環(huán)氧乙烷安全設(shè)計(jì).doc

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環(huán)氧乙烷安全設(shè)計(jì) 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(jìn)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(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℃，反應(yīng)壓力2MPa。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(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5℃左右的低溫，而且用0.2MPa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。 3.1.2嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度不超過290℃，反應(yīng)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(duì)反應(yīng)器壁厚及其管道進(jìn)行檢測，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http://www.hbsafety.cn/article/33/ ，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(yùn)輸，要充以0.7MPa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3{%f)L0q8r0GE6l0t ①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?9.5%），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(guān)資料顯示，環(huán)氧乙烷儲(chǔ)存溫度在30℃以下，儲(chǔ)罐壓力應(yīng)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?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℃，儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力達(dá)到了0.8MPa，以確保安全。*O$Q~5}8d)@ ③儲(chǔ)存量的確定 (C/w5W)]8o;B;u,x根據(jù)環(huán)氧乙烷日消耗量，在滿足生產(chǎn)供應(yīng)的前題下，選最低貯存量。考慮供應(yīng)的時(shí)間周期，儲(chǔ)存量按7～8天設(shè)計(jì)，所以設(shè)計(jì)中采用了兩臺(tái)環(huán)氧乙烷貯罐。裝填系數(shù)約50%。既可在一旦事故出現(xiàn)時(shí)，將其中一臺(tái)內(nèi)的物料導(dǎo)入另一臺(tái)儲(chǔ)罐內(nèi)，減少事故危險(xiǎn)和物料損失。8xU)p3n7u,^+o!N0D （2）儲(chǔ)罐、管路和儀表材質(zhì)的選擇;Z(j#~#A%[+e%v4d7v$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?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16MnR，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。 3G4S,G.f3B:d,Q（3）冷凍系統(tǒng)設(shè)置5c%G(nW2Q$[-B*R%W 環(huán)氧乙烷儲(chǔ)罐采用外夾套低壓鹽水循環(huán)導(dǎo)冷方式進(jìn)行冷卻。并且外加冷水噴淋裝置，以防停車時(shí)缺乏冷凍鹽水時(shí)使用。-M4h2M.M2A8?#z6Wy+m （4）輸送方式的確定1xY*{.H+d5nC 本設(shè)計(jì)環(huán)氧乙烷的輸送不采用輸送泵輸送，而采用0.3～0.4MPa的氮?dú)鈮毫陷斔汀＿@樣既可減低輸送泵在各個(gè)方面帶來的不確定的不安全性，又節(jié)約了動(dòng)力。 5L:})c1I0j7~*pt.p（5）管路系統(tǒng)的布置和安裝 H(x+Wv}:t8ix4A①管路連接除閥門及其它管件和設(shè)備等需要法蘭連接處外，其余則選用焊接結(jié)構(gòu)并盡量減少焊接點(diǎn)，以減少泄漏。 4a/sy+f%N;A,n%V-a+J7v②管路布置遵循盡可能使環(huán)氧乙烷在停車時(shí)能自行靠重力從管路中排凈的原則，避免出現(xiàn)U形和氣袋。在不可避免出現(xiàn)上述情況時(shí)，必須設(shè)立排凈或排空裝置。絕對(duì)不可以出現(xiàn)長期停車時(shí)兩端完全封閉的管路，遇此情況則應(yīng)設(shè)置自由泄出端或安全閥。 (z0?9I$?$k③為防止環(huán)氧乙烷聚合物阻塞管路，在管路的適當(dāng)部位設(shè)置了氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)。-y#q*hF4z （6）墊片及保冷材料 0o;P(V:U2p0s8^天然橡膠和石棉墊片因會(huì)被環(huán)氧乙烷溶解促進(jìn)環(huán)氧乙烷聚合，故選擇了聚四氟乙烯和不銹鋼纏繞式墊片。系統(tǒng)內(nèi)的保冷隔熱材料，選擇閉孔泡沫玻璃，外裹玻璃纖維，外刷防火涂料。$（7）設(shè)置貯罐安全泄放系統(tǒng) ,b1l)Z5D*nK$J1u}①為確保安全，環(huán)氧乙烷貯罐上必須設(shè)置的安全泄放系統(tǒng)不應(yīng)是簡單意義上的安全閥，因?yàn)樗坏┦ъ`，后果則可能十分嚴(yán)重。也不應(yīng)以爆破膜作為通常的泄壓手段，因?yàn)樗荒芸刂婆懦觯钡綍?huì)將物料排盡。所以每臺(tái)環(huán)氧乙烷儲(chǔ)罐設(shè)置了兩個(gè)安全閥，安全閥下設(shè)置兩個(gè)閥門，平時(shí)閥門為敞開狀態(tài)，一旦安全閥再現(xiàn)故障，即可關(guān)閉該安全閥下部的閥門。 4JLq*T9f4^②為保證放空系統(tǒng)安全，放空出口設(shè)計(jì)了列管鹽水冷卻器和氮?dú)獯祾吖芫€，列管鹽水冷凝器在進(jìn)料變壓時(shí)可以將揮發(fā)的環(huán)氧乙烷冷凝回流，氮?dú)夤芫€用以吹掃泄放物和殘留物。9]6A6G6wD*e9?%e ③設(shè)置了**的帶阻火器的放空管。.H_,e+Q:E2T0G （8）消防設(shè)施/\7l1J$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(zāi)安全區(qū)。為此，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。 4R;_2F3E4v5rV6i①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10～15L/minm3。采用手動(dòng)控制。 5Y-yMn!J②在儲(chǔ)罐周邊設(shè)置兩個(gè)消防水栓。1Q#]5D(I,p:^ 1u0D)].^#~)P2Z9x③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24m20m2m的圍墻。儲(chǔ)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(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DURAMETALLIC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，本場使用50﹪EG水溶液以為環(huán)氧乙烷泵之軸封漏供應(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)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/hr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(bào)同時(shí)作響。此外制程區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備中含有液態(tài)環(huán)氧乙烷的設(shè)備附近裝設(shè)有環(huán)氧乙烷MONITOR，共有16臺(tái)(包含環(huán)氧乙烷槽車灌裝站的一臺(tái))可偵測環(huán)境中微量的環(huán)氧乙烷(精確度至0.1PPM)當(dāng)測得微量的環(huán)氧乙烷含量達(dá)設(shè)定點(diǎn)時(shí)即會(huì)作動(dòng)主控制室環(huán)氧乙烷MONITOR警報(bào)作響，提示操作人員至該處探查，或同時(shí)攜測爆器測爆以追蹤其環(huán)氧乙烷來源予以適當(dāng)之處理。 第 7 頁 共 7 頁