高危工藝

高危工藝

根據檔案定義,凡涉及硝化、氯化、氟化、氨化、磺化、加氫、重氮化、氧化、過氧化、裂解、聚合等危險工藝的生產裝置,稱為較高危險工藝,簡稱高危工藝。

基本介紹

  • 中文名:高危工藝
  • 含義:涉及硝化、氯化、氟化、氨化
  • 性質:危險工藝的生產裝置
  • 特點:危害性較大
檔案精神,要求,工藝目錄,控制方案,

檔案精神

《國務院安委會辦公室關於進一步加強危險化學品安全生產工作的指導意見》(安委辦〔2008〕26號)
《國家安全監管總局關於公布首批重點監管的危險化工工藝目錄的通知》(安監總管三〔2009〕116號)
江蘇省安監局《關於規範化工企業自動控制技術改造工作的意見》(蘇安監〔2009〕109 號)

要求

生產過程涉及危險工藝以及儲存劇毒、易燃易爆化學品的化工企業,必須採取自動控制技術和措施,提高企業安全保障能力。
採用危險化工工藝的新建生產裝置原則上要由甲級資質化工設計單位進行設計。

工藝目錄

一、光氣及光氣化工藝
二、電解工藝(氯鹼)
三、氯化工藝
四、硝化工藝
五、合成氨工藝
六、裂解(裂化)工藝
七、氟化工藝
八、加氫工藝
九、重氮化工藝
十、氧化工藝
十一、過氧化工藝
十二、胺基化工藝
十三、磺化工藝
十四、聚合工藝
十五、烷基化工藝

控制方案

1、光氣及光氣化工藝
反應類型
放熱反應
重點監控單元
光氣化反應釜、光氣儲運單元
工藝簡介
光氣及光氣化工藝包含光氣的製備工藝,以及以光氣為原料製備光氣化產品的工藝路線,光氣化工藝主要分為氣相和液相兩種。
工藝危險特點
(1)光氣為劇毒氣體,在儲運、使用過程中發生泄漏後,易造成大面積污染、中毒事故;
(2)反應介質具有燃爆危險性;
(3)副產物氯化氫具有腐蝕性,易造成設備和管線泄漏使人員發生中毒事故。
典型工藝
一氧化碳與氯氣的反應得到光氣;
光氣合成雙光氣、三光氣;
採用光氣作單體合成聚碳酸酯;
甲苯二異氰酸酯(TDI)的製備;
4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)的製備等。
重點監控工藝參數
一氧化碳、氯氣含水量;反應釜溫度、壓力;反應物質的配料比;光氣進料速度;冷卻系統中冷卻介質的溫度、壓力、流量等。
安全控制的基本要求
事故緊急切斷閥;緊急冷卻系統;反應釜溫度、壓力報警聯鎖;局部排風設施;有毒氣體回收及處理系統;自動泄壓裝置;自動氨或鹼液噴淋裝置;光氣、氯氣、一氧化碳監測及超限報警;雙電源供電。
宜採用的控制方式
光氣及光氣化生產系統一旦出現異常現象或發生光氣及其劇毒產品泄漏事故時,應通過自控聯鎖裝置啟動緊急停車並自動切斷所有進出生產裝置的物料,將反應裝置迅速冷卻降溫,同時將發生事故設備內的劇毒物料導入事故槽內,開啟氨水、稀鹼液噴淋,啟動通風排毒系統,將事故部位的有毒氣體排至處理系統。
2、電解工藝(氯鹼)
反應類型
吸熱反應
重點監控單元
電解槽、
氯氣儲運單元
工藝簡介
電流通過電解質溶液或熔融電解質時,在兩個極上所引起的化學變化稱為電解反應。涉及電解反應的工藝過程為電解工藝。許多基本化學工業產品(氫、氧、氯、燒鹼、過氧化氫等)的製備,都是通過電解來實現的。
工藝危險特點
(1)電解食鹽水過程中產生的氫氣是極易燃燒的氣體,氯氣是氧化性很強的劇毒氣體,兩種氣體混合極易發生爆炸,當氯氣中含氫量達到5%以上,則隨時可能在光照或受熱情況下發生爆炸;
(2)如果鹽水中存在的銨鹽超標,在適宜的條件(pH<4.5)下,銨鹽和氯作用可生成氯化銨,濃氯化銨溶液與氯還可生成黃色油狀的三氯化氮。三氯化氮是一種爆炸性物質,與許多有機物接觸或加熱至90℃以上以及被撞擊、摩擦等,即發生劇烈的分解而爆炸;
(3)電解溶液腐蝕性強;
(4)液氯的生產、儲存、包裝、輸送、運輸可能發生液氯的泄漏。
典型工藝
氯化鈉(食鹽)水溶液電解生產氯氣、氫氧化鈉、氫氣;
氯化鉀水溶液電解生產氯氣、氫氧化鉀、氫氣。
重點監控工藝參數
電解槽內液位;電解槽內電流和電壓;電解槽進出物料流量;可燃和有毒氣體濃度;電解槽的溫度和壓力;原料中銨含量;氯氣雜質含量(水、氫氣、氧氣、三氯化氮等)等。
安全控制的基本要求
