一、裝置簡介
(一)裝置發(fā)展及類型
1.裝置發(fā)展
異丙苯法制備苯酚、丙酮是目前世界上獲得苯酚、丙酮的主要技術(shù)路線,從20世紀50年代開始工業(yè)化到目前為止,世界上約90%的苯酚來自該路線,在世界苯酚工業(yè)中占主導(dǎo):地位,2002年世界苯酚產(chǎn)能約為720×104t/a,其中91%采用異丙苯法。
我國采用異丙苯法制備苯酚、丙酮始自20世紀60年代中期,國內(nèi)第一套萬噸級異丙苯;法苯酚丙酮裝置于1970年在燕化公司建成投產(chǎn),1986年國內(nèi)首套引進技術(shù)8×104t/a異丙苯;法苯酚丙酮裝置在燕化公司建成投產(chǎn),成為當時國內(nèi)最大的苯酚丙酮生產(chǎn)裝置。目前國內(nèi)苯:
酚丙酮主要生產(chǎn)廠家有燕山石化、高橋石化、華宇石化、吉林石化、廣州建濤集團,所采用的工藝路線都是異丙苯法制備苯酚、丙酮。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展、進步,苯酚丙酮裝置生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大,目前國內(nèi)單套裝置最大產(chǎn)能為燕化公司16×04t/a苯酚丙酮裝置,國內(nèi)正在籌建的單套裝置最大產(chǎn)能為20×104/a。德國Ineos苯酚有限公司以生產(chǎn)能力為62.0×104t/a為世界之最。
隨著催化劑和生產(chǎn)工藝的發(fā)展,大多數(shù)生產(chǎn)裝置制取異丙苯工藝已從傳統(tǒng)的A1C13法轉(zhuǎn)為固體磷酸或沸石催化法,我國四大生產(chǎn)廠家和正在籌建的生產(chǎn)裝置皆采用后者。目前較先進的異丙苯制備苯酚工藝是Allied/UOP工藝,由美國UOP公司和美國聯(lián)合化學(xué)公司共同開發(fā),全球已有11家苯酚生產(chǎn)廠家采用該工藝。
目前,世界許多生產(chǎn)廠家紛紛對苯酚的生產(chǎn)技術(shù)進行改進和開發(fā)新的生產(chǎn)工藝。通過對成熟的異丙苯制備苯酚工藝中催化劑和CHP分解、苯酚精制兩個工藝的研究,朝著工藝路線更短,經(jīng)濟效益更好的方向發(fā)展。
二、重點部位及設(shè)備
(一)重點部位
1.烴化、轉(zhuǎn)位烴化反應(yīng)系統(tǒng)
從圖3—8可以看出,烴化反應(yīng)系統(tǒng)主要由苯加料泵、循環(huán)塔、干苯罐、進料換熱器、烴化反應(yīng)器、苯烯混合器、丙烯儲罐、丙烯加熱器、丙烯加料泵、外循環(huán)換熱器、外循環(huán)泵、轉(zhuǎn)位烴化反應(yīng)器、二異丙苯儲罐、二異丙苯泵、進料混合器、進料預(yù)熱器組成。反應(yīng)溫度較高為160℃,壓力高為3.1Mh,一旦出現(xiàn)飛溫,易造成超溫超壓情況,造成設(shè)備泄漏,引發(fā)著火爆炸。
2.氧化反應(yīng)系統(tǒng)
