(三)重點設(shè)備

　　PTA裝置重點設(shè)備機組及設(shè)備為反應(yīng)器、空壓機、結(jié)晶器等。此外，還有許多的特殊閥門，這些閥門出現(xiàn)故障會導(dǎo)致裝置部分停工或全裝置停車，若處理不當(dāng)也有可能導(dǎo)致惡性事散的發(fā)生。

　　1.PTA裝置設(shè)備概況

　　PTA裝置原料為PX、HAC、H₂等易燃易爆、有毒有害的介質(zhì)，工藝過程有激烈的氧化反應(yīng)和臨氫操作。PTA生產(chǎn)的物料多為漿料，易堵塞，介質(zhì)腐蝕性強。因此裝置內(nèi)設(shè)備類型多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、轉(zhuǎn)動機械多、規(guī)格大、材質(zhì)耐腐蝕要求高是該裝置硬件設(shè)施的一大特點。如有原動機功率(1—1．2)×10⁴kW的大型空氣壓縮機，54078m³幾流量的尾氣膨脹機及53t／h的凝氣背壓式蒸汽透平機組成的工藝空氣壓縮機組。有大負荷的壓力離心機、真空轉(zhuǎn)鼓過濾機、回轉(zhuǎn)式大型干燥機。裝置內(nèi)有每分鐘幾萬轉(zhuǎn)的高速離心泵、耐強腐蝕的耐酸泵，以及類型近10種之多的機泵等。另外在工藝設(shè)備上有鈦復(fù)合鋼板(SA516Cr．70+T1 Cr．1)制作帶鈦攪拌器的氧化反應(yīng)器和SA516Gr.70+304L復(fù)合鋼板制作的加氫反應(yīng)器等制造難度高的承壓設(shè)備。

　　除上述材料外，PTA工藝生產(chǎn)設(shè)備中尚采用了一些特殊的材料，如Hastllov C、904L、254SMo、lnconel、2205等。

　　為防止工藝設(shè)備、管理系統(tǒng)的超溫、超壓事故發(fā)生，PTA裝置內(nèi)設(shè)備安全閥、防爆膜，給安全生產(chǎn)提供了有力的保證。

　　2．工藝對設(shè)備的要求

　　PTA裝置中使用的多種介質(zhì)有強腐蝕性，加之PTA產(chǎn)品潔凈度要求高，對金屬雜質(zhì)特別是鐵離子等含量有嚴格的控制標準，因此PTA裝置中約有85％以上設(shè)備須選用超低碳不銹鋼、不銹鋼復(fù)合板直至鈦復(fù)合板等高品位材質(zhì)?？梢哉fPTA裝置是石油化工生產(chǎn)裝置對設(shè)備選材條件最為嚴格和苛刻的，其具體要求如下：

　　(1)氧化反應(yīng)工段主要腐蝕性介質(zhì)為醋酸和溴化物，操作溫度高，反應(yīng)器前后的設(shè)備必須采用工業(yè)純鈦作為設(shè)備的基本抗腐蝕材質(zhì)?？紤]到制造成本，設(shè)備大多采用復(fù)合鈦板制造。部分設(shè)備由于操作溫度較低，可采用316L(317L)、或某些雙相鋼材料作為基本材料。

　　如第一冷凝器管板為Ti十Cs十lnconel 600三層復(fù)合板，尾氣冷卻器采用瑞典開發(fā)的優(yōu)于316L或317L的254SMo即Cr20Nil8M06材質(zhì)。

　　(2)加氫精制工段主要介質(zhì)為粗TA的水溶液漿料。為防止不銹鋼中的Cr、Nj、Pe等金屬離子溶人(本質(zhì)上也屬于腐蝕)物料，最后影響PTA成品的質(zhì)量，因此在最后兩級反應(yīng)器進料加熱器選用了鈦材。加氫反應(yīng)器和其他設(shè)備一般采用304L不銹鋼或304L復(fù)合板作為基本材料。

