1、丙烯腈生產(chǎn)過(guò)程中的主要危險(xiǎn)及有害因素分析 【摘要】丙烯腈的生產(chǎn)過(guò)程中具有較大的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性，并且毒物危害嚴(yán)重，因而，采取有效的安全措施是正常生產(chǎn)的保障?！娟P(guān)鍵詞】丙烯腈；氫氰酸；火災(zāi)爆炸；中毒1 前言丙烯腈是生產(chǎn)腈綸的原料，近幾年來(lái)銷(xiāo)售形勢(shì)良好。丙烯腈的生產(chǎn)采用丙烯、氨、空氣(氧)化法，生產(chǎn)工序主要由氧化、回收和精制組成。生產(chǎn)過(guò)程中存在火災(zāi)爆炸、電氣危害、毒物危害、噪聲危害等危險(xiǎn)和有害因素，其中，以主反應(yīng)器的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性和氫氰酸的毒物危害性尤為嚴(yán)重。因此，采取有效的安全技術(shù)措施和個(gè)體防護(hù)措施，使危險(xiǎn)源和危害源得到較好的控制，降低火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性和毒物危害性，使反應(yīng)器的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性和氫氰酸的

2、毒物危害性達(dá)到“允許的限度”。是實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，預(yù)防事故，保障勞動(dòng)者安全與健康的保證。2 工藝流程(1)反應(yīng)丙烯與氨按一定比例混合送入氧化反應(yīng)器，由分布器均勻分散到催化劑床層中。空氣按一定比例從反應(yīng)器底部進(jìn)入，經(jīng)分布板向上流動(dòng)，與丙烯、氨混合并使催化劑床層流化。丙烯、氨，空氣在440450和催化劑作用下生成丙烯腈。同時(shí)生成氰化氫、乙腈、一氧化碳、二氧化碳、丙烯醛、丙烯酸及水等。主反應(yīng)方程式為：C3H6+NH3+3202-C3H3N +3H20 +Heat反應(yīng)生成熱由高壓冷卻水管產(chǎn)生高壓蒸汽移出。反應(yīng)生成氣體進(jìn)入急冷塔。(2)急冷急冷塔分兩段，反應(yīng)氣體進(jìn)入急冷塔下段，在下段循環(huán)廢水經(jīng)一層

3、噴咀噴淋將反應(yīng)氣體驟冷。驟冷后通過(guò)升氣管上升至急冷塔上段，反應(yīng)氣體中未反應(yīng)的氨與加到急冷塔上段的硫酸中和生成硫銨，硫銨溶液經(jīng)汽提脫除有機(jī)物后送至硫銨回收裝置。(3)吸收急冷塔塔頂出來(lái)的除氨后的反應(yīng)氣體進(jìn)入吸收塔底部，在塔中用水逆流洗滌，塔底得到含丙烯腈、乙腈、氫氰酸和其它有機(jī)物的水溶液(富水)，富水經(jīng)換熱后送至回收塔。在吸收塔中，一氧化碳、二氧化碳、氮?dú)饧拔捶磻?yīng)的氧和烴類(lèi)通過(guò)塔頂排氣筒排人大氣。(4)回收在回收塔中，用水作為溶劑，采用萃取精餾的方法將丙烯腈、氫氰酸與乙腈分離?；厥账敳筐s出物含有丙烯腈、氫氰酸及少量的水，經(jīng)冷凝分層后有機(jī)相(粗丙烯腈)送至脫氫氰酸塔，水相返回塔內(nèi)。含有乙腈、水及

4、少量氫氰酸的餾分從回收塔側(cè)線(xiàn)氣相抽出，進(jìn)入乙腈塔制得粗乙腈，送至乙腈回收裝置，乙腈塔塔底液送回回收塔?；厥账核退男д舭l(fā)系統(tǒng)處理，經(jīng)處理后的水返回急冷塔重新利用，含有機(jī)物的廢水送總廠(chǎng)污水處理場(chǎng)進(jìn)行生化處理廢水。(5)精制粗丙烯腈送入脫氫氰酸塔，塔頂餾出物為氫氰酸，送至丙酮氰醇裝置。塔釜液是含少量水及氰化物的粗丙烯腈再送至成品塔進(jìn)行精制，由成品塔側(cè)線(xiàn)采出成品丙烯腈，經(jīng)冷卻后送至成品中間槽，經(jīng)分析合格后送入丙烯腈成品罐，不合格產(chǎn)品送回回收塔進(jìn)行再精制。成品塔塔釜液返回回收塔，成品塔的塔頂氣經(jīng)冷凝后，凝液送至成品塔回流罐。脫氫氰酸塔和成品塔的未冷凝的氣體經(jīng)真空泵排至火炬系統(tǒng)。3 主要危險(xiǎn)因素與有害