從圖3—9可以看出,氧化反應(yīng)系統(tǒng)主要由氧化器加料泵、氧化進出料熱交換器、壓縮機、空氣堿洗塔、氧化反應(yīng)器、氧化器循環(huán)泵、循環(huán)冷卻器、脫氣槽、廢空氣冷卻器、廢空氣交換器、廢空氣深冷器、活性炭吸附器組成。由于過程產(chǎn)物過氧化氫異丙苯CHP存在著熱不穩(wěn)定性,遇熱易分解,分解放出大量熱又加速熱分解反應(yīng)的進行,和堿分解一樣,不僅造成生產(chǎn)過程CHP的損失,也會使系統(tǒng)溫度升高,同時伴隨著系統(tǒng)壓力升高,對安全生產(chǎn)影響極大。而且在生產(chǎn)過程中熱分解比堿分解更普遍,危險性也更大,應(yīng)予以高度重視。同時,CHP遇酸產(chǎn)生酸分解,生成苯酚和丙酮,苯酚是異丙苯氧化反應(yīng)的抑制劑,系統(tǒng)中含量過高會造成反應(yīng)終止,在生產(chǎn)過程中曾經(jīng)發(fā)生。CHP遇堿產(chǎn)生堿分解,生成副產(chǎn)物苯乙酮、二甲基芐醇造成生產(chǎn)過程CHP的損失,分解放熱量使系統(tǒng)溫度升高;CHP在可變價金屬離子引發(fā)下可產(chǎn)生分解生成二甲基芐醇等副產(chǎn)物,如二價鐵離子等。在氧化反應(yīng)過程中,許多副反應(yīng)產(chǎn)生有機酸,會對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕作用,嚴重時造成系統(tǒng)泄漏,也是應(yīng)予以特別關(guān)注。
3.提濃工序
從圖3—10可以看出,提濃系統(tǒng)由提濃進料泵、預(yù)閃蒸進料加熱器、預(yù)閃蒸分離器、第一異丙苯汽提塔再沸器、第一異丙苯汽提塔塔底泵、第二異丙苯汽提塔、第一異丙苯汽提塔冷凝器、異丙苯汽提回流槽、第二異丙苯汽提塔、第二異丙苯汽提塔冷凝器、塔釜由第二異丙苯汽提塔再沸器、第二異丙苯汽提塔塔底冷卻器、第二異丙苯汽提塔塔底槽、異丙苯汽提回流槽、異丙苯泵組成。提濃過程的主要危險性是CHP的熱分解,特別是兩個提濃再沸器易發(fā)生CHP局部的過熱,加劇熱分解。同時,應(yīng)特別關(guān)注提濃液的冷卻,即第二異丙苯汽提塔塔底冷卻器效果,嚴防冷卻水未開或冷卻效果不好時,造成CHP的熱量積累,發(fā)生惡性熱分解事故。
4.分解工序
從圖3—11可以看出,分解系統(tǒng)由分解進料泵、分解反應(yīng)器、硫酸注入泵、分解出料泵、混合器、分解反應(yīng)器冷凝器、分解反應(yīng)器尾氣深冷器、二級分解反應(yīng)器、分解液冷卻器組成。使用硫酸做催化劑在工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛,好處是分解迅速,用量少不需回收,缺點是CHP在硫酸的作用下迅速分解的同時也放出大量的熱,一旦過程失控,會因溫度壓力急劇上升而造成爆炸起火,因此分解過程的平穩(wěn)運行也是整套裝置中安全工作的核心。
(二)重點設(shè)備
空氣壓縮機是整套裝置的關(guān)鍵設(shè)備,由于設(shè)備龐大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,技術(shù)含量高,價格昂貴等因素,故大多數(shù)裝置一般只配備一臺,其作用是為氧化反應(yīng)提供所需的空氣。一旦出口管線堵塞,不但會造成全線停車,嚴重時會造成管線爆裂,甚至直接造成壓縮機損壞。同時壓縮機的冷卻系統(tǒng)工作不良,也可造成壓縮機損壞,導(dǎo)致全線停車,空氣流量變化大時,可能引起喘振,因此對空氣壓縮機應(yīng)作為整套裝置的關(guān)鍵設(shè)備實行特護。
三、危險因素及防范措施