　　(3)其他特殊材料的應(yīng)用

　　除上述材料外，PTA工藝生產(chǎn)設(shè)備中尚采用了一些特殊的材料，如Hastlloy C、904L、254SMo、Inconel2205等。

　　三、危險因素及其防范措施

　　(一)生產(chǎn)過程危險因素分析

　　PTA裝置是一套典型的高溫、中壓、強腐蝕性，部分單元臨氫操作的危險性極高的化工生產(chǎn)裝置，為甲類火災(zāi)危險性裝置。其工藝特點是：工藝過程復(fù)雜、臨氫、操作條件苛刻生產(chǎn)中使用15種以上的原輔化工材料及產(chǎn)成品大部分介質(zhì)屬于易燃易爆、有毒有害強腐蝕介質(zhì)。從裝置的TA單元，PTA單元以及中間罐區(qū)等輔助單元看，在連續(xù)化生產(chǎn)過程中各危險區(qū)域的危險部位都存著火災(zāi)、爆炸，不同程度的毒性危害和強腐蝕危險。根據(jù)同類型裝置事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，其主要事故形態(tài)是物料的泄漏與空氣形成的爆炸混合物，造成火災(zāi)爆炸的惡性事件。根據(jù)多年的生產(chǎn)實際及經(jīng)驗，在生產(chǎn)過程PTA裝置易發(fā)生影響開工率的危險因素主要有下述幾方面。???

　　1．生產(chǎn)物料的危險性

　　由于TA單元在生產(chǎn)過程所需的主要物料PX、HAC、NBA等均為易燃易爆物質(zhì)。對二甲苯的火災(zāi)危險存在于原料配制、氧化反應(yīng)工序中。醋酸的火災(zāi)危險性存在于原料配制、氧化反應(yīng)、結(jié)晶、過濾、干燥、浴劑和催化劑回收等各個過程，貫穿于TA單元的整個工藝過程。而醋酸丁酯的火災(zāi)危險性主要存在于溶劑回收的共沸蒸餾工藝過程。

　　以上的三種物質(zhì)其操作溫度均高于其閃點，如，對二甲苯為25℃，醋酸為39℃，醋酸丁酯為22℃，在操作、儲存、輸送過程中，當(dāng)管道、機泵以及所經(jīng)過的工藝設(shè)備一旦發(fā)生泄漏，易燃物料遇到火源或高溫物體時，非常容易起火，如未及時控制即可釀成火災(zāi)事故。

　　其次在TA單元的整個工藝過程，都存在著醋酸和溴化氫中溴離子的腐蝕問題，特別是高溫醋酸泄漏對設(shè)備和環(huán)境的腐蝕更為加劇。由于腐蝕使機械設(shè)備、容器、管道材料強度大為降低，長期腐蝕會造成管道、設(shè)備、閥門、機封的破壞，引起了泄漏著火事故的發(fā)生。如出現(xiàn)高溫醋酸或堿NaOH液泄漏中噴射，極易造成操作人員和維修人員的呼吸系統(tǒng)和皮膚的嚴重灼傷，尤其是大面積的酸、堿灼傷，讓人慘不忍睹。

　　另外，PTA單元的氫氣如發(fā)生泄漏很容易與空氣形成爆炸混合物，不管是靜電打火，還是遇到金屬撞擊都可引發(fā)一場惡性事故的發(fā)生。其次，物料的毒性對裝置的操作者也構(gòu)成極大的危害。如：溴化氫促進劑加料間存在著因加料過程易吸人HBr蒸汽而存在著中毒的危險，尤其是HBr在氧化反應(yīng)高溫高壓條件下可產(chǎn)生溴甲烷。因此在反應(yīng)尾氣、氣體膨脹機、吸附塔、氣體洗滌塔及尾氣輸送TA及PTA產(chǎn)品時，都可能存在一定濃度的溴甲烷。上述設(shè)備、管道如果發(fā)生氣體外逸，不但污染環(huán)境，并可引發(fā)操作人員的急性溴甲烷中毒事故。