5、因素分析31 火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性分析丙烯腈裝置在生產(chǎn)過(guò)程中所使用的原材料、中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品絕大多數(shù)屬于可燃?xì)怏w或低沸點(diǎn)可燃液體，易燃易爆物料品種多，數(shù)量大，火災(zāi)危險(xiǎn)性高(丙烯、氨、丙烯腈、乙腈、氫氰酸等物料危險(xiǎn)特性見(jiàn)表1)，在操作過(guò)程中，各種工藝設(shè)備、管線(xiàn)中可燃?xì)怏w若泄漏到空氣中或空氣漏入含有可燃?xì)怏w的設(shè)備、管道內(nèi)，都可以形成爆炸性混合物，遇明火則極易導(dǎo)致燃燒和爆炸事故。其中，反應(yīng)器是整個(gè)裝置的主要生產(chǎn)設(shè)備，且反應(yīng)的原料丙烯、氨、空氣具有形成爆炸性混合物的基礎(chǔ)條件，且反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，因此，反應(yīng)器必要的安全保障設(shè)施的完善對(duì)于安全生產(chǎn)尤為重要。表1 物料危險(xiǎn)特性表物質(zhì)名稱(chēng) 閃點(diǎn)， 引燃溫度爆炸極限

6、(體)火災(zāi)危險(xiǎn)性分類(lèi)丙烯一108460 20117 甲丙烯腈 一5 480 30170 甲乙腈 2 52444160 甲氨 651160250 乙氫氰酸 178 538 56400 甲丙烯醛 一26220 28310 甲反應(yīng)器反應(yīng)的原料丙烯、氨、空氣具有形成爆炸性混合物的基礎(chǔ)條件，反應(yīng)放熱提供熱能源，具備燃燒、爆炸三要素。當(dāng)工藝控制失調(diào)，參加反應(yīng)氣體比例達(dá)到爆炸范圍，由床溫即可引爆或引燃。此類(lèi)事故在開(kāi)、停工過(guò)程中更易發(fā)生。例如，某丙烯腈裝置在開(kāi)工預(yù)熱時(shí)，因系統(tǒng)的氮?dú)庵脫Q不徹底，加熱爐點(diǎn)火造成反應(yīng)器內(nèi)的可燃?xì)怏w爆鳴。丙烯氨氧化為強(qiáng)放熱反應(yīng)，保持器內(nèi)正常熱量平衡是安全穩(wěn)定操作的關(guān)鍵。當(dāng)遇到自動(dòng)控制

7、系統(tǒng)故障，如：突然停電、停水、停氣(儀表空氣)或儀表局部失靈等，有發(fā)生高溫?zé)龎拇呋瘎┖驮O(shè)備的危險(xiǎn)。在自動(dòng)化程度不高和安全保護(hù)措施不夠完善的固定床反應(yīng)器的操作中，、發(fā)生事故的可能性更大。例如，某廠(chǎng)固定床反應(yīng)器，兩次發(fā)生反應(yīng)器列管腐蝕泄漏，造成丙烯、氨，空氣進(jìn)入熱載體一熔鹽(硝酸鉀、亞硝酸鈉的混合物)中著火，引起熔鹽分解爆炸事故。32 毒物危害性分析 本裝置生產(chǎn)過(guò)程中可能接觸到的毒物主要有：氫氰酸、丙烯腈、氨、乙腈、丙烯醛等。其中，氫氰酸因沸點(diǎn)低(26)，毒性大，是毒物危害中最為嚴(yán)重的一種物質(zhì)。氫氰酸是生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)品，在反應(yīng)器區(qū)、急冷塔區(qū)、吸收塔區(qū)、回收塔區(qū)、脫氫氰酸塔區(qū)、丙烯腈反應(yīng)泵房、回收

