環(huán)氧乙烷安全設(shè)計(jì)

1、1 工藝簡(jiǎn)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(jìn)行氧化的工藝路線。 簡(jiǎn)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(yīng)器， 在銀催化劑 作用下進(jìn)行氧化反應(yīng)，生成環(huán)氧乙烷。反應(yīng)溫度200-290 C,反應(yīng)壓力2。反應(yīng)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(yīng)器， 反應(yīng)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(diǎn)部位2.1 氧化反應(yīng)器 乙烯與純氧的氧化反應(yīng)在氧化反應(yīng)器中進(jìn)行， 反

2、應(yīng)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。2.2環(huán)氧乙烷泵環(huán)氧乙烷的分解爆炸溫度 571 C，如果達(dá)到此溫度無需進(jìn)空氣就會(huì)發(fā)生爆炸。由于環(huán)氧乙烷易氣化， 如果對(duì)環(huán)氧乙烷泵操作不當(dāng)， 會(huì)產(chǎn)生氣蝕造成空轉(zhuǎn)，使 泵內(nèi)溫度升高， 容易達(dá)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(huì)發(fā)生 擦壁， 也能使溫度升高達(dá)到分解爆炸溫度。 為防止環(huán)氧乙烷泵的溫度升高， 設(shè)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(shè)有水噴淋保護(hù)。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(yīng)，能放出大 量的熱； 與水反應(yīng)也能

3、放出大量的熱。 由于這些反應(yīng)放出的大量熱 ，會(huì)導(dǎo)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 5C左右的低溫，而且用 0.2的氮?dú)膺M(jìn)行氮封，以使氣相組成過離爆炸 極限。環(huán)氧乙烷貯罐設(shè)有水噴淋保護(hù)。3 安全要點(diǎn)3.1 氧化反應(yīng)器3.1.1 嚴(yán)格控制好乙烯、純氧、致穩(wěn)甲烷的混合比例。嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度不超過290C,反應(yīng)壓力不超過 2.0。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(cè)厚儀對(duì)反應(yīng)器壁厚及其管道進(jìn)行檢測(cè)，并做好記錄。3.1.5 裝銀催化劑時(shí)，必須保護(hù)好，銀脫落催化劑球會(huì)萎縮。生產(chǎn)進(jìn)水會(huì)使銀催化 劑中

4、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(hù)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(jī)供給。氧壓機(jī)易發(fā)生著火事故，因此要加強(qiáng)巡檢，做好記錄， 準(zhǔn)確分析判斷異常情況，以便及時(shí)采取有力的防護(hù)和補(bǔ)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(cè)接地系統(tǒng)，保證良好接地，符合靜電接地要求。3.4.

5、3 環(huán)氧乙烷裝槽車或鋼瓶長距離運(yùn)輸，要充以 0.7 的氮封進(jìn)行保護(hù)，槽車或鋼 瓶要符合有關(guān)安全要求。3.4.4 環(huán)氧乙烷沸點(diǎn)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(jìn)入眼內(nèi)會(huì)造成眼發(fā)炎或失明，因此在排放環(huán)氧乙烷時(shí)，要做好個(gè) 人防護(hù)。3.4.6 定期校驗(yàn)可燃?xì)怏w報(bào)警儀，保證處于完好狀態(tài)。安全設(shè)計(jì)： 1）儲(chǔ)存工藝條件的確定 并列布置兩臺(tái)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(chǔ)罐的氣相空間設(shè)置了惰性氣體充填保護(hù)措施（氮?dú)鉂舛炔坏陀?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。 根據(jù)有關(guān)資料顯示，環(huán)氧乙烷儲(chǔ)存溫度在30C以下，儲(chǔ)