苯酚丙酮生產(chǎn)裝置由于它的工藝特點決定了生產(chǎn)過程是在一定的溫度、壓力下進行,一些生產(chǎn)單元始終處于高溫高壓下進行,物料大部分為易燃、易爆,有毒、有害的化學(xué)危險品,甚至為甲類化學(xué)危險品。生產(chǎn)過程中各種事故不斷發(fā)生,其中有人的因素,有設(shè)備因素,有技術(shù)因素等等。雖然采取了許多技術(shù)措施,但也發(fā)生了一些重大惡性事故,其后果是及其嚴重的,見表3—84。
(一)開停車時危險因素及其防范措施
1.開車時危險分析和防范措施
開車時,各種物料、催化劑、水、電、汽大量引入裝置,物料從原有狀態(tài)被升溫加熱,各項工藝參數(shù)發(fā)生較大變化,伴隨著各種化學(xué)反應(yīng)的進行物料的組成發(fā)生較大變化,是較易發(fā)生事故時刻。據(jù)北京某石化公司1969~1994年事故統(tǒng)計,發(fā)生在開車階段事故36起,苯酚裝置的開車階段事故兩起,特別是發(fā)生在1974年的事故,造成死亡13人,重傷5人,輕傷17人,部分廠房、設(shè)備損毀的嚴重后果。
首先,在開車初始階段,拆除盲板恢復(fù)流程過程中,易出現(xiàn)墊片上歪,螺栓不緊、倒淋閥未關(guān),甚至出現(xiàn)設(shè)備、管線未恢復(fù)現(xiàn)象。易造成開車過程發(fā)生跑料事故。其次,易發(fā)生錯開、錯關(guān)閥門現(xiàn)象,造成竄料、引發(fā)事故。系統(tǒng)物料置換階段,易發(fā)生跑料、竄料事故。
開車過程各個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣,不但要建立好物料平衡,還要建立好熱量平衡,過程復(fù)雜,各階段易發(fā)生事故分析如下:
(1)烴化、轉(zhuǎn)位反應(yīng)器開車
烴化反應(yīng)器正常開車步驟為:使用氮氣進行氣密試驗;拆除盲板;物料預(yù)熱;反應(yīng)器充填苯;調(diào)整預(yù)熱器,控制反應(yīng)器進料溫度;反應(yīng)器充填完畢后,全開出口閥,關(guān)閉旁路閥;丙烯投用;調(diào)整操作。在調(diào)整預(yù)熱器,控制反應(yīng)器進料溫度過程中,易發(fā)生超溫超壓現(xiàn)象,輕者可造成催化劑的損壞,重者可導(dǎo)致過程失控,引發(fā)爆炸著火事故發(fā)生。同時,不合適的苯丙烯比,也會直接導(dǎo)致反應(yīng)發(fā)生升溫,損壞催化劑,導(dǎo)致著火爆炸事故發(fā)生。因此,要特別予以高度重視。
轉(zhuǎn)位烴化反應(yīng)器正常開車步驟與烴化反應(yīng)器大體相似,危險程度略小。
(2)氧化反應(yīng)器開車
氧化反應(yīng)器正常開車步驟為:檢查外循環(huán)系統(tǒng);通入氮氣保壓;投用吸附床;開預(yù)熱器;異丙苯填充;啟動循環(huán)泵;氧化塔升壓;外循環(huán)換熱器切到加熱狀態(tài),蒸汽加熱,氧化塔升溫;加入壓縮空氣;根據(jù)分析結(jié)果,調(diào)整操作。升壓過快可造成安全閥起跳,物料瀉人事故槽,造成損失,延緩開車進程。升溫過快,可引發(fā)系統(tǒng)聯(lián)鎖停車,亦延緩開車進程。在開始反應(yīng)后,要特別注意觀察溫度和壓力的變化,及時調(diào)整,溫度正常后,要及時將外循環(huán),換熱器切回冷卻狀態(tài);空氣提量過快,易造成尾氣含氧高,形成爆炸性氣體,十分危險。
(3)提濃正常開車
