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23種化學品危險工藝特點、參數、要求、控制方式

所屬分類:行業新聞    發布時間: 2021-04-06    作者:admin
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工藝簡介:光氣及光氣化工藝包含光氣的制備工藝,以及以光氣為原料制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后,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;

采用光氣作單體合成聚碳酸酯;            

甲苯二異氰酸酯(TDI)的制備;

4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)的制備等。

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;自動氨或堿液噴淋裝置;光氣、氯氣、一氧化碳監測及超限報警;雙電源供電。

宜采用的控制方式:光氣及光氣化生產系統一旦出現異?,F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并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、稀堿液噴淋,啟動通風排毒系統,將事故部位的有毒氣體排至處理系統。


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、燒堿、過氧化氫等)的制備,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。

宜采用的控制方式

將電解槽內壓力、槽電壓等形成聯鎖關系,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: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,多數氯化工藝采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后,容易引發爆炸危險;

(5)生成的氯化氫氣體遇水后腐蝕性強;

(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制備氯代烷烴;              

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芐基氯等。

(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;                            

四氯化鈦的制備;

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;進料緩沖器;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。

宜采用的控制方式

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系,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。

圖僅作參考之用!

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,.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,分別用于生產硝基化合物、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,停止攪拌或由于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

丙三醇與混酸反應制備硝酸甘油;

氯苯硝化制備鄰硝基氯苯、對硝基氯苯;

苯硝化制備硝基苯;

蒽醌硝化制備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制備硝基烷烴等。

(2)間接硝化法

苯酚采用磺?;娜〈趸苽淇辔端岬?。

(3)亞硝化法

2-萘酚與亞硝酸鹽反應制備1-亞硝基-2-萘酚;

二苯胺與亞硝酸鈉和硫酸水溶液反應制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。

宜采用的控制方式

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系,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,能自動報警并自動停止加料。分離系統溫度與加熱、冷卻形成聯鎖,溫度超標時,能停止加熱并緊急冷卻。

硝化反應系統應設有泄爆管和緊急排放系統。


圖片

圖僅作參考之用!

5合成氨工藝


反應類型

吸熱反應

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云團引起大范圍人群中毒,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)純堿與合成氨聯合生產的聯堿法;

(6)采用變換催化劑、氧化鋅脫硫劑和甲烷催化劑的“三催化”氣體凈化法等。

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。

宜采用的控制方式

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系;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系;緊急停車系統。

合成單元自動控制還需要設置以下幾個控制回路:

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。


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圖僅作參考之用!


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、制冷系統、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、分餾以及干燥和加氫等方法,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。由于所發生的反應很復雜,通常把反應分成兩個階段。..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.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?;どa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)如果由于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)熱裂解制得四氟乙烯(TFE);

二氟一氯乙烷(HCFC-142b)熱裂解制得偏氟乙烯(VDF);

四氟乙烯和八氟環丁烷熱裂解制得六氟乙烯(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沖量控制;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。

宜采用的控制方式

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系,一旦引風機故障停車,則裂解爐自動停止進料并切斷燃料供應,但應繼續供應稀釋蒸汽,以帶走爐膛內的余熱。

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系,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并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系;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采用液位、補水量和蒸發量三沖量控制。

帶明火的鍋爐設置熄火保護控制。

大型機組設置相關的軸溫、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置可燃氣體報警儀和有毒氣體報警儀。


圖片

圖僅作參考之用!


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

黃磷氟化制備五氟化磷等。

(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制備氟化烴;

氟化氫氣體與氫氧化鋁反應制備氟化鋁等。

(3)置換氟化

三氯甲烷氟化制備二氟一氯甲烷;

2,4,5,6-四氯嘧啶與氟化鈉制備2,4,6-三氟-5-氟嘧啶等。

(4)其他氟化物的制備

濃硫酸與氟化鈣(螢石)制備無水氟化氫等。