6、罐壓力應(yīng)在0.22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?dú)庀到y(tǒng)負(fù)荷及盡 量避免儲(chǔ)存溫度壓力較高帶來的危險(xiǎn)因素等綜合對(duì)比， 設(shè)計(jì)中貯罐帶半夾套， 夾 套內(nèi)通入冷凍水，采用了較低的儲(chǔ)存溫度-5-10 C,儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力達(dá)到了 0.8 ，以確保安全。 儲(chǔ)存量的確定根據(jù)環(huán)氧乙烷日消耗量， 在滿足生產(chǎn)供應(yīng)的前題下， 選最低貯存量。 考慮供應(yīng)的 時(shí)間周期，儲(chǔ)存量按 78 天設(shè)計(jì)，所以設(shè)計(jì)中采用了兩臺(tái)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(shí)，將其中一臺(tái)內(nèi)的物料導(dǎo)入另一臺(tái)儲(chǔ)罐內(nèi)， 減少事故危險(xiǎn)和物料損失。（2）儲(chǔ)罐、管路和儀表材質(zhì)的選擇前提條件是避免鐵銹及防止銅、

7、 鎂合金及其他乙炔氧化物， 因?yàn)樗鼈儠?huì)導(dǎo)致環(huán)氧 乙烷聚合和污染。本工藝設(shè)計(jì)儲(chǔ)罐采用 16，在使用前必須經(jīng)過嚴(yán)格徹底除銹并 用氮?dú)獗Ｗo(hù)。進(jìn)料管線采用不銹鋼材料，因?yàn)槌隽象w積一般在300升/次以內(nèi)，并且在 6 個(gè)小時(shí)內(nèi)即可使用完，所以出料管線采用的是碳素鋼。（3）冷凍系統(tǒng)設(shè)置 環(huán)氧乙烷儲(chǔ)罐采用外夾套低壓鹽水循環(huán)導(dǎo)冷方式進(jìn)行冷卻。 并且外加冷水噴淋裝 置，以防停車時(shí)缺乏冷凍鹽水時(shí)使用。（4）輸送方式的確定 本設(shè)計(jì)環(huán)氧乙烷的輸送不采用輸送泵輸送，而采用 0.30.4 的氮?dú)鈮毫陷斔汀?這樣既可減低輸送泵在各個(gè)方面帶來的不確定的不安全性，又節(jié)約了動(dòng)力。（5）管路系統(tǒng)的布置和安裝 管路連接除閥門及其它管件

8、和設(shè)備等需要法蘭連接處外，其余則選用焊接結(jié)構(gòu)并盡量減少焊接點(diǎn)，以減少泄漏。 管路布置遵循盡可能使環(huán)氧乙烷在停車時(shí)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(shí)，必須設(shè)立排凈或排空裝 置。絕對(duì)不可以出現(xiàn)長期停車時(shí)兩端完全封閉的管路， 遇此情況則應(yīng)設(shè)置自由泄 出端或安全閥。 為防止環(huán)氧乙烷聚合物阻塞管路，在管路的適當(dāng)部位設(shè)置了氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)。（6）墊片及保冷材料 天然橡膠和石棉墊片因會(huì)被環(huán)氧乙烷溶解促進(jìn)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(shè)置貯罐安全泄放系統(tǒng) 為確

9、保安全，環(huán)氧乙烷貯罐上必須設(shè)置的安全泄放系統(tǒng)不應(yīng)是簡(jiǎn)單意義上的安 全閥，因?yàn)樗坏┦ъ`， 后果則可能十分嚴(yán)重。 也不應(yīng)以爆破膜作為通常的泄壓 手段，因?yàn)樗荒芸刂婆懦觯?直到會(huì)將物料排盡。 所以每臺(tái)環(huán)氧乙烷儲(chǔ)罐設(shè)置了 兩個(gè)安全閥， 安全閥下設(shè)置兩個(gè)閥門， 平時(shí)閥門為敞開狀態(tài)， 一旦安全閥再現(xiàn)故 障，即可關(guān)閉該安全閥下部的閥門。 為保證放空系統(tǒng)安全， 放空出口設(shè)計(jì)了列管鹽水冷卻器和氮?dú)獯祾吖芫€， 列管 鹽水冷凝器在進(jìn)料變壓時(shí)可以將揮發(fā)的環(huán)氧乙烷冷凝回流， 氮?dú)夤芫€用以吹掃泄 放物和殘留物。 設(shè)置了 * 的帶阻火器的放空管。（ 8）消防設(shè)施環(huán)氧乙烷極易溶解于水， 4%濃度的水溶液是火災(zāi)安全區(qū)。 為