提濃正常開車步驟為:檢查氣密;打開冷凝器、冷卻器上下水閥門;系統(tǒng)抽真空;異丙苯填充;預(yù)熱器投用;系統(tǒng)升溫;建立異丙苯回流;CHP進料。必須確保冷凝器、冷卻器上下水閥門處于正常狀態(tài),閥門開度正常,水流正常,特別是CHP冷卻器。建立良好的真空,是開車過程中,確保系統(tǒng)溫度處于工藝要求范圍的必要保證。系統(tǒng)升溫時,加熱蒸汽提量不得過快,嚴防發(fā)生CHP局部過熱,發(fā)生熱分解造成真空破壞,溫度急劇升高,甚至爆炸起火事故。
(4)分解正常開車
分解正常開車步驟為:檢查氣密;打開冷凝器、冷卻器上下水閥門;分解反應(yīng)器循環(huán)丙酮填充;建立循環(huán);分解反應(yīng)器加硫酸;取樣分析;CHP加料,流量不超過6m3/h;再次取樣分析;分解單元去中和單元流程打通;分解進料提量達正常值。
分解開車原則:先加硫酸,后加CHP。必須先配置酸丙酮,是保證CHP充分反應(yīng),避免積累的必要和關(guān)鍵的手段。開車過程中,必須保證硫酸的有效加入,特別是在缺少相應(yīng)聯(lián)鎖的情況下,一旦失去硫酸則必將造成CHP的積累,恢復(fù)硫酸加入時即造成先加CHP,后加硫酸的局面,此時,大量CHP瞬間分解,釋放出大量熱,必將造成溫度、壓力驟升,發(fā):生爆炸著火的惡性事故。
(5)精制開車
精制正常開車步驟為:確定工段機電儀處于可用狀態(tài),同時公用工程已投用;向脫烴塔補入軟水建立循環(huán);塔系統(tǒng)抽真空;引入分解液粗丙酮塔開車;粗丙酮塔基本穩(wěn)定后,打開精丙酮塔進料閥開車;粗丙酮塔釜液向粗苯酚塔進料,粗苯酚塔和苯酚回收塔開車;粗苯酚塔基本穩(wěn)定后向脫烴塔進料;開精苯酚塔;投用酚處理器;調(diào)整全系統(tǒng)至穩(wěn)定改向產(chǎn)品罐采出產(chǎn)品。在開車初始階段,發(fā)生過倒淋閥未關(guān),造成開車過程發(fā)生跑料事故。其次,易發(fā)生錯開、錯關(guān)閥門現(xiàn)象,造成竄料、引發(fā)事故。
(6)加氫反應(yīng)器開車
加氫反應(yīng)器正常開車步驟為:氮氣升壓;反應(yīng)器充填異丙苯;建立異丙苯循環(huán);反應(yīng)器:通入氫氣;反應(yīng)器接收輕油;調(diào)整操作。在調(diào)整預(yù)熱器,控制反應(yīng)器進料溫度過程中,易發(fā)生超溫超壓現(xiàn)象,輕者可造成催化劑的損壞,重者可導(dǎo)致過程失控,引發(fā)爆炸著火事故。裝:填催化劑后初次開車要進行催化劑還原活化,活化過程要嚴格控制氮氣中氫氣的濃度在20%-25%,氫氣濃度過高會造成飛溫,損壞催化劑。
綜上所述,現(xiàn)將反應(yīng)單元開車過程存在的危險因素及其后果和防范措施匯總于表3—85;
2.停車時危險分析和措施
停車時,物料從高溫高壓(或高真空)狀態(tài)被降溫、減壓(解除真空),同時伴隨著系統(tǒng)撤料或倒空的進行。此刻,各項物料參數(shù)發(fā)生較大變化,特別是有些在高溫高壓狀態(tài)下物料,一旦發(fā)生泄漏,便會立即自燃起火,故裝置在停車時是處于不穩(wěn)定狀態(tài),易發(fā)生事故階段。