　　2．氧化反應(yīng)過程的危險性

　　氧化反應(yīng)系統(tǒng)包括氧化反應(yīng)器、結(jié)晶器、冷凝器、漿料罐、母液循環(huán)罐和醋酸精餾塔等工藝設(shè)備。氧化反應(yīng)是多種易燃物料：PX、HAC、HBr、鈷錳催化劑、循環(huán)母液、硅油等與大量的空氣混合，在高溫、低壓的氧化反應(yīng)器內(nèi)進行激烈放熱的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)器內(nèi)存在大量高溫、高壓的可燃物、助燃物其危險性不言而喻。因此，大多數(shù)專利商都要求把氧化反應(yīng)器放在厚厚的防爆墻內(nèi)，以降低氧化反應(yīng)器發(fā)生爆炸時造成的損失。生產(chǎn)過程反應(yīng)器的安全操作是通過控制氧化尾氣中的氧含量來實現(xiàn)的，正常生產(chǎn)時尾氣氧含量均為3％左右，若氧含量達到5％，反應(yīng)器就會報警以致停車。如果操作或控制不當(dāng)，氧化尾氣含量超過8％，氧化反應(yīng)就有發(fā)生爆炸的危險。因此氧化反應(yīng)的工藝操作必須嚴格控制反應(yīng)溫度和壓力，避免出現(xiàn)反應(yīng)速度過快，導(dǎo)致溫升過高而發(fā)生失控的危險。另外，重要的是在反應(yīng)的引發(fā)過程，尤其是在切換尾氣控制閥時操作不當(dāng)，或發(fā)生三取二的尾氣氧含量監(jiān)測儀表故障等問題，極易造成尾氣氧含量不斷上升，當(dāng)氧含量超過8％左右濃度時，會出現(xiàn)反應(yīng)器內(nèi)醋酸蒸汽的燃燒直至發(fā)生爆炸。而分布在氧化反應(yīng)器周圍的結(jié)晶器，第一到第四冷凝器以及循環(huán)母液醋酸罐，精餾塔醋酸閃蒸罐等，一旦發(fā)生大面積泄漏也隨時存在著火災(zāi)或爆炸的危險性。

　　3.尾氣吸附過程危險性

　　尾氣吸附塔內(nèi)主要有氧氣、溴甲烷、甲苯、醋酸、活性炭、硅膠等物質(zhì)。正常操作溫度較低，但當(dāng)超過150℃或停車時溫度上升過高，會發(fā)生塔內(nèi)活性炭自燃而發(fā)生的火災(zāi)事故。

　　4.加氫精制系統(tǒng)的危險性

　　PTA單元加氫反應(yīng)器是火災(zāi)爆炸重要的危險源。反應(yīng)介質(zhì)為氫氣和TA的混合物，操作溫度為288℃，操作壓力最高為8．8MPa。由于操作溫度和壓力較高，而且氫氣介質(zhì)的爆炸極限寬為4．1％～74．1％，加氫精制單元屬甲類防火類別，爆炸危險Ⅱ區(qū)，發(fā)生火災(zāi)爆炸的危險程度高。由于此系統(tǒng)為臨氫狀態(tài)，設(shè)備及氫管線存在著氫氣泄漏和發(fā)生氫腐蝕和氫脆的危險性。系統(tǒng)中的氫氣緩沖罐容積非常小，但它是儲氫的三類壓力容器，同樣存在超壓爆炸的危險因素。???

　　其次系統(tǒng)內(nèi)的氫氣壓縮機將來自煉油廠的重整氫，經(jīng)氫氣壓縮機增壓，然后送入加氫反應(yīng)器，系統(tǒng)為臨氫區(qū)域，氫氣壓縮機的出口壓力達11．0MPa，出口溫度為200℃以上更加增大了壓縮機及出口管線，閥門發(fā)生泄漏所引起的火災(zāi)爆炸危險性。???

　　5．原料及PX及化工原料罐區(qū)危險性???

　　裝置罐區(qū)內(nèi)有PX、HAC、HBr、NaOH、共沸劑NBA等易燃、腐蝕性強的介質(zhì)。除醋酸罐的容積達1000m3以上能夠形成防火堤內(nèi)積液池火災(zāi)外，對二甲苯、熱油、醋酸、燃料油等也都有發(fā)生罐內(nèi)池火災(zāi)的可能。因此在防止介質(zhì)的腐蝕泄漏和事故泄漏之時，應(yīng)杜絕罐區(qū)內(nèi)存在各種火源的可能性，才能防止罐區(qū)火災(zāi)事故的發(fā)生。為防止罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生，除減少泄漏和杜絕火源外，還應(yīng)防止誤操作造成的冒罐跑料和抽空的事故發(fā)生。???

　　6．PTA輸送、包裝及儲存系統(tǒng)的危險性???

　　PlA產(chǎn)品在氣流輸送、包裝、存儲、除塵等各個生產(chǎn)過程，? 自始至終都存在著PTA或TA粉塵發(fā)生爆炸的危險。由于PlA或TA的粉塵本身具有可燃性，其最低爆炸濃度為0．05z／L，極限氧濃度為15％(電火花點火)。當(dāng)粉塵懸浮物與空氣形成的混合物達到一定剛度，如52～718g／m3時，遇有足以引起粉塵爆炸的起始能量，如出現(xiàn)明火、靜電、電火花引條件就會發(fā)生惡性的粉塵爆炸事故。???