8、精制泵房、丙烯腈污水泵房、廢水、廢液槽、污水收集槽問(wèn)、焚燒爐氫氰酸噴嘴、火炬周?chē)忍幰约氨╇婢乒ざ魏蜌淝杷彷斔凸芫€(xiàn)附近容易發(fā)生氫氰酸中毒。在生產(chǎn)、輸送、貯存等過(guò)程中若發(fā)生泄漏或噴濺，就會(huì)引發(fā)事故，應(yīng)特別加以重視。吸入高濃度氫氰酸可引起驟死。非驟死者臨床表現(xiàn)為粘膜刺激、呼吸加快加深、乏力、頭痛，口服者有舌尖、口腔麻木；呼吸困難期有呼吸困難、血壓升高、皮膚粘膜出現(xiàn)鮮紅色；驚厥期出現(xiàn)抽搐、昏迷、呼吸衰竭。麻痹期全身肌肉松弛，呼吸心跳停止而死亡?？芍卵邸⑵つw灼傷，吸收引起中毒。氫氰酸屬I(mǎi)級(jí)極度危害毒物，按工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值(GBZ22002)中規(guī)定，最高容許濃度為lmgm3。 4 主要危

9、險(xiǎn)與有害因素預(yù)防措施41 反應(yīng)器火災(zāi)爆炸預(yù)防措施為防止反應(yīng)器火災(zāi)爆炸事故，應(yīng)具備以下安全保障措施：(1)在丙烯腈氧化反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)有報(bào)警、自動(dòng)停車(chē)和緊急停車(chē)設(shè)施，防止由于突然停電、停水、停儀表空氣而發(fā)生高溫?zé)龎拇呋瘎┗蛟O(shè)備的危險(xiǎn)；(2)裝置的開(kāi)車(chē)、停車(chē)、檢修及事故狀態(tài)下的排放氣均集中到火炬氣總管中，引至高架火炬焚燒，火炬設(shè)長(zhǎng)明燈；(3)反應(yīng)器的冷卻水泵輸送的脫鹽水可以撤出反應(yīng)熱，若遇斷電停泵，會(huì)使反應(yīng)器爆炸，反應(yīng)器撤熱用泵2用1備，供電電源設(shè)雙回路，并有可靠的備用電源；(4)反應(yīng)器設(shè)氮?dú)獯祾吖艿?，其集氣室和出料管道設(shè)蒸汽接管，當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)爆炸性混合物時(shí)注入蒸汽，也是停車(chē)后保證系統(tǒng)安全的措施。(5)

10、針對(duì)裝置生產(chǎn)過(guò)程中甲類(lèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性物質(zhì)大量存在，具備燃燒、爆炸三要素，火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性較大的特點(diǎn)，應(yīng)編制火災(zāi)爆炸事故應(yīng)急救援預(yù)案。42 防止氫氰酸毒物傷害防范措施為防止氫氰酸中毒事故，應(yīng)采取以下防毒措施：(1)氫氰酸是劇毒物質(zhì)，屬于極度危害的I級(jí)職業(yè)性接觸毒物。很低濃度的吸入即可引起全身各種中毒反應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)吸入高濃度的氰化氫氣體或高濃度氫氰酸液體經(jīng)皮膚迅速吸收入體，即出現(xiàn)明顯的中毒癥狀。嚴(yán)重的中毒可在數(shù)分鐘內(nèi)使呼吸、心跳停止。氫氰酸又是不穩(wěn)定物質(zhì)，當(dāng)混入水、堿及鐵屑等雜質(zhì)時(shí)易分解、聚合，此過(guò)程是放熱反應(yīng)，會(huì)引起爆炸。所以，在裝置內(nèi)不應(yīng)設(shè)氫氰酸的儲(chǔ)存容器，以免發(fā)生泄漏導(dǎo)致嚴(yán)重的傷亡事故。(2)氫氰