首先,停車初始階段,系統(tǒng)撤料或倒空時,極易發(fā)生跑料、竄料,蒸汽燙傷等事故。在加裝盲板時,易出現(xiàn)跑料事故。其次,易發(fā)生錯開、錯關(guān)閥門現(xiàn)象,造成竄料、引發(fā)事故。系統(tǒng)物料置換階段,由于置換不徹底或吹掃時間短,為檢修施工埋下不安全隱患,易造成起火、爆炸等惡性事故發(fā)生。因此進行吹掃必須要達到動火標準,進入設(shè)備必須保證自然通風(fēng),并達到設(shè)備進人作業(yè)所需氧含量大于19%的標準,對有毒物料設(shè)備必須進行有害氣體分析,且必須符合有關(guān)安全標準。
(1)烴化、轉(zhuǎn)位反應(yīng)器停車
烴化反應(yīng)器正常停車步驟為:停止物料預(yù)熱;停丙烯進料;停苯進料;停外循環(huán)換熱器;降溫降壓;拆倒空線盲板;設(shè)備倒空至中間儲罐;設(shè)備吹掃。停車過程中易發(fā)生預(yù)熱 器、反應(yīng)器超溫超壓現(xiàn)象,輕者可造成催化劑的損壞,重者可導(dǎo)致過程失控,引發(fā)爆炸著火事故發(fā)生。同時,要先停丙烯,否則會導(dǎo)致反應(yīng)苯丙烯比高而發(fā)生飛溫,損壞催化劑,導(dǎo)致著火爆炸事故發(fā)生。因此,要特別予以高度重視。轉(zhuǎn)位烴化反應(yīng)器正常停車步驟與烴化反應(yīng)器大體相似,危險程度略小。
(2)氧化反應(yīng)器停車
氧化反應(yīng)器正常停車步驟為:停止進料;停預(yù)熱器;降低各塔液位;降低氧化塔溫度;降低空氣量;氮氣置換;撤空物料;蒸汽吹掃;加盲板;拆下人孔;自然通風(fēng)。在停車過程中,要特別注意觀察尾氣含氧量,嚴防形成爆炸性氣體。要確保外循環(huán)換熱器處于冷卻狀態(tài),嚴防CHP過熱發(fā)生熱分解。
(3)提濃正常停車
提濃正常停車步驟為:提濃降負荷操作;降低提濃系統(tǒng)物料盤存;系統(tǒng)降溫;提濃系統(tǒng)冷循環(huán);提濃系統(tǒng)撤料;異丙苯?jīng)_洗;停異丙苯?jīng)_洗;停用真空泵;系統(tǒng)倒空;系統(tǒng)水沖洗;蒸汽吹掃;加盲板;拆下人孔;自然通風(fēng)。停車過程初期,由于降低進料,造成停留時間上升,因此要注意系統(tǒng)溫度的變化,嚴防發(fā)生CHP局部過熱。異丙苯?jīng)_洗必須保證CHP中間儲罐濃度低于1%。解除系統(tǒng)真空時,必須保證系統(tǒng)所有熱源全部關(guān)閉,且無蒸汽泄漏。
(4)分解正常停車
分解正常停車步驟為:分解降負荷;異丙苯?jīng)_洗進料線;手動聯(lián)鎖停車;解除系統(tǒng)真空;丙酮沖洗管線;倒空殘酸;重新建立循環(huán);取樣分析;強制撤料倒空;蒸汽吹掃;儀表風(fēng)置換;加盲板。
分解停車原則:先停CHP,后停硫酸,是保證CHP充分反應(yīng)、避免積累的必要和關(guān)鍵的手段。停車過程中,必須保證硫酸的有效加入,一旦失去硫酸則必將造成CHP的積累。
(5)精制正常停車
精制正常停車步驟為:各塔停止進料;降加熱;塔頂全開水閥降溫;全回流操作;停止產(chǎn)品采出;破真空;停止系統(tǒng)各處來料;聯(lián)鎖停酚處理器;各塔釜物料返分解液儲罐;打開各低點排放排凈物料;排凈所有管線、塔、罐后進行蒸汽吹掃;聯(lián)系分析進行檢測合格,加盲板交付施工。