電解槽溫度、壓力、液位、流量報警和聯鎖;電解供電整流裝置與電解槽供電的報警和聯鎖;緊急聯鎖切斷裝置;事故狀態下氯氣吸收中和系統;可燃和有毒氣體檢測報警裝置等。
宜採用的控制方式
將電解槽內壓力、槽電壓等形成聯鎖關係,系統設立聯鎖停車系統。
安全設施,包括安全閥、高壓閥、緊急排放閥、液位計、單向閥及緊急切斷裝置等。
3、氯化工藝
反應類型
放熱反應
重點監控單元
氯化反應釜、
氯氣儲運單元
工藝簡介
氯化是化合物的分子中引入氯原子的反應,包含氯化反應的工藝過程為氯化工藝,主要包括取代氯化、加成氯化、氧氯化等。
工藝危險特點
(1)氯化反應是一個放熱過程,尤其在較高溫度下進行氯化,反應更為劇烈,速度快,放熱量較大;
(2)所用的原料大多具有燃爆危險性;
(3)常用的氯化劑氯氣本身為劇毒化學品,氧化性強,儲存壓力較高,多數氯化工藝採用液氯生產是先汽化再氯化,一旦泄漏危險性較大;
(4)氯氣中的雜質,如水、氫氣、氧氣、三氯化氮等,在使用中易發生危險,特別是三氯化氮積累後,容易引發爆炸危險;
(5)生成的氯化氫氣體遇水後腐蝕性強;
(6)氯化反應尾氣可能形成爆炸性混合物。
典型工藝
(1)取代氯化
氯取代烷烴的氫原子製備氯代烷烴;
氯取代苯的氫原子生產六氯化苯;
氯取代萘的氫原子生產多氯化萘;
甲醇與氯反應生產氯甲烷;
乙醇和氯反應生產氯乙烷(氯乙醛類);
醋酸與氯反應生產氯乙酸;
氯取代甲苯的氫原子生產苄基氯等。
(2)加成氯化
乙烯與氯加成氯化生產1,2-二氯乙烷;
乙炔與氯加成氯化生產1,2-二氯乙烯;
乙炔和氯化氫加成生產氯乙烯等。
(3)氧氯化
乙烯氧氯化生產二氯乙烷;
丙烯氧氯化生產1,2-二氯丙烷;
甲烷氧氯化生產甲烷氯化物;
丙烷氧氯化生產丙烷氯化物等。
(4)其他工藝
硫與氯反應生成一氯化硫;
四氯化鈦的製備;
黃磷與氯氣反應生產三氯化磷、五氯化磷等。
重點監控工藝參數
氯化反應釜溫度和壓力;氯化反應釜攪拌速率;反應物料的配比;氯化劑進料流量;冷卻系統中冷卻介質的溫度、壓力、流量等;氯氣雜質含量(水、氫氣、氧氣、三氯化氮等);氯化反應尾氣組成等。
安全控制的基本要求
反應釜溫度和壓力的報警和聯鎖;反應物料的比例控制和聯鎖;攪拌的穩定控制;進料緩衝器;緊急進料切斷系統;緊急冷卻系統;安全泄放系統;事故狀態下氯氣吸收中和系統;可燃和有毒氣體檢測報警裝置等。
宜採用的控制方式
將氯化反應釜內溫度、壓力與釜內攪拌、氯化劑流量、氯化反應釜夾套冷卻水進水閥形成聯鎖關係,設立緊急停車系統。
安全設施,包括安全閥、高壓閥、緊急放空閥、液位計、單向閥及緊急切斷裝置等。
4、硝化工藝
反應類型
放熱反應
重點監控單元
硝化反應釜、
分離單元
工藝簡介
硝化是有機化合物分子中引入硝基(-NO2)的反應,最常見的是取代反應。硝化方法可分成直接硝化法、間接硝化法和亞硝化法,分別用於生產硝基化合物、硝胺、硝酸酯和亞硝基化合物等。涉及硝化反應的工藝過程為硝化工藝。
工藝危險特點
(1)反應速度快,放熱量大。大多數硝化反應是在非均相中進行的,反應組分的不均勻分布容易引起局部過熱導致危險。尤其在硝化反應開始階段,停止攪拌或由於攪拌葉片脫落等造成攪拌失效是非常危險的,一旦攪拌再次開動,就會突然引發局部激烈反應,瞬間釋放大量的熱量,引起爆炸事故;
(2)反應物料具有燃爆危險性;
(3)硝化劑具有強腐蝕性、強氧化性,與油脂、有機化合物(尤其是不飽和有機化合物)接觸能引起燃燒或爆炸;
(4)硝化產物、副產物具有爆炸危險性。
典型工藝
(1)直接硝化法
丙三醇與混酸反應製備硝酸甘油;
氯苯硝化製備鄰硝基氯苯、對硝基氯苯;
苯硝化製備硝基苯;
蒽醌硝化製備1-硝基蒽醌;
甲苯硝化生產三硝基甲苯(俗稱梯恩梯,TNT);
丙烷等烷烴與硝酸通過氣相反應製備硝基烷烴等。
(2)間接硝化法
苯酚採用磺醯基的取代硝化製備苦味酸等。
(3)亞硝化法
2-萘酚與亞硝酸鹽反應製備1-亞硝基-2-萘酚;
二苯胺與亞硝酸鈉和硫酸水溶液反應製備對亞硝基二苯胺等。
重點監控工藝參數
硝化反應釜內溫度、攪拌速率;硝化劑流量;冷卻水流量;pH值;硝化產物中雜質含量;精餾分離系統溫度;塔釜雜質含量等。
安全控制的基本要求