　　7．高壓蒸汽和開停車及小包裝氮氣系統(tǒng)的危險性???

　　PTA裝置除設(shè)熱油爐外，加氫單元的進料預(yù)熱系統(tǒng)全部用高壓蒸汽，PTA裝置中用于主要生產(chǎn)的加熱蒸汽有9．0MPa(表)、1．0MPa(表)及0．43MPa(表)三種規(guī)格，其中0．43MPa(表)：為氧化反應(yīng)副產(chǎn)的低壓蒸汽，高壓9．0MPa(表)蒸汽溫度480℃，中壓1．0MPa(表)，蒸汽也在230℃，因此高壓蒸汽系統(tǒng)及其凝液系統(tǒng)的集管、閥門、流水器、管網(wǎng)焊接質(zhì)量以及外保溫材料的選擇十分重要，如有漏泄、噴濺、裸管會造成嚴重的燙傷事故。另外FrA裝置工藝過程和PTA小包裝置系統(tǒng)以及開停工搶修中都需要大量的氮氣。同類PTA裝置由于氮氣泄漏和管理不當(dāng)造成窒息傷人致死的事故多有發(fā)生。因此該裝置的氮氣系統(tǒng)必須確保密封循環(huán)系統(tǒng)良好，杜絕誤操作，堅持巡檢，以防止各類惡性事故的發(fā)生。

　　(二)放射性物質(zhì)安全防護

　　PTA裝置普遍使用有放射性液位計(如：氧化、精制反應(yīng)器采用放射性鈷—60或銫—137)，鈷—60或銫—137電離輻射類型為了射線。為了避免放射源與裝置人員的接觸。除在儀器專用的操作規(guī)程中專業(yè)說明外，還需要制定詳細的防護處理措施。

　　1．放射性接觸防護處理措施

　　(1)裝置上除有放射儀器的容器外，附近的操作區(qū)域里的放射劑量，是有一定限制的。因此，只允許指定的人員進行操作，非指定的操作人員不得接觸。

　　(2)在裝有放射性儀器的容器的人孔都用鉛封，只有放射管理人員或由他指定的人員并需要書面指令，才可啟封。

　　(3)每一放射源要標記上放射線的警告標志，此標記未經(jīng)放射管理人員批準，其他人不得除去。

　　(4)裝置中的放射源的說明，應(yīng)公布在控制室內(nèi)。

　　(5)裝有放射性物質(zhì)封閉源的取出、安放、更換及處置的人員必須嚴格遵照相關(guān)的安全防護規(guī)定進行。

　　(6)必須嚴格放射作業(yè)人員個人劑量監(jiān)測與健康檢查。

　　2．放射性接觸工業(yè)標準

　　(1)西德工業(yè)標準DIN 54115規(guī)范對密封輻射源要求有：①如果在適當(dāng)?shù)膶嶒炛?，可放出的放射性小?．185×10¹⁰Bq，則一般可以認為防護層是惰性且密封的。②輻射源含有氣態(tài)或以氣態(tài)吸附的放射性同位素時，如果操作層條件每小時泄漏出防護層的量不大于0．37×10¹⁰Bq，則防護層可看作是密封的。③高安全輻射源所采用的材料直至溫度800℃，不得溶化、升華或著火。

　　(2)國家標準：依據(jù)《輻射防護規(guī)定》GB 8703—88及《密封放射源一般規(guī)定》GB 4076--83國家標準。放射作業(yè)場所最高允許限值為23．87×10³Bq／kg?h，公眾最高允許限值為23．87×10²Bq／kg?h，聚酯裝置監(jiān)測點結(jié)果均能低于公眾最高允許限值23．87×10²Bq／kg?h，但要考慮到放射源對機體作用的隨機效應(yīng)，仍需注意加強防護。

　　(三)裝置安全自保聯(lián)鎖及其作用

　　1．PTA裝置電氣安全系統(tǒng)

　　PTA裝置動力和照明屬于二級用電負荷。

　　PTA裝置供電系統(tǒng)一般采用雙線路供電，正常時每一路電源各帶50％負荷，當(dāng)某一回路故障時，另一路可帶100％負荷。

　　裝置內(nèi)動力配線為放射線電纜橋架敷設(shè)。經(jīng)低壓配電柜配出的動力電源送至MCC盤及照明系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)采用UPS電源。