系統(tǒng)撤料或倒空時,極易發(fā)生跑料、竄料,蒸汽燙傷等事故。在加裝盲板時,易出現(xiàn)跑料事故。其次,易發(fā)生錯開、錯關(guān)閥門現(xiàn)象,造成竄料、引發(fā)事故。系統(tǒng)物料置換階段,由于置換不徹底或吹掃時間短,為檢修施工埋下不安全隱患,易造成起火、爆炸等惡性事故發(fā)生。因此進行吹掃時必須要達到動火標準,進入設(shè)備必須保證自然通風(fēng),并達到設(shè)備進入作業(yè)所需氧含量大于19%的標準,對有毒物料設(shè)備必須進行有害氣體分析,且必須符合有關(guān)安全標準。
(6)加氫反應(yīng)器停車
加氫反應(yīng)器正常停車步驟為:停止物料預(yù)熱;停氫氣進料;停輕油進料;降溫降壓;設(shè)備倒空至中間儲罐;氮氣保護;加裝盲板。停車過程中要防止空氣大量進入反應(yīng)器與催化劑進行氧化反應(yīng),造成催化劑損壞。卸催化劑時必須進行鈍化處理,即在氮氣置換合格后,向反應(yīng)器內(nèi)通人一定比例的氧氣對催化劑進行氧化反應(yīng),使之失去活性。要根據(jù)床層溫度調(diào)整空氣量,直至反應(yīng)放熱為零。未鈍化完全的催化劑遇空氣和水可能發(fā)生燃燒。
(二)正常生產(chǎn)時危險分析和防范措施
正常生產(chǎn)時,系統(tǒng)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。生產(chǎn)過程中的主要操作是搞好物料平衡、熱量平衡、汽液平衡,其中物料平衡是建立熱量平衡、汽液平衡的基礎(chǔ)。這三大平衡的建立是動態(tài)的,在不斷調(diào)整過程中受工藝、設(shè)備、儀表可靠度、公用工程、參數(shù)調(diào)整及人員操作水平等因素影響,會存在暫時的失衡,如果不能及時恢復(fù),便會朝著壞的方向發(fā)展,威脅到裝置的安全生產(chǎn),甚至釀成嚴重惡性事故。
1.烴化工序
烴化工序主要防止反應(yīng)系統(tǒng)出現(xiàn)超溫超壓現(xiàn)象,要注意苯循環(huán)泵冷卻油溫,防止發(fā)生抱軸損壞機泵事故,進而造成系統(tǒng)停車。本工序正常生產(chǎn)時危險分析和防范措施見表3-86。
2.氧化工序
氧化、提濃、分解系統(tǒng)主要防止CHP積累,CHP過熱分解,CHP接觸酸分解。任何時候不得將硫酸倒人設(shè)備或地漏。防止尾氣氧含量過高形成爆炸性混合氣體。防止設(shè)備腐蝕而大面積泄漏。本工序正常生產(chǎn)時危險因素分析和防范措施見表3—87。
3.產(chǎn)品精制
精制系統(tǒng)主要防止回流罐液位過高,造成大面積跑料。另外防止苯酚管線凍堵和焦油凍堵、設(shè)備管線堵塞,管線堵塞會造成系統(tǒng)泄漏,造成大面積跑料引發(fā)著火。精制工序正生產(chǎn)時危險分析和防范措施見表3—88。
4.回收工序
回收系統(tǒng)堿洗、酚水工藝流程和循環(huán)烴、加氫反應(yīng)工藝流程示意圖如圖3—12、圖3-13所示。
回收系統(tǒng)主要保護加氫催化劑,嚴防空氣進入系統(tǒng),造成飛溫。嚴防氫氣泄漏,氫氣壓力高,一旦泄漏很容易被靜電引燃,釀成重大事故。正常生產(chǎn)時危險因素分析和防范措施見表3—89。
(三)設(shè)備防腐
苯酚丙酮生產(chǎn)過程始終伴隨著酸堿進行,pH值變化較大,對設(shè)備材質(zhì)要求較高,防腐工作十分嚴峻。防腐重點部位為氧化系統(tǒng)、提濃系統(tǒng)、分解系統(tǒng)、中和系統(tǒng)、精制系統(tǒng),所以必須嚴格控制各個重點部位的pH值。氧化塔的pH值要嚴格控制在4—6,這不但是工藝要求,也是設(shè)備防腐的要求。中和反應(yīng)器的PH值要嚴格控制在4.5—5.5以上,洗滌后的分解液pH值要嚴格控制在6.0-6.2左右,分解液pH值過高,會因鈉離子濃度高,造成精制系統(tǒng)堵塞,過低則對精制系統(tǒng)產(chǎn)生較大的腐蝕。