反應釜溫度的報警和聯鎖;自動進料控制和聯鎖;緊急冷卻系統;攪拌的穩定控制和聯鎖系統;分離系統溫度控制與聯鎖;塔釜雜質監控系統;安全泄放系統等。
宜採用的控制方式
將硝化反應釜內溫度與釜內攪拌、硝化劑流量、硝化反應釜夾套冷卻水進水閥形成聯鎖關係,在硝化反應釜處設立緊急停車系統,當硝化反應釜內溫度超標或攪拌系統發生故障,能自動報警並自動停止加料。分離系統溫度與加熱、冷卻形成聯鎖,溫度超標時,能停止加熱並緊急冷卻。
硝化反應系統應設有泄爆管和緊急排放系統。
反應類型

熱反應
重點監控單元
合成塔、壓縮機、氨儲存系統
工藝簡介
氮和氫兩種組分按一定比例(1:3)組成的氣體(合成氣),在高溫、高壓下(一般為400—450℃,15—30MPa)經催化反應生成氨的工藝過程。
工藝危險特點
(1)高溫、高壓使可燃氣體爆炸極限擴寬,氣體物料一旦過氧(亦稱透氧),極易在設備和管道內發生爆炸;
(2)高溫、高壓氣體物料從設備管線泄漏時會迅速膨脹與空氣混合形成爆炸性混合物,遇到明火或因高流速物料與裂(噴)口處摩擦產生靜電火花引起著火和空間爆炸;
(3)氣體壓縮機等轉動設備在高溫下運行會使潤滑油揮發裂解,在附近管道內造成積炭,可導致積炭燃燒或爆炸;
(4)高溫、高壓可加速設備金屬材料發生蠕變、改變金相組織,還會加劇氫氣、氮氣對鋼材的氫蝕及滲氮,加劇設備的疲勞腐蝕,使其機械強度減弱,引發物理爆炸;
(5)液氨大規模事故性泄漏會形成低溫雲團引起大範圍人群中毒,遇明火還會發生空間爆炸。
典型工藝
(1)節能AMV法;
(2)德士古水煤漿加壓氣化法;
(3)凱洛格法;
(4)甲醇與合成氨聯合生產的聯醇法;
(5)純鹼與合成氨聯合生產的聯鹼法;
(6)採用變換催化劑、氧化鋅脫硫劑和甲烷催化劑的“三催化”氣體淨化法等。
重點監控工藝參數
合成塔、壓縮機、氨儲存系統的運行基本控制參數,包括溫度、壓力、液位、物料流量及比例等。
安全控制的基本要求
合成氨裝置溫度、壓力報警和聯鎖;物料比例控制和聯鎖;壓縮機的溫度、入口分離器液位、壓力報警聯鎖;緊急冷卻系統;緊急切斷系統;安全泄放系統;可燃、有毒氣體檢測報警裝置。
宜採用的控制方式
將合成氨裝置內溫度、壓力與物料流量、冷卻系統形成聯鎖關係;將壓縮機溫度、壓力、入口分離器液位與供電系統形成聯鎖關係;緊急停車系統。
合成單元自動控制還需要設定以下幾個控制迴路:
⑴氨分、冷交液位;⑵廢鍋液位;⑶循環量控制;⑷廢鍋蒸汽流量;⑸廢鍋蒸汽壓力。
安全設施,包括安全閥、爆破片、緊急放空閥、液位計、單向閥及緊急切斷裝置等。
6、裂解(裂化)工藝
反應類型
高溫吸熱反應
重點監控單元
裂解爐、製冷系統、壓縮機、引風機、分離單元
工藝簡介
裂解是指石油系的烴類原料在高溫條件下,發生碳鏈斷裂或脫氫反應,生成烯烴及其他產物的過程。產品以乙烯、丙烯為主,同時副產丁烯、丁二烯等烯烴和裂解汽油、柴油、燃料油等產品。
烴類原料在裂解爐內進行高溫裂解,產出組成為氫氣、低/高碳烴類、芳烴類以及餾分為288℃以上的裂解燃料油的裂解氣混合物。經過急冷、壓縮、激冷、分餾以及乾燥和加氫等方法,分離出目標產品和副產品。
在裂解過程中,同時伴隨縮合、環化和脫氫等反應。由於所發生的反應很複雜,通常把反應分成兩個階段。第一階段,原料變成的目的產物為乙烯、丙烯,這種反應稱為一次反應。第二階段,一次反應生成的乙烯、丙烯繼續反應轉化為炔烴、二烯烴、芳烴、環烷烴,甚至最終轉化為氫氣和焦炭,這種反應稱為二次反應。裂解產物往往是多種組分混合物。影響裂解的基本因素主要為溫度和反應的持續時間。化工生產中用熱裂解的方法生產小分子烯烴、炔烴和芳香烴,如乙烯、丙烯、丁二烯、乙炔、苯和甲苯等。
工藝危險特點
(1)在高溫(高壓)下進行反應,裝置內的物料溫度一般超過其自燃點,若漏出會立即引起火災;
(2)爐管內壁結焦會使流體阻力增加,影響傳熱,當焦層達到一定厚度時,因爐管壁溫度過高,而不能繼續運行下去,必須進行清焦,否則會燒穿爐管,裂解氣外泄,引起裂解爐爆炸;
(3)如果由於斷電或引風機機械故障而使引風機突然停轉,則爐膛內很快變成正壓,會從窺視孔或燒嘴等處向外噴火,嚴重時會引起爐膛爆炸;
