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環(huán)氧乙烷、乙二醇裝置危險因素分析及其防范措施 乙二醇裝置由于其工藝、物料的特殊性，原料乙烯為易燃易爆氣體，產(chǎn)品環(huán)氧乙烷的爆炸范圍更廣更危險，雖然有聯(lián)鎖系統(tǒng)的保護，但生產(chǎn)過程還是極具危險性的，所要求的工藝控制非常嚴(yán)格。即使這樣，在世界范圍內(nèi)乙二醇裝置還是發(fā)生了多起著火、爆炸事故。 (一)開停工時危害因素分析及其防范措施 1．開工時危害因素分析及其防范措施 開工時，裝置從常溫、常壓逐漸升溫升壓達到各項正常操作指標(biāo)。物料、公用工程等逐步引入裝置。所以在開工時，裝置的操作參數(shù)變化較大，操作步驟較多，較易產(chǎn)生事故。據(jù)行業(yè)交流了解，目前各裝置都具備較為完善的技術(shù)規(guī)程和操作法，操作人員也能按規(guī)章制度嚴(yán)格執(zhí)行，因而在開工過程中還沒有發(fā)生事故的報道。用HSE管理體系中的工作危害性分析(ⅡIA)方法進行分析，在開工過程中的各項作業(yè)活動的危險性評價分?jǐn)?shù)均較低，這主要得益于裝置工藝管理體系的有效運行。 通常環(huán)氧乙烷反應(yīng)系統(tǒng)開工步驟是較為重要的： ①裝置內(nèi)計劃接人氮氣、蒸汽、水等公用工程，系統(tǒng)進行充壓、試漏、置換等準(zhǔn)備工作；②反應(yīng)器用HS加熱升溫；③確認(rèn)聯(lián)鎖試驗結(jié)束；④壓縮機建立干氣密封；⑤壓縮機啟動并逐漸升到規(guī)定轉(zhuǎn)速；⑥系統(tǒng)切大循環(huán)；⑦氧氣混合站吹掃；⑧具備投料條件，待令開車。 操作法的完善和規(guī)章制度的嚴(yán)格執(zhí)行是避免事故的最好的防范措施。 2．停工時危害因素分析及其防范措施 裝置停工時是裝置由正常操作狀態(tài)逐漸降壓降溫降量的過程。其各操作參數(shù)變化較大，所以也屬于不穩(wěn)定操作狀態(tài)，主要應(yīng)注意以下問題： 保證反應(yīng)系統(tǒng)的置換吹掃時間，后系統(tǒng)操作在停進料后同樣要進行充分置換，各塔殘液按要求排空，各系統(tǒng)要降至常溫常壓，為各類檢修創(chuàng)造條件。按停車范圍的要求加裝盲板，要指定專人負(fù)責(zé)，加裝盲板要有記錄，現(xiàn)場進行標(biāo)識。 (二)正常生產(chǎn)中危害因素分析及其防范措施 正常生產(chǎn)時其各工藝參數(shù)是穩(wěn)定的，但是在長周期運轉(zhuǎn)過程中，由于受工藝設(shè)備、公用工程條件、人員操作水平、儀表電氣等諸多因素的影響，正常生產(chǎn)中仍會有不少影響安全生產(chǎn)的因素。表3—39為2001年、2000年我國乙二醇裝置開工率及非計劃停車統(tǒng)計，從表中數(shù)據(jù)可以看出，造成乙二醇行業(yè)各裝置非計劃停車的因素依次為：儀表、設(shè)備、電氣、外部原輔材料及公用工程的波動、工藝操作。其中儀表、電氣故障為直接聯(lián)鎖動作停車，應(yīng)定期維護更新。設(shè)備問題，通常導(dǎo)致正常生產(chǎn)不能維持，只能緊急停工處理，目前各石化裝置都在推廣預(yù)知維修，最大限度的減少非計劃被迫停工。公用工程部分，不受車間控制但危險性最大，裝置所做的工作就是加強對各類突發(fā)事故應(yīng)急處理操作的培訓(xùn)，盡量將危險性降低，避免再次事故的發(fā)生。 (三)設(shè)備防腐 由于在乙二醇生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生乙酸、C02等酸性物質(zhì)，因此裝置的設(shè)備維護主要也是考慮減少酸性腐蝕，包括將部分設(shè)備更換為不銹鋼材質(zhì)。系統(tǒng)的另一主要腐蝕為沖刷腐蝕，針對這一問題，部分設(shè)備已要求設(shè)計、制造單位加裝防沖刷板。 (四)裝置安全自保聯(lián)鎖系統(tǒng)及其作用 由于界外原料、動力供應(yīng)的波動及裝置不正常操作都將危及裝置的安全，所以EO／EC裝置都設(shè)置有裝置安全自保聯(lián)鎖系統(tǒng)，即在某些工藝參數(shù)達到某一數(shù)值時，裝置自保聯(lián)鎖系統(tǒng)動作，以保護裝置。因EO／EG裝置要求的安全系數(shù)較高，為了提高安全性，減少誤動作，現(xiàn)各裝置都采用ESD或FSC系統(tǒng)執(zhí)行。 1．裝置安全自保原則 乙烯氧化生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的過程必須是在絕對安全的范圍進行； 避免主要機組、設(shè)備的損壞； 不允許油、水等雜質(zhì)竄人反應(yīng)器，污染催化劑。 2．主要自保聯(lián)鎖說明 (1)循環(huán)氣壓力低 設(shè)置目的：防止循環(huán)氣壓縮機進入喘振區(qū)，造成機組及連接管線變形和損壞。 產(chǎn)生原因：防爆板破裂，后系統(tǒng)，循環(huán)氣管線泄漏。 (2)氣液分離罐液位高 設(shè)置目的：防止循環(huán)氣帶液損壞壓縮機葉輪，同時防止液體進入反應(yīng)器污染催化劑。 產(chǎn)生原因：吸收系統(tǒng)發(fā)泡，循環(huán)氣系統(tǒng)切換速度過快。 (3)干氣密封壓差低 設(shè)置目的：防止循環(huán)氣大量泄漏發(fā)生火災(zāi)和爆炸事故。 產(chǎn)生原因：MN總壓低，過濾器堵，減壓閥失靈等。 (4)壓縮機潤滑油壓力低 設(shè)置目的：防止機組各潤滑部位無潤滑油，主軸與軸承磨損、溫度升高而損壞設(shè)備。 產(chǎn)生原因：潤滑油泵停車，電源故障，調(diào)節(jié)閥失靈等。(5)壓縮機高轉(zhuǎn)速 設(shè)置目的：防止軸與止推軸承配合處的地方間隙變小，油膜變薄，潤滑油溫度上升、黏度下降。最終造成軸的干摩擦，對軸和軸承造成很大的損壞。 產(chǎn)生原因：防爆板破裂的同時，調(diào)速器失靈。 (6)壓縮機軸位移 設(shè)置目的：防止軸的干摩擦損壞設(shè)備造成設(shè)備重大事故。 產(chǎn)生原因：交流電源故障、設(shè)備自身原因. (7)乙烯流量低跟蹤、氧氣流量高跟蹤聯(lián)鎖值 設(shè)置目的：防止乙烯流量突然下降或氧氣流量突然上升時，產(chǎn)生局部濃氧區(qū)而發(fā)生危險。 產(chǎn)生原因：乙烯壓力突然下降，02壓力突然上升，提負(fù)荷過程中旁路按鈕未鎖上。 (8)反應(yīng)器人出口氧濃度聯(lián)鎖 設(shè)置目的：防止反應(yīng)器人出口氧濃度過高，到達爆炸極限。 產(chǎn)生原因：02流量上升，C2H4濃度、流量下降，CG壓力、流量低，HS壓力波動，反應(yīng)溫度波動，調(diào)節(jié)閥失靈，C02濃度高，催化劑中毒。 (9)氧氣壓力低聯(lián)鎖 設(shè)置目的：防止循環(huán)氣倒流至氧氣管線而發(fā)生危險。 產(chǎn)生原因：空分裝置氧壓機故障，氧氣過濾器堵，管線倒淋未關(guān)。 除上述聯(lián)鎖外，各裝置因工藝路線的差異還增設(shè)了不少聯(lián)鎖，以保證人員、生產(chǎn)、設(shè)備的安全。 (五)裝置發(fā)生的典型或重大事故 世界E0／EG生產(chǎn)裝置曾多次發(fā)生各類重大事故，而最普遍的事故是發(fā)生在反應(yīng)器、循環(huán)氣系統(tǒng)和精餾系統(tǒng)。 1．反應(yīng)器和循環(huán)氣系統(tǒng)的事故 (1)分解(催化劑飛溫) 這類事故即通常所說的催化劑飛溫，它可使反應(yīng)氣體溫度上升到直至乙烯分解，使反應(yīng)器進口生成碳黑并伴隨著壓力的激烈升高。這類事故輕則造成反應(yīng)器防爆膜破裂，反應(yīng)管中催化劑沖失，重則使催化劑燒結(jié)，直至反應(yīng)器出口系統(tǒng)、氣—氣換熱器和EO洗滌塔部件爆炸毀壞。 (2)后燃(反應(yīng)器尾燒) 后燃指反應(yīng)后氣體發(fā)生燃燒，消耗掉該氣體中所有的氧而導(dǎo)致的事故，通常稱為尾燒。這類事故將導(dǎo)致出口氣溫度很快上升到約600℃，造成進口氣體在氣一氣換熱器內(nèi)過熱，繼而也引發(fā)反應(yīng)器內(nèi)分解事故的發(fā)生。鑒此，可以認(rèn)為分解通常由不可控制的后燃造成，而后燃則由催化劑中熱點的產(chǎn)生和下移、反應(yīng)器底部摧毀粉塵積累所致，兩者有緊密聯(lián)系，而不是孤立的。 (3)氣—氣換熱器爆炸 這類事故主要是換熱器內(nèi)引成高氧團所致，通常由循環(huán)氣壓縮機故障造成。 (4)氧氣混合站著火 氧氣混合站著火事故列于表3—43。 (5)碳酸鹽污染催化劑 由于碳酸鹽溶液中雜質(zhì)積累和循環(huán)氣流量波動等原因，造成C02脫除系統(tǒng)發(fā)泡，將碳酸鹽帶入循環(huán)氣系統(tǒng)，污染催化劑。輕微污染結(jié)果使催化劑活性下降；重度污染導(dǎo)致催化劑報廢，反應(yīng)器出口后燃，直至反應(yīng)器內(nèi)嚴(yán)重分解。這類事故列于表3—44。 (6)循環(huán)氣壓縮機密封油污染催化劑 循環(huán)氣壓縮機密封油污染催化劑事故列于表3—45。 2．EO系統(tǒng)事故 (1)EO精制系統(tǒng)著火爆炸 EO精制系統(tǒng)是處理高濃度凹的危險區(qū)，常因E0蒸汽泄漏著火，繼而危及整個系統(tǒng)。其著火爆炸事故列于表3—46。 (2)凹運輸槽車爆炸 (3)其他事故 (六)裝置事故及處理 對緊急事故狀態(tài)的處理要求操作人員做到觀察敏捷、判斷準(zhǔn)確、操作果斷。通常將裝置緊急停車分為二級：一級為裝置全線停車；二級為切斷進料停車。除裝置聯(lián)鎖停車外，通常緊急停車的類型還包括：蒸汽故障、循環(huán)水泵故障、鍋爐給水故障、防爆膜爆破、儀表風(fēng)故障、氮氣故障、冷卻水故障、催化劑活性下降或中毒、電源故障等。由于各裝置工藝路線的差異，在事故處理上的操作步驟也有所不同，因此事故處理應(yīng)參照各自裝置的緊急停車操作法。 1．二級緊急停車操作 2，一級緊急停車操作 3．其他緊急停車操作 以上幾類緊急事故對裝置影響較大，處理時要求迅速果斷，要求裝置內(nèi)所有人員掌握處理原則，避免次生事故的發(fā)生。 第 7 頁 共 7 頁