氧化反應在化工操作中十分常見。有的化工過程利用氧化反應制取化工產品,有的化工過程也因為不良氧化反應而產生人們所不希望的副產物,甚至會產生影響安全生產的過氧化物。無論是何種氧化反應,都有獨特的安全要求。

(一)異丙苯氧化生產過氧化氫異丙苯

過氧化氫異丙苯工業上主要用作高分子聚合反應的激發劑。過氧化氫異丙苯的工業生產采用空氣氧化生產。由于過氧化氫異丙苯性質活潑,在80℃以上開始分解,在135℃以上會劇烈分解爆炸。遇酸、堿也可分解,劇烈振動會引起爆炸。因此操作中應特別注意。

(1)嚴格控制氧化塔及系統的操作溫度。氧化塔的反應溫度不僅影響反應速度和收率,也直接影響裝置的安全生產。氧化反應在80℃以上進行,一般控制在110~120℃。如果反應溫度降低,氧化反應速度變慢,反應溫度過高,則氧化速度加快,但過氧化氫異丙苯的分解過程也相應加快。特別在系統中過氧化物濃度較高時,超溫引起過氧化物劇烈分解會爆炸著火。

(2)精心控制氧化塔操作壓力,防止超壓引起防爆板破裂。氧化塔反應溫度超過145℃,就會因過氧化氫異丙苯分解反應放出的熱量使塔內物料溫度急劇上升,產生高壓造成防爆板爆破以至爆炸。另外,防爆板腐蝕或儀表控制失靈使塔頂壓力控制過高,會造成氧化塔頂超壓防爆板爆破。處理時一是要停止通空氣,停止加異丙苯,降溫,更換防爆板。二是要在停車更換防爆板后檢查檢修儀表。

(3)要注意氧化和提濃系統的聯鎖、報警裝置,定期校驗,確保正常投用。

(4)防止過氧化氫異苯在管道內分解。管道內分解會引起整個系統的劇烈振動,甚至發生爆炸。其原因一是循環分解液中酸濃度太高,二是過氧化氫異丙苯在分解器上的加料管線止逆閥失效。處理時要降低分解反應溫度和分解器加料量,逐步降低系統中酸含量,更換止回閥。

(二)丙烯氨氧化生產丙烯腈的安全操作

丙烯氨氧化法是最常見的丙烯腈生產方法。是以丙烯、氨、空氣按一定比例進入沸騰床或固定床反應器,在以硅膠作截體的磷鉬系或銻鐵系催化劑作用下,在400~500℃溫度和常壓下進行丙烯的氨氧化反應,生成丙烯腈。然后經中和塔用稀硫酸中和,除去未反應的氨,用水吸收丙烯腈氣體,再經萃取分離、脫水精餾等工序得到丙烯腈產品。反應式為:

在丙烯氨氧化工藝過程中應注意如下問題:

1.防止在氧化反應器內形成爆炸混合物

在合成反應器里,空氣、氨和丙烯按一定比例混合,經催化劑床層流化接觸,在400~500℃溫度下反應生成丙烯腈。如果出現加料順序錯誤或加料比例失控,可能會在合成反應器內形成爆炸性混合氣體,發生火災爆炸事故。為防止爆炸性混合氣體的形成、應特別注意:

(1)反應器升溫投料前認真檢查核準投料程序,嚴格控制投料比。要先投空氣,再投氨,待反應器內氧含量降到7%以下后再逐漸投入丙烯。

(2)在緊急情況(如突然停電、停脫鹽水等)下停車,要按先切斷丙烯,再切斷氨,最后?？諝獾耐＼図樞蜻M行緊急停車處理,打開吹掃氮氣,吹掃原料分布器。然后再按正常停車處理。

2.防止物料泄漏

氧化反應器(包括塔系統)高溫物料泄漏,很容易引起著火爆炸。另外回收精制過程中發生泄漏,丙烯腈及副產物氫氰酸等泄漏,易造成人員中毒事故。操作中要認真巡回檢查,及時消除設備的泄漏;精心調節、穩定操作,防止反應系統超溫超壓。

丙烯氨氧化工藝過程的危險性主要來自于高溫有毒物料泄漏引起的火災爆炸和人員中毒、溫度的失控造成的系統超壓、設備燒毀和物料的爆聚等危害。

篇2:氧化反應器防火防爆技術措施

1防止反應物料泄漏

一般工藝危險中的“排放和泄漏控制”項,特殊工藝危險中的“毒性物質”、“易燃及不穩定物質的數量”、“腐蝕”、“泄漏-連接頭和填料處”等項都是與泄漏有關。必須采取措施降低泄漏率,從而降低火災和中毒危險。設備要選材合理,減少腐蝕,精心維護,保護良好運轉狀態。

2控制反應溫度

反應溫度是氧化反應器工藝控制的主要參數。列管式固定床反應器防止反應失控而產生飛溫的措施有:在原料氣中加入微量抵制劑,使催化劑部分毒化;在原料氣入口處附近的反應管上層,放置些被惰性載體稀釋的催化劑或已被部分老化的催化劑;采用分段冷卻法,提高換熱速率。流化床反應器內設置的U形冷卻管要有足夠的冷卻面積,要確保連續供給冷卻劑,同時可通過原料氣的預熱溫度來調節反應溫度。當液相氧化反應器的單位體積所需傳熱面很大時,不宜將傳熱裝置設置在反應器內,應采用外循環冷卻器,尤其在大規模生產中應采用。

3抵制反應物料的爆炸危險性

當儀表或裝置失靈,氧化反應器內物料濃度處于燃燒范圍內或附近,特殊工藝危險中“易燃范圍內及接近易燃范圍的操作”的危險系數將增加。應當采取措施,抵制反應物料的爆炸危險性。原料混合器放置在反應器進口附近,確保原料在混合器中混合后立即進入反應器,減小可能發生爆炸的空間。在接近爆炸極限條件下進行的氧化反應,應嚴格控制原料氣與空氣或氧氣的混合比例。生產裝置要有自動化控制儀表,組分分析的安全聯鎖警報裝置。此外,還可采取原料氣和氧氣或空氣分別進料方式,以避免爆炸性混合物的形成。

4配置安全保護和防火設施

氧化反應器的火災、爆炸危險性非常高,設計中采用了較多的安全裝置和防火設施進行補償,使實際危險性等級下降了幾個等級。因此,在生產實踐中必須十分重視安全裝置的完好率和投用率。否則裝置的危險等級會回升。

氧化反應器中設置的氮氣、水蒸氣管線,一是用于保護,二是用于滅火。當反應器的稀相段溫度升高時,應及時通入氮氣或水蒸氣。因水蒸氣有較大熱容,可能將大量反應熱量帶走,避免過熱現象發生,有利于反應溫度控制,同時水蒸氣或氮氣時還能稀釋物料,防止進入爆炸極限而發生爆炸。在原料混合器、氧化反應器等易形成爆炸性混合物設備上安裝防爆片等抑爆裝置,以減小爆炸的破壞作用。為了防止可燃原料氣爆炸或燃燒危及人身和設備系統安全,在反應器前的氣態投料管道上以及放空管上安裝阻火器,防止回火的整個系統蔓延。

5加強安全管理和教育

工藝控制安全措施補償中“操作規程/程序”、“化學活潑性物質檢查”等項都與企業的管理水平、職工的個人安全行為有關,管理水平好,職工素質高,則系數降低;否則,系數升高,危險性增大。因此,應強化安全管理和教育,加大安全培訓和考核的力度,全面提高干部職工的技術素質及操作水平。