(4)如果燃料系統大幅度波動,燃料氣壓力過低,則可能造成裂解爐燒嘴回火,使燒嘴燒壞,甚至會引起爆炸;
(5)有些裂解工藝產生的單體會自聚或爆炸,需要向生產的單體中加阻聚劑或稀釋劑等。
典型工藝
熱裂解制烯烴工藝;
重油催化裂化制汽油、柴油、丙烯、丁烯;
乙苯裂解制苯乙烯;
二氟一氯甲烷(HCFC-22)熱裂解製得四氟乙烯(TFE);
二氟一氯乙烷(HCFC-142b)熱裂解製得偏氟乙烯(VDF);
四氟乙烯和八氟環丁烷熱裂解製得六氟乙烯(HFP)等。
重點監控工藝參數
裂解爐進料流量;裂解爐溫度;引風機電流;燃料油進料流量;稀釋蒸汽比及壓力;燃料油壓力;滑閥差壓超馳控制、主風流量控制、外取熱器控制、機組控制、鍋爐控制等。
安全控制的基本要求
裂解爐進料壓力、流量控制報警與聯鎖;緊急裂解爐溫度報警和聯鎖;緊急冷卻系統;緊急切斷系統;反應壓力與壓縮機轉速及入口放火炬控制;再生壓力的分程控制;滑閥差壓與料位;溫度的超馳控制;再生溫度與外取熱器負荷控制;外取熱器汽包和鍋爐汽包液位的三衝量控制;鍋爐的熄火保護;機組相關控制;可燃與有毒氣體檢測報警裝置等。
宜採用的控制方式
將引風機電流與裂解爐進料閥、燃料油進料閥、稀釋蒸汽閥之間形成聯鎖關係,一旦引風機故障停車,則裂解爐自動停止進料並切斷燃料供應,但應繼續供應稀釋蒸汽,以帶走爐膛內的餘熱。
將燃料油壓力與燃料油進料閥、裂解爐進料閥之間形成聯鎖關係,燃料油壓力降低,則切斷燃料油進料閥,同時切斷裂解爐進料閥。
分離塔應安裝安全閥和放空管,低壓系統與高壓系統之間應有逆止閥並配備固定的氮氣裝置、蒸汽滅火裝置。
將裂解爐電流與鍋爐給水流量、稀釋蒸汽流量之間形成聯鎖關係;一旦水、電、蒸汽等公用工程出現故障,裂解爐能自動緊急停車。
反應壓力正常情況下由壓縮機轉速控制,開工及非正常工況下由壓縮機入口放火炬控制。
再生壓力由煙機入口蝶閥和旁路滑閥(或蝶閥)分程控制。
再生、待生滑閥正常情況下分別由反應溫度信號和反應器料位信號控制,一旦滑閥差壓出現低限,則轉由滑閥差壓控制。
再生溫度由外取熱器催化劑循環量或流化介質流量控制。
外取熱汽包和鍋爐汽包液位採用液位、補水量和蒸發量三衝量控制。
帶明火的鍋爐設定熄火保護控制。
大型機組設定相關的軸溫、軸震動、軸位移、油壓、油溫、防喘振等系統控制。
在裝置存在可燃氣體、有毒氣體泄漏的部位設定可燃氣體報警儀和有毒氣體報警儀。
7、氟化工藝
反應類型
放熱反應
重點監控單元
氟化劑儲運單元
工藝簡介
氟化是化合物的分子中引入氟原子的反應,涉及氟化反應的工藝過程為氟化工藝。氟與有機化合物作用是強放熱反應,放出大量的熱可使反應物分子結構遭到破壞,甚至著火爆炸。氟化劑通常為氟氣、鹵族氟化物、惰性元素氟化物、高價金屬氟化物、氟化氫、氟化鉀等。
工藝危險特點
(1)反應物料具有燃爆危險性;
(2)氟化反應為強放熱反應,不及時排除反應熱量,易導致超溫超壓,引發設備爆炸事故;
(3)多數氟化劑具有強腐蝕性、劇毒,在生產、貯存、運輸、使用等過程中,容易因泄漏、操作不當、誤接觸以及其他意外而造成危險。
典型工藝
(1)直接氟化
黃磷氟化製備五氟化磷等。
(2)金屬氟化物或氟化氫氣體氟化
SbF3、AgF2、CoF3等金屬氟化物與烴反應製備氟化烴;
氟化氫氣體與氫氧化鋁反應製備氟化鋁等。
(3)置換氟化
三氯甲烷氟化製備二氟一氯甲烷;
2,4,5,6-四氯嘧啶與氟化鈉製備2,4,6-三氟-5-氟嘧啶等。
(4)其他氟化物的製備
濃硫酸與氟化鈣(螢石)製備無水氟化氫等。
重點監控工藝參數
氟化反應釜內溫度、壓力;氟化反應釜內攪拌速率;氟化物流量;助劑流量;反應物的配料比;氟化物濃度。
安全控制的基本要求
反應釜內溫度和壓力與反應進料、緊急冷卻系統的報警和聯鎖;攪拌的穩定控制系統;安全泄放系統;可燃和有毒氣體檢測報警裝置等。
宜採用的控制方式
氟化反應操作中,要嚴格控制氟化物濃度、投料配比、進料速度和反應溫度等。必要時應設定自動比例調節裝置和自動聯鎖控制裝置。
將氟化反應釜內溫度、壓力與釜內攪拌、氟化物流量、氟化反應釜夾套冷卻水進水閥形成聯鎖控制,在氟化反應釜處設立緊急停車系統,當氟化反應釜內溫度或壓力超標或攪拌系統發生故障時自動停止加料並緊急停車。安全泄放系統。