11、酸設(shè)有多條出路，正常狀況下送丙酮氰醇裝置和氰化鈉裝置進(jìn)行加工處理，發(fā)生故障時(shí)，送焚燒爐或火炬燒掉，盡量避免危險(xiǎn)?；鹁鎽?yīng)設(shè)常明燈，焚燒爐應(yīng)采用常燃燒嘴燃燒氫氰酸，并設(shè)工業(yè)電視監(jiān)視。(3)在可能有氫氰酸泄漏的地方設(shè)有固定式氫氰酸氣體檢測(cè)儀，如在回收、精制、火炬、焚燒爐等設(shè)備區(qū)處；巡回檢查工人應(yīng)配備便攜式氫氰酸檢測(cè)報(bào)警儀。(4)氫氰酸取樣點(diǎn)應(yīng)設(shè)在易于取樣和能迅速撤離的場(chǎng)所。取樣閥采用鐵箱加鎖保護(hù)。(5)氫氰酸管道應(yīng)有坡度，不得出現(xiàn)袋狀，應(yīng)少用閥門(mén)，避免死角。輸出裝置的液態(tài)氫氰酸管道應(yīng)有冷凍鹽水伴管。(6)含有氫氰酸物料的設(shè)備和管道不得使用聚四氟乙烯墊片。(7)脫氫氰酸塔系統(tǒng)宜采用屏蔽泵或磁力泵，防止

12、氫氰酸從泵的動(dòng)密封處泄漏。(8)因氫氰酸的化學(xué)性質(zhì)很活潑，非常容易聚合，為防止聚合，脫氫氰酸塔和丙烯腈精餾塔應(yīng)有加入阻聚劑的設(shè)施。(9)阻聚劑泵應(yīng)有可靠的備用電源，防止斷電停泵，醋酸供應(yīng)中斷，氫氰酸可能發(fā)生聚合放熱，造成嚴(yán)重的事故。(10)氫氰酸的閃點(diǎn)為一18 ，屬易燃物料，所以?xún)?chǔ)存物料的容器應(yīng)采取氮封。(11)脫氫氰酸塔、成品塔的安全閥人口設(shè)連續(xù)吹氮設(shè)施，防止丙烯腈、氫氰酸等聚合物粘堵管道、閥座。(12)氫氰酸以及丙烯腈的輸送管道上不得使用玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)和玻璃視鏡。(13)應(yīng)在裝置內(nèi)設(shè)置明顯、易于發(fā)現(xiàn)的風(fēng)向標(biāo)。(14)丙烯腈、氫氰酸、乙腈、丙烯、氨等的采樣宜采用循環(huán)密閉系統(tǒng)。(15)精制泵房

13、、合成泵房、成品泵房應(yīng)設(shè)有機(jī)械排風(fēng)和事故排風(fēng)措施，改善作業(yè)環(huán)境條件。(16)宜在取樣點(diǎn)附近設(shè)置防中毒、防泄漏警示標(biāo)志牌。(17)為特定崗位配備防毒面具，送風(fēng)呼吸器；裝置內(nèi)如發(fā)生人身中毒或傷害事故，立即脫離現(xiàn)場(chǎng)送往單元急救室。(18)裝置應(yīng)針對(duì)可能發(fā)生的急性中毒事故編制急性職業(yè)中毒預(yù)防和救援預(yù)案，預(yù)案的編寫(xiě)滿(mǎn)足原中華人民共和國(guó)化學(xué)工業(yè)部關(guān)于實(shí)施化學(xué)事故應(yīng)急救援預(yù)案，加強(qiáng)重大化學(xué)危險(xiǎn)源管理的通知化督發(fā)(1997)459號(hào)中“化學(xué)事故應(yīng)急救援預(yù)案編寫(xiě)提綱”的11項(xiàng)內(nèi)容的要求。5 結(jié)束語(yǔ)雖然，反應(yīng)器的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性和氫氰酸的毒物危害性較大，通過(guò)采取上述勞動(dòng)安全衛(wèi)生技術(shù)措施和個(gè)體防護(hù)設(shè)施，使火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性和毒物危害性大為降低，達(dá)到“允許的限度”，就能夠有效地控制生產(chǎn)過(guò)程中的危險(xiǎn)因素和危害因素，使危險(xiǎn)源和危害源得到較好的控制。此