同時,精制系統(tǒng)的個別塔的塔板,在制造過程要進行應(yīng)力處理,消除或減少應(yīng)力(如脫烴塔)。以減少酸性條件下的應(yīng)力腐蝕。
1.中和系統(tǒng)的應(yīng)力腐蝕在長周期運轉(zhuǎn)過程中,由于系統(tǒng)壓力以及設(shè)備自身焊縫應(yīng)力作用,致使焊道存在裂紋造成應(yīng)力腐蝕,特別是當系統(tǒng)pH值低于4.5時,應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象嚴重,造成焊道產(chǎn)生滲漏,這種現(xiàn)象曾經(jīng)出現(xiàn)。
2.脫烴塔系統(tǒng)的應(yīng)力腐蝕
由于工藝條件所致,在脫烴塔內(nèi)存在著有機酸的高濃度區(qū)域。在特定的溫度條件下,對設(shè)備腐蝕作用極其嚴重,要特別引起注意。除了設(shè)備選材要為耐酸腐蝕,在制造過程中,還要注意消除應(yīng)力,嚴防因應(yīng)力腐蝕造成設(shè)備嚴重損壞,導(dǎo)致重大惡性事故發(fā)生。同時,在脫烴塔內(nèi)有機酸的高濃度區(qū)域設(shè)立排酸口,保持連續(xù)排酸,也是降低設(shè)備腐蝕的必要和重要手段。
3.氧化尾氣腐蝕
由于氧化塔內(nèi)物料所含有機酸會溶解在空氣帶進系統(tǒng)的水中,隨尾氣一起蒸出。因此氧化尾氣呈酸性,且對設(shè)備管線腐蝕作用較強。一般碳鋼材質(zhì)很快便被腐蝕穿孔,故尾氣系統(tǒng)亦應(yīng)選擇耐酸腐蝕的材質(zhì)。
4.硫酸系統(tǒng)腐蝕
一般認為濃硫酸對碳鋼材質(zhì)設(shè)備腐蝕性較低,但由于儲罐的呼吸作用,濃硫酸吸潮造成其濃度下降,腐蝕性增強,特別是在夏季的長時間停車過程中,設(shè)備、管線腐蝕極其嚴重,發(fā)生泄漏便是常事。設(shè)備腐蝕及防范措施見表3—90。
(四)裝置的安全聯(lián)鎖裝置及其作用
苯酚丙酮生產(chǎn)過程工藝路線長,控制回路復(fù)雜,溫度、壓力較高,物料皆為易燃、易爆,有毒、有害的危險化學(xué)品。特別是存在過氧化氫異丙苯這一熱敏物料,屬高度危險的危險化學(xué)品。裝置生產(chǎn)能力大,大多數(shù)設(shè)備內(nèi)物料均超過臨界量,構(gòu)成重大危險源。因此屬于特級防火、防爆關(guān)鍵裝置。一旦發(fā)生事故便會造成災(zāi)難性后果。
由于裝置生產(chǎn)出現(xiàn)不正常情況,如誤操作,設(shè)備故障,儀表失靈,公用系統(tǒng)故障等,都會造成裝置處于危險狀態(tài)。特別是烴化、氧化、分解、加氫反應(yīng),CHP提濃過程,在處于極度危險狀態(tài)時,如不能及時制止,便會發(fā)生事故而造成災(zāi)難性后果。為此,裝置除實現(xiàn)DCS
計算機集散控制外,還設(shè)置了FSC系統(tǒng)(failsafecontml,故障安全系統(tǒng))。所有控制器及輸入、輸出卡件均采用冗余結(jié)構(gòu),具有系統(tǒng)自診斷功能,同時,通過SOE(sequenceofevent,事件順序記錄)對所有操作在秒級進行記錄,以保證系統(tǒng)運行的可靠性。有高低液位聯(lián)鎖,高低流量聯(lián)鎖,高低壓力聯(lián)鎖,更有溫度4級聯(lián)鎖,針對不同情況進行相應(yīng)自動處理。相關(guān)單元的聯(lián)鎖控制見表3—91、表3—92、表3—93、表3—94。