8、加氫工藝
反應類型
放熱反應
重點監控單元
加氫反應釜、
氫氣壓縮機
工藝簡介
加氫是在有機化合物分子中加入氫原子的反應,涉及加氫反應的工藝過程為加氫工藝,主要包括不飽和鍵加氫、芳環化合物加氫、含氮化合物加氫、含氧化合物加氫、氫解等。
工藝危險特點
(1)反應物料具有燃爆危險性,氫氣的爆炸極限為4%—75%,具有高燃爆危險特性;
(2)加氫為強烈的放熱反應,氫氣在高溫高壓下與鋼材接觸,鋼材內的碳分子易與氫氣發生反應生成碳氫化合物,使鋼製設備強度降低,發生氫脆;
(3)催化劑再生和活化過程中易引發爆炸;
(4)加氫反應尾氣中有未完全反應的氫氣和其他雜質在排放時易引發著火或爆炸。
典型工藝
(1)不飽和炔烴、烯烴的三鍵和雙鍵加氫
環戊二烯加氫生產環戊烯等。
(2)芳烴加氫
苯加氫生成環己烷;
苯酚加氫生產環己醇等。
(3)含氧化合物加氫
一氧化碳加氫生產甲醇;
丁醛加氫生產丁醇;
辛烯醛加氫生產辛醇等。
(4)含氮化合物加氫
己二腈加氫生產己二胺;
硝基苯催化加氫生產苯胺等。
(5)油品加氫
餾分油加氫裂化生產石腦油、柴油和尾油;
渣油加氫改質;
減壓餾分油加氫改質;
催化(異構)脫蠟生產低凝柴油、潤滑油基礎油等。
重點監控工藝參數
加氫反應釜或催化劑床層溫度、壓力;加氫反應釜內攪拌速率;氫氣流量;反應物質的配料比;系統氧含量;冷卻水流量;氫氣壓縮機運行參數、加氫反應尾氣組成等。
安全控制的基本要求
溫度和壓力的報警和聯鎖;反應物料的比例控制和聯鎖系統;緊急冷卻系統;攪拌的穩定控制系統;氫氣緊急切斷系統;加裝安全閥、爆破片等安全設施;循環氫壓縮機停機報警和聯鎖;氫氣檢測報警裝置等。
宜採用的控制方式
將加氫反應釜內溫度、壓力與釜內攪拌電流、氫氣流量、加氫反應釜夾套冷卻水進水閥形成聯鎖關係,設立緊急停車系統。加入急冷氮氣或氫氣的系統。當加氫反應釜內溫度或壓力超標或攪拌系統發生故障時自動停止加氫,泄壓,並進入緊急狀態。安全泄放系統。
9、重氮化工藝
反應類型
絕大多數是放熱反應
重點監控單元
重氮化反應釜、
後處理單元
工藝簡介
一級胺與亞硝酸在低溫下作用,生成重氮鹽的反應。脂肪族、芳香族和雜環的一級胺都可以進行重氮化反應。涉及重氮化反應的工藝過程為重氮化工藝。通常重氮化試劑是由亞硝酸鈉和鹽酸作用臨時製備的。除鹽酸外,也可以使用硫酸、高氯酸和氟硼酸等無機酸。脂肪族重氮鹽很不穩定,即使在低溫下也能迅速自發分解,芳香族重氮鹽較為穩定。
工藝危險特點
(1)重氮鹽在溫度稍高或光照的作用下,特別是含有硝基的重氮鹽極易分解,有的甚至在室溫時亦能分解。在乾燥狀態下,有些重氮鹽不穩定,活性強,受熱或摩擦、撞擊等作用能發生分解甚至爆炸;
(2)重氮化生產過程所使用的亞硝酸鈉是無機氧化劑,175℃時能發生分解、與有機物反應導致著火或爆炸;
(3)反應原料具有燃爆危險性。
典型工藝
(1)順法
對氨基苯磺酸鈉與2-萘酚製備酸性橙-II染料;
芳香族伯胺與亞硝酸鈉反應製備芳香族重氮化合物等。
(2)反加法
間苯二胺生產二氟硼酸間苯二重氮鹽;
苯胺與亞硝酸鈉反應生產苯胺基重氮苯等。
(3)亞硝醯硫酸法
2-氰基-4-硝基苯胺、2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺、2,4-二硝基-6-溴苯胺、2,6-二氰基-4-硝基苯胺和2,4-二硝基-6-氰基苯胺為重氮組份與端氨基含醚基的偶合組份經重氮化、偶合成單偶氮分散染料;
2-氰基-4-硝基苯胺為原料製備藍色分散染料等。
(4)硫酸銅觸媒法
鄰、間氨基苯酚用弱酸(醋酸、草酸等)或易於水解的無機鹽和亞硝酸鈉反應製備鄰、間氨基苯酚的重氮化合物等。
(5)鹽析法
氨基偶氮化合物通過鹽析法進行重氮化生產多偶氮染料等。
重點監控工藝參數
重氮化反應釜內溫度、壓力、液位、pH值;重氮化反應釜內攪拌速率;亞硝酸鈉流量;反應物質的配料比;後處理單元溫度等。
安全控制的基本要求
反應釜溫度和壓力的報警和聯鎖;反應物料的比例控制和聯鎖系統;緊急冷卻系統;緊急停車系統;安全泄放系統;後處理單元配置溫度監測、惰性氣體保護的聯鎖裝置等。
宜採用的控制方式
