 選用符合規(guī)定的材質(zhì)，防止管束裂開。導(dǎo)致物料泄漏而產(chǎn)生意外事故，并防止泄漏的流體導(dǎo)致的設(shè)備腐蝕、變脆、及損壞問題(包括法蘭、密封處)。在二氯乙烷生產(chǎn)中，二氯乙烷換熱器的壓力為0.015MPa，冷卻水的壓力為0.30MPa，一旦二氯乙烷換熱器消失泄漏，水分就會(huì)進(jìn)入到物料液體中，導(dǎo)致設(shè)備管道及反應(yīng)器帶水，使反應(yīng)失控。據(jù)統(tǒng)計(jì)，換熱器的事故率為60次/106h，管束、封頭失效，管子脹口泄漏、腐蝕以及因換熱器材料疲憊、零部件破壞等而引起的燃燒爆炸事故也時(shí)有發(fā)生。 在乙烯生產(chǎn)中，急冷換熱器是裂解裝置中的五大關(guān)鍵設(shè)備之一。換熱器管內(nèi)通過高溫裂解氣，入口溫度約827，壓力約110

15、KPa(表壓)，在0.1S內(nèi)將溫度降到350600，傳熱得人心強(qiáng)度高，管外走高壓熱水，溫度約320，壓力為8 MPa 13MPa，管內(nèi)外必需承受很大的溫度差和壓力差，因此其操作條件極為苛刻。 對(duì)有可能產(chǎn)生泄漏的換熱器，應(yīng)在物料或冷卻水出口處進(jìn)行取樣分析。 防止無冷卻介質(zhì)或換熱器短路而使其他工藝單元超溫。 (4)壓縮機(jī)、泵類 化工生產(chǎn)中的動(dòng)力設(shè)備主要為壓縮機(jī)、離心泵。由于種種緣由，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡就會(huì)引起葉輪飛裂、葉片斷裂、轉(zhuǎn)子損壞、軸承與軸瓦燒壞以及特別振動(dòng)。泵軸燒壞斷裂，軸承、軸瓦嚴(yán)峻磨損，軸封嚴(yán)峻泄漏及其它零部件損壞，泵電機(jī)燒壞而停產(chǎn)及由此而引起的燃燒爆炸、灼傷事故，是離心泵的常見事故。對(duì)

16、壓縮機(jī)、泵類在工藝生產(chǎn)中的平安留意事項(xiàng)如下： 檢查壓縮機(jī)負(fù)荷是否穩(wěn)定，保證在穩(wěn)定穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，防止壓縮機(jī)發(fā)生喘振。例如在加氫裂化生產(chǎn)中，循環(huán)氫壓縮機(jī)是裝置的關(guān)鍵部位，它既為反應(yīng)過程供應(yīng)氫氣，又為掌握反應(yīng)器溫度供應(yīng)冷氫。其運(yùn)轉(zhuǎn)速度高達(dá)8950r/min，一旦因故障停機(jī)，供氫中斷，會(huì)造成反應(yīng)器超溫、超壓而引起事故。 監(jiān)視壓縮機(jī)各段吸入罐的液位，以防止壓縮機(jī)因高液位連鎖停車，或因液面儀表失靈，氣體帶液進(jìn)入壓縮機(jī)，造成壓縮機(jī)系統(tǒng)停車。同樣在加氫裂化生產(chǎn)中，假如循環(huán)氫帶液，也會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)失去平衡，產(chǎn)生振動(dòng)，嚴(yán)峻時(shí)會(huì)損壞設(shè)備，造成氫氣泄漏，引起燃燒爆炸。在深冷分別過程中，也存在這樣的問題，當(dāng)反應(yīng)塔液位上

17、升，進(jìn)入廢氣壓縮機(jī)的深冷氣體中就會(huì)含有液體，導(dǎo)致壓縮機(jī)損壞及生產(chǎn)停車。 檢查壓縮機(jī)油泵、軸位移、溫度等連鎖系統(tǒng)是否處于正常狀態(tài)，對(duì)設(shè)備常常進(jìn)行維護(hù)，防止因腐蝕、裂縫等緣由而發(fā)生的物料泄漏事故。 一般吸入壓力不允許在負(fù)壓下操作，以防止空氣進(jìn)入壓縮機(jī)與介質(zhì)形成混合性爆炸物。 保證潤滑油、密封油、冷卻水系統(tǒng)供應(yīng)正常。 加強(qiáng)泵密封點(diǎn)的檢查，防止泄漏。 泵的選用應(yīng)留意設(shè)計(jì)壓力、溫度，防止泵在使用中消失超溫、超壓。 對(duì)關(guān)鍵的泵應(yīng)采納一開一備方式。例如在二氯乙烷生產(chǎn)中，其中二氯乙烷泵處理的EDC流量大，一部分物料送至二氯乙烷精制單元，另一部分物料循環(huán)回反應(yīng)器，起到為反應(yīng)器供應(yīng)冷卻的作用。依據(jù)資料的統(tǒng)計(jì)，離心泵的事故率為300次/106h，因此一旦該泵消失故障，將引起反應(yīng)器溫度劇升，可能導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故。 (5)其他關(guān)鍵生產(chǎn)部位 在化工生產(chǎn)中，也需要用到其它生產(chǎn)設(shè)備，如離心機(jī)、汽輪機(jī)、廢熱鍋爐、加熱爐等。在這些部位也會(huì)發(fā)生一些事故，而導(dǎo)致生產(chǎn)停車等。例如離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓振動(dòng)、機(jī)身振動(dòng)和分別易燃易爆液體時(shí)發(fā)生的燃燒爆炸事故也時(shí)有發(fā)生;廢熱鍋爐有爐管爆炸、爐體損壞、管束失效等事故模式;由于種種緣由導(dǎo)致加熱爐爐管泄漏、嚴(yán)峻損壞、爆炸、爐嘴環(huán)隙堵塞和整個(gè)爐體爆炸是常見