10、此，采用水稀釋是最 方便經(jīng)濟(jì)和有效的安全保護(hù)和消防方案。 在儲(chǔ)罐上端設(shè)置了水噴淋裝置，并保證水呈噴射狀，噴射水量在1015L m3 采用手動(dòng)控制。 在儲(chǔ)罐周邊設(shè)置兩個(gè)消防水栓。 關(guān)于事故儲(chǔ)液池的設(shè)置：本裝置設(shè)計(jì)了一座300m3的儲(chǔ)液池，且儲(chǔ)液池外另建 有24mK 20m 2m的圍墻。儲(chǔ)罐上端加蓋了 7m高的敞開式的遮陽棚。環(huán)氧乙烷輸送泵的安全設(shè)計(jì) 由于環(huán)氧乙烷所具有的危險(xiǎn)特性， 其輸送泵須給予特殊的安全防護(hù)， 這些泵均裝 有安全裝置以保護(hù)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 用串行軸封，因?yàn)樗哂懈影踩奶刭|(zhì)。每一臺(tái)泵均有密封液小槽，本場(chǎng)使用 50%水溶液以為環(huán)氧乙烷泵

11、之軸封漏供應(yīng) 一種抑制液體， 每一個(gè)封液槽都有一個(gè)液位開關(guān)， 槽中液位低時(shí)輸出一個(gè)訊號(hào)至 控制室， 經(jīng)共享警示系統(tǒng)在主控板發(fā)生警報(bào)， 液位低即表示外側(cè)軸封漏， 封液槽 亦裝有壓力開關(guān)，壓力高時(shí)作動(dòng)警報(bào)器，封液槽之高壓警報(bào)即表示內(nèi)側(cè)軸封漏， 無論發(fā)生壓力高或液位低的警報(bào)， 現(xiàn)場(chǎng)操作員應(yīng)立刻去檢視發(fā)生問題的泵， 并決 定是否應(yīng)予停車并啟動(dòng)備用泵， 操作員絕不可僅仰賴警報(bào)系統(tǒng)來偵測(cè)環(huán)氧乙烷設(shè) 備，必須定時(shí)巡視檢查，因?yàn)閮x器警報(bào)系統(tǒng)也有發(fā)生故障的時(shí)候。環(huán)氧乙烷泵亦具有內(nèi)端及外端頸軸承溫度偵測(cè)儀， 軸承溫度高時(shí)在控制室發(fā)出警 報(bào)，軸承溫度高是軸承故障， 泵軸線對(duì)準(zhǔn)不佳及機(jī)械振動(dòng)等現(xiàn)象很好的指示， 一 個(gè)

12、熱的軸承可以點(diǎn)燃環(huán)氧乙烷汽， 發(fā)現(xiàn)軸承溫度上升時(shí)應(yīng)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(tái)并聯(lián)使用， 其中一臺(tái)為備用泵。 泵設(shè)有低流量保護(hù)停車 裝置，當(dāng)測(cè)得低流量時(shí)，控制室警報(bào)器被作動(dòng)，而且經(jīng) 30 秒延遲時(shí)間后令泵跳 車，每組泵亦有電路連鎖， 兩臺(tái)泵不能同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)超過 2分鐘， 經(jīng)過兩分鐘的延遲 時(shí)間后，較早啟動(dòng)的泵將自動(dòng)停掉， 這個(gè)防護(hù)裝置可防止泵發(fā)生滯流及過熱， 每 一臺(tái)泵均可從控制室予以按停。環(huán)氧乙烷泵之進(jìn)出口管在線裝有隔離閥， 當(dāng)發(fā)生大量泄漏或火災(zāi)時(shí)可用遙控手動(dòng) 開關(guān)關(guān)閉隔離閥， 隔離閥的儀器空氣侍應(yīng)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(zāi)時(shí)聚乙稀管將熔斷放出空氣而令隔離閥關(guān)閉， 每一臺(tái)泵 上方裝設(shè)一條附有可熔管塞的引導(dǎo)管，可作動(dòng)灑水系統(tǒng)，每一臺(tái)泵至少有 2m2 之噴水量噴灑在軸封上。每臺(tái)環(huán)氧乙烷泵軸封上面或泵浦附近都裝設(shè)可燃性氣體偵測(cè)器， 一旦偵測(cè)到環(huán)