將重氮化反應釜內溫度、壓力與釜內攪拌、亞硝酸鈉流量、重氮化反應釜夾套冷卻水進水閥形成聯鎖關係,在重氮化反應釜處設立緊急停車系統,當重氮化反應釜內溫度超標或攪拌系統發生故障時自動停止加料並緊急停車。安全泄放系統。
重氮鹽後處理設備應配置溫度檢測、攪拌、冷卻聯鎖自動控制調節裝置,乾燥設備應配置溫度測量、加熱熱源開關、惰性氣體保護的聯鎖裝置。
安全設施,包括安全閥、爆破片、緊急放空閥等。
10、氧化工藝
反應類型
放熱反應
重點監控單元
氧化反應釜
工藝簡介
氧化為有電子轉移的化學反應中失電子的過程,即氧化數升高的過程。多數有機化合物的氧化反應表現為反應原料得到氧或失去氫。涉及氧化反應的工藝過程為氧化工藝。常用的氧化劑有:空氣、氧氣、雙氧水、氯酸鉀、高錳酸鉀、硝酸鹽等。
工藝危險特點
(1)反應原料及產品具有燃爆危險性;
(2)反應氣相組成容易達到爆炸極限,具有閃爆危險;
(3)部分氧化劑具有燃爆危險性,如氯酸鉀,高錳酸鉀、鉻酸酐等都屬於氧化劑,如遇高溫或受撞擊、摩擦以及與有機物、酸類接觸,皆能引起火災爆炸;
(4)產物中易生成過氧化物,化學穩定性差,受高溫、摩擦或撞擊作用易分解、燃燒或爆炸。
典型工藝
乙烯氧化制環氧乙烷;
甲醇氧化製備甲醛;
對二甲苯氧化製備對苯二甲酸;
異丙苯經氧化-酸解聯產苯酚和丙酮;
環己烷氧化制環己酮;
天然氣氧化制乙炔;
丁烯、丁烷、C4餾分或苯的氧化制順丁烯二酸酐;
鄰二甲苯或萘的氧化製備鄰苯二甲酸酐;
均四甲苯的氧化製備均苯四甲酸二酐;
苊的氧化制1,8-萘二甲酸酐;
3-甲基吡啶氧化制3-吡啶甲酸(煙酸);
4-甲基吡啶氧化制4-吡啶甲酸(異煙酸);
2-乙基已醇(異辛醇)氧化製備2-乙基己酸(異辛酸);
對氯甲苯氧化製備對氯苯甲醛和對氯苯甲酸;
甲苯氧化製備苯甲醛、苯甲酸;
對硝基甲苯氧化製備對硝基苯甲酸;
環十二醇/酮混合物的開環氧化製備十二碳二酸;
環己酮/醇混合物的氧化制己二酸;
乙二醛硝酸氧化法合成乙醛酸;
丁醛氧化制丁酸;
氨氧化制硝酸等。
重點監控工藝參數
氧化反應釜內溫度和壓力;氧化反應釜內攪拌速率;氧化劑流量;反應物料的配比;氣相氧含量;過氧化物含量等。
安全控制的基本要求
反應釜溫度和壓力的報警和聯鎖;反應物料的比例控制和聯鎖及緊急切斷動力系統;緊急斷料系統;緊急冷卻系統;緊急送入惰性氣體的系統;氣相氧含量監測、報警和聯鎖;安全泄放系統;可燃和有毒氣體檢測報警裝置等。
宜採用的控制方式
將氧化反應釜內溫度和壓力與反應物的配比和流量、氧化反應釜夾套冷卻水進水閥、緊急冷卻系統形成聯鎖關係,在氧化反應釜處設立緊急停車系統,當氧化反應釜內溫度超標或攪拌系統發生故障時自動停止加料並緊急停車。配備安全閥、爆破片等安全設施。
11、過氧化工藝
反應類型
吸熱反應或放熱反應
重點監控單元
過氧化反應釜
工藝簡介
向有機化合物分子中引入過氧基(-O-O-)的反應稱為過氧化反應,得到的產物為過氧化物的工藝過程為過氧化工藝。
工藝危險特點
(1)過氧化物都含有過氧基(-O-O-),屬含能物質,由於過氧鍵結合力弱,斷裂時所需的能量不大,對熱、振動、衝擊或摩擦等都極為敏感,極易分解甚至爆炸;
(2)過氧化物與有機物、纖維接觸時易發生氧化、產生火災;
(3)反應氣相組成容易達到爆炸極限,具有燃爆危險。
典型工藝
雙氧水的生產;
乙酸在硫酸存在下與雙氧水作用,製備過氧乙酸水溶液;
酸酐與雙氧水作用直接製備過氧二酸;
苯甲醯氯與雙氧水的鹼性溶液作用製備過氧化苯甲醯;
異丙苯經空氣氧化生產過氧化氫異丙苯等。
重點監控工藝參數
過氧化反應釜內溫度;pH值;過氧化反應釜內攪拌速率;(過)氧化劑流量;參加反應物質的配料比;過氧化物濃度;氣相氧含量等。
安全控制的基本要求
反應釜溫度和壓力的報警和聯鎖;反應物料的比例控制和聯鎖及緊急切斷動力系統;緊急斷料系統;緊急冷卻系統;緊急送入惰性氣體的系統;氣相氧含量監測、報警和聯鎖;緊急停車系統;安全泄放系統;可燃和有毒氣體檢測報警裝置等。
宜採用的控制方式
將過氧化反應釜內溫度與釜內攪拌電流、過氧化物流量、過氧化反應釜夾套冷卻水進水閥形成聯鎖關係,設定緊急停車系統。
過氧化反應系統應設定泄爆管和安全泄放系統。