(五)苯酚丙酮裝置易發(fā)生的事故及其處理
1.苯酚丙酮裝置常見事故處理原則
(1)烴化反應(yīng)器與轉(zhuǎn)位烴化反應(yīng)器
嚴格控制烴化反應(yīng)器與轉(zhuǎn)位烴化反應(yīng)器溫度、壓力,超溫超壓造成催化劑活下降,嚴重時會造成設(shè)備大面積泄漏,發(fā)生爆炸著火惡性事故。
塔中不能進水。嚴格控制原料苯的水含量,絕對禁止竄人游離水。一旦發(fā)生竄水事故,會造成催化劑失活。
(2)氧化塔
?、賴栏窨刂蒲趸M料異丙苯的純度,異丙苯中各種有機雜質(zhì)及無機物都對氧化反應(yīng)不利,并會引起各種事故。因此對異丙苯必須嚴格地進行分析和管理。
②CHP不能與強酸、強堿接觸。因為CHP與強酸、強堿接觸會激烈分解,并放出大量的反應(yīng)熱,無論是容器中或設(shè)備中有CHP時都不能加入強酸、強堿,不能往排料漏斗倒酸堿。
?、垩趸矚庋鯘舛鹊墓芾?。要把氧濃度控制在安全范圍之中,絕不能使其進入爆炸范圍o
④預(yù)防激冷水系統(tǒng)故障。
⑤嚴禁氧化塔超溫、超壓及超濃度運轉(zhuǎn),氧化液pH值需嚴格控制。
⑥氧化系統(tǒng)的操作要嚴格按操作法及有關(guān)說明進行,不得擅自更改工藝指標。
?、呃斡浹趸o急聯(lián)鎖停車的各個因素。
?、嘌趸?包括提濃)系統(tǒng)不能負荷太小,否則物料停留時間太長不安全。
(3)分解反應(yīng)器
?、俜乐顾窟^高。過高的水含量將導(dǎo)致分解反應(yīng)停止,CHP累積,這會引起重大事故,因此開車前要將系統(tǒng)吹掃干凈,各種加料(特別是丙酮)要按工藝條件控制。
?、诜乐笻2S04進料中斷。酸濃度太低會發(fā)生CHP累積,這會引發(fā)重大事故。
?、鄯乐够亓髁刻 ;亓髁刻〕藙e的原因之外,就是CHP分解減慢了,同時發(fā)生其濃度積累,應(yīng)及時查明原因并處理之。
(4)空氣壓縮機
任何時候必須保證壓縮機冷卻水系統(tǒng)通暢,冷卻水水量過小會造成空氣壓縮機冷卻油溫過高,空氣壓縮機級間溫度高,引發(fā)聯(lián)鎖停車。
2.苯酚丙酮裝置易發(fā)生事故及其處理
烴化工序主要防止反應(yīng)系統(tǒng)出現(xiàn)超溫超壓現(xiàn)象,要注意苯循環(huán)泵冷卻油溫,防止發(fā)生抱軸損壞機泵事故,進而造成系統(tǒng)停車。塔中不能進水。嚴格控制原料苯的水含量,絕對禁止竄人游離水。一旦發(fā)生竄水事故,會造成催化劑失活。
氧化、提濃、分解系統(tǒng)主要防止CHP積累,CHP過熱分解,CHP接觸酸分解。任何時候不得將硫酸倒人設(shè)備或地漏。防止尾氣氧含量過高形成爆炸性混合氣體。防止設(shè)備腐蝕而大面積泄漏。
精制系統(tǒng)主要防止回流罐液位過高,造成大面積跑料。另外防止苯酚管線凍堵和焦油線凍堵、設(shè)備管線堵塞,管線堵塞會造成系統(tǒng)泄漏,造成大面積跑料引發(fā)著火。
回收系統(tǒng)主要保護加氫催化劑,嚴防空氣進入系統(tǒng),造成飛溫。嚴防氫氣泄漏,氫氣壓力高,一旦泄漏很容易被靜電引燃,釀成重大事故。常見事故及其處理對策列于表3—95。