12、胺基化工藝
反應類型
放熱反應
重點監控單元
胺基化反應釜
工藝簡介
胺化是在分子中引入胺基(R2N-)的反應,包括R-CH3烴類化合物(R:氫、烷基、芳基)在催化劑存在下,與氨和空氣的混合物進行高溫氧化反應,生成腈類等化合物的反應。涉及上述反應的工藝過程為胺基化工藝。
工藝危險特點
(1)反應介質具有燃爆危險性;
(2)在常壓下20℃時,氨氣的爆炸極限為15%—27%,隨著溫度、壓力的升高,爆炸極限的範圍增大。因此,在一定的溫度、壓力和催化劑的作用下,氨的氧化反應放出大量熱,一旦氨氣與空氣比失調,就可能發生爆炸事故;
(3)由於氨呈鹼性,具有強腐蝕性,在混有少量水分或濕氣的情況下無論是氣態或液態氨都會與銅、銀、錫、鋅及其合金髮生化學作用;
(4)氨易與氧化銀或氧化汞反應生成爆炸性化合物(雷酸鹽)。
典型工藝
鄰硝基氯苯與氨水反應製備鄰硝基苯胺;
對硝基氯苯與氨水反應製備對硝基苯胺;
間甲酚與氯化銨的混合物在催化劑和氨水作用下生成間甲苯胺;
甲醇在催化劑和氨氣作用下製備甲胺;
1-硝基蒽醌與過量的氨水在氯苯中製備1-氨基蒽醌;
2,6-蒽醌二磺酸氨解製備2,6-二氨基蒽醌;
苯乙烯與胺反應製備N-取代苯乙胺;
環氧乙烷或亞乙基亞胺與胺或氨發生開環加成反應,製備氨基乙醇或二胺;
甲苯經氨氧化製備苯甲腈;
丙烯氨氧化製備丙烯腈等。
重點監控工藝參數
胺基化反應釜內溫度、壓力;胺基化反應釜內攪拌速率;物料流量;反應物質的配料比;氣相氧含量等。
安全控制的基本要求
反應釜溫度和壓力的報警和聯鎖;反應物料的比例控制和聯鎖系統;緊急冷卻系統;氣相氧含量監控聯鎖系統;緊急送入惰性氣體的系統;緊急停車系統;安全泄放系統;可燃和有毒氣體檢測報警裝置等。
宜採用的控制方式
將胺基化反應釜內溫度、壓力與釜內攪拌、胺基化物料流量、胺基化反應釜夾套冷卻水進水閥形成聯鎖關係,設定緊急停車系統。
安全設施,包括安全閥、爆破片、單向閥及緊急切斷裝置等。
13、磺化工藝
反應類型
放熱反應
重點監控單元
磺化反應釜
工藝簡介
磺化是向有機化合物分子中引入磺醯基(-SO3H)的反應。磺化方法分為三氧化硫磺化法、共沸去水磺化法、氯磺酸磺化法、烘焙磺化法和亞硫酸鹽磺化法等。涉及磺化反應的工藝過程為磺化工藝。磺化反應除了增加產物的水溶性和酸性外,還可以使產品具有表面活性。芳烴經磺化後,其中的磺酸基可進一步被其他基團[如羥基(-OH)、氨基(-NH2)、氰基(-CN)等]取代,生產多種衍生物。
工藝危險特點
(1)應原料具有燃爆危險性;磺化劑具有氧化性、強腐蝕性;如果投料順序顛倒、投料速度過快、攪拌不良、冷卻效果不佳等,都有可能造成反應溫度異常升高,使磺化反應變為燃燒反應,引起火災或爆炸事故;
(2)氧化硫易冷凝堵管,泄漏後易形成酸霧,危害較大。
典型工藝
(1)三氧化硫磺化法
氣體三氧化硫和十二烷基苯等製備十二烷基苯磺酸鈉;
硝基苯與液態三氧化硫製備間硝基苯磺酸;
甲苯磺化生產對甲基苯磺酸和對位甲酚;
對硝基甲苯磺化生產對硝基甲苯鄰磺酸等。
(2)共沸去水磺化法
苯磺化製備苯磺酸;
甲苯磺化製備甲基苯磺酸等。
(3)氯磺酸磺化法
芳香族化合物與氯磺酸反應製備芳磺酸和芳磺醯氯;
乙醯苯胺與氯磺酸生產對乙醯氨基苯磺醯氯等。
(4)烘焙磺化法
苯胺磺化製備對氨基苯磺酸等。
(5)亞硫酸鹽磺化法
2,4-二硝基氯苯與亞硫酸氫鈉製備2,4-二硝基苯磺酸鈉;
l-硝基蒽醌與亞硫酸鈉作用得到α-蒽醌硝酸等。
重點監控工藝參數
磺化反應釜內溫度;磺化反應釜內攪拌速率;磺化劑流量;冷卻水流量。
安全控制的基本要求
反應釜溫度的報警和聯鎖;攪拌的穩定控制和聯鎖系統;緊急冷卻系統;緊急停車系統;安全泄放系統;三氧化硫泄漏監控報警系統等。
宜採用的控制方式
將磺化反應釜內溫度與磺化劑流量、磺化反應釜夾套冷卻水進水閥、釜內攪拌電流形成聯鎖關係,緊急斷料系統,當磺化反應釜內各參數偏離工藝指標時,能自動報警、停止加料,甚至緊急停車。
磺化反應系統應設有泄爆管和緊急排放系統。
反應類型
放熱反應
重點監控單元
聚合反應釜、
粉體聚合物料倉
工藝簡介
聚合是一種或幾種小分子化合物變成大分子化合物(也稱高分子化合物或聚合物,通常分子量為1×10—1×10)的反應,涉及聚合反應的工藝過程為聚合工藝。聚合工藝的種類很多,按聚合方法可分為本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合、溶液聚合等。
工藝危險特點
(1)聚合原料具有自聚和燃爆危險性;
(2)如果反應過程中熱量不能及時移出,隨物料溫度上升,發生裂解和暴聚,所產生的熱量使裂解和暴聚過程進一步加劇,進而引發反應器爆炸;
(3)部分聚合助劑危險性較大。
典型工藝
(1)聚烯烴生產
聚乙烯生產;
聚丙烯生產;
聚苯乙烯生產等。
(2)聚氯乙烯生產
(3)合成纖維生產
滌綸生產;
錦綸生產;
維綸生產;
腈綸生產;
尼龍生產等。
(4)橡膠生產
丁苯橡膠生產;
順丁橡膠生產;
丁腈橡膠生產等。
(5)乳液生產
醋酸乙烯乳液生產;
丙烯酸乳液生產等。
(6)塗料粘合劑生產
醇酸油漆生產;
聚酯塗料生產;
環氧塗料粘合劑生產;
丙烯酸塗料粘合劑生產等。
(7)氟化物聚合
四氟乙烯懸浮法、分散法生產聚四氟乙烯;
四氟乙烯(TFE)和偏氟乙烯(VDF) 聚合生產氟橡膠和偏氟乙烯-全氟丙烯共聚彈性體(俗稱26型氟橡膠或氟橡膠-26)等。
重點監控工藝參數
聚合反應釜內溫度、壓力,聚合反應釜內攪拌速率;引發劑流量;冷卻水流量;料倉靜電、可燃氣體監控等。
安全控制的基本要求
反應釜溫度和壓力的報警和聯鎖;緊急冷卻系統;緊急切斷系統;緊急加入反應終止劑系統;攪拌的穩定控制和聯鎖系統;料倉靜電消除、可燃氣體置換系統,可燃和有毒氣體檢測報警裝置;高壓聚合反應釜設有防爆牆和泄爆面等。
宜採用的控制方式
將聚合反應釜內溫度、壓力與釜內攪拌電流、聚合單體流量、引發劑加入量、聚合反應釜夾套冷卻水進水閥形成聯鎖關係,在聚合反應釜處設立緊急停車系統。當反應超溫、攪拌失效或冷卻失效時,能及時加入聚合反應終止劑。安全泄放系統。
15、烷基化工藝
反應類型
放熱反應
重點監控單元
烷基化反應釜
工藝簡介
把烷基引入有機化合物分子中的碳、氮、氧等原子上的反應稱為烷基化反應。涉及烷基化反應的工藝過程為烷基化工藝,可分為C-烷基化反應、N-烷基化反應、O-烷基化反應等。
工藝危險特點
(1)反應介質具有燃爆危險性;
(2)烷基化催化劑具有自燃危險性,遇水劇烈反應,放出大量熱量,容易引起火災甚至爆炸;
(3)烷基化反應都是在加熱條件下進行,原料、催化劑、烷基化劑等加料次序顛倒、加料速度過快或者攪拌中斷停止等異常現象容易引起局部劇烈反應,造成跑料,引發火災或爆炸事故。
典型工藝
(1)C-烷基化反應
乙烯、丙烯以及長鏈α-烯烴,製備乙苯、異丙苯和高級烷基苯;
苯系物與氯代高級烷烴在催化劑作用下製備高級烷基苯;
用脂肪醛和芳烴衍生物製備對稱的二芳基甲烷衍生物;
苯酚與丙酮在酸催化下製備2,2-對(對羥基苯基)丙烷(俗稱雙酚A);
乙烯與苯發生烷基化反應生產乙苯等。
(2)N-烷基化反應
苯胺和甲醚烷基化生產苯甲胺;
苯胺與氯乙酸生產苯基氨基乙酸;
苯胺和甲醇製備N,N-二甲基苯胺;
苯胺和氯乙烷製備N,N-二烷基芳胺;
對甲苯胺與硫酸二甲酯製備N,N-二甲基對甲苯胺;
環氧乙烷與苯胺製備N-(β-羥乙基)苯胺;
氨或脂肪胺和環氧乙烷製備乙醇胺類化合物;
苯胺與丙烯腈反應製備N-(β-氰乙基)苯胺等。
(3) O-烷基化反應
對苯二酚、氫氧化鈉水溶液和氯甲烷製備對苯二甲醚;
硫酸二甲酯與苯酚製備苯甲醚;
高級脂肪醇或烷基酚與環氧乙烷加成生成聚醚類產物等。
重點監控工藝參數
烷基化反應釜內溫度和壓力;烷基化反應釜內攪拌速率;反應物料的流量及配比等。
安全控制的基本要求
反應物料的緊急切斷系統;緊急冷卻系統;安全泄放系統;可燃和有毒氣體檢測報警裝置等。
宜採用的控制方式
將烷基化反應釜內溫度和壓力與釜內攪拌、烷基化物料流量、烷基化反應釜夾套冷卻水進水閥形成聯鎖關係,當烷基化反應釜內溫度超標或攪拌系統發生故障時自動停止加料並緊急停車。
安全設施包括安全閥、爆破片、緊急放空閥、單向閥及緊急切斷裝置等。

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