- 相關(guān)推薦
丁二烯裝置安全影響因素及其防范措施探討
【論文關(guān)鍵詞】丁二烯 安全因素 防范措施 探討
【論文摘要】通過(guò)分析丁二烯理化性質(zhì)和生產(chǎn)特點(diǎn)，確定影響丁二烯裝置安全的因素，制訂具體防火、防爆措施，防止其危險因素的產(chǎn)生，確保裝置生產(chǎn)安全。
1.前言
丁二烯在常溫下為無(wú)色、有芳香味、有毒氣體，是一種極易液化的無(wú)色氣體，與空氣可形成爆炸性混合氣體。稍溶于水，易溶于丙酮、苯等有機溶劑，易聚合，有氧存在下更易聚合。鑒于其自身性質(zhì)活潑的特點(diǎn)，使得丁二烯裝置在生產(chǎn)過(guò)程中存在著(zhù)較多的不安全因素，如果在其生產(chǎn)過(guò)程中不能夠及時(shí)地排除這些不安全因素，將會(huì )導致非常嚴重的后果，甚至會(huì )導致整個(gè)裝置的毀滅。在國內外同類(lèi)裝置中，曾發(fā)生過(guò)許多惡性事故，如1969年，美國德克薩斯州的丁二烯裝置曾因乙烯基乙炔濃度過(guò)高引起分解爆炸、燃燒而毀滅；2001年中國錦州發(fā)生混合碳四球罐著(zhù)火爆炸事故。因此，只有對這些不安全因素進(jìn)行充分地分析研究，并采取確保安全的防范措施，才能保證丁二烯裝置穩定長(cháng)效生產(chǎn)。
2.丁二烯生產(chǎn)特點(diǎn)及危害性
2.1 易燃、易爆性。丁二烯與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇明火會(huì )引著(zhù)回燃。若遇高熱，可能發(fā)生聚合反應，出現大量放熱現象，引起容器破裂和爆炸事故。
2.2 易聚性。丁二烯極易發(fā)生自聚，其自聚物有丁二烯聚物、橡膠狀自聚物、丁二烯過(guò)氧化自聚物和端基聚合物四種形式。這些聚合物后體積膨脹，產(chǎn)生大量的熱，可導致設備管道堵塞或爆炸。
2.3 易自燃。在一定壓力下，液態(tài)丁二烯極易吸附在端基聚合物的小孔中，用氮氣無(wú)法將丁二烯置換出來(lái)。當設備內氧含量超標，自聚物受熱或被低壓蒸汽加熱時(shí)，蒸發(fā)出的丁二烯與設備內空氣中的氧氣結合生成過(guò)氧化物會(huì )分解自燃，并很快將自聚物引燃。自聚物易脹裂閥門(mén)和管道。丁二烯常因在閥門(mén)和管道內積存丁二烯大量外泄。同時(shí)，由于丁二烯的特性，泄漏后存在凍裂閥門(mén)和管道可能性。
3.影響丁二烯裝置安全的因素分析
通過(guò)分析丁二烯裝置生產(chǎn)特點(diǎn)及其危害性，我們不難看出，引起惡性事故、對裝置的安全構成嚴重威脅的不安全因素主要有以下幾個(gè)方面：
3.1 丁二烯裝置原料混合碳四中富含炔烴，如乙烯基乙炔、乙基乙炔、丙炔，這些炔烴均非常危險，超過(guò)一定濃度易發(fā)生分解爆炸。
3.2 丁二烯與氧接觸易形成過(guò)氧化物，丁二烯過(guò)氧化物極易自燃，錦州丁二烯裝置2001年發(fā)生的混合碳四球罐著(zhù)火爆炸事故即是由于丁二烯過(guò)氧化物自燃引起的。
3.3 丁二烯性質(zhì)非�；顫�，在管線(xiàn)及設備死角易形成端基聚合物，端基聚合物的過(guò)量生成將會(huì )導致管線(xiàn)脹破、設備損壞，管線(xiàn)、設備內的丁二烯會(huì )突然大量從脹破口沖出，造成火災爆炸事故。
3.4 在塔盤(pán)發(fā)生聚合堵塞時(shí)，塔內的聚合物在較高溫度下可能發(fā)生燃燒，對設備構成威脅，如某順丁裝置在丁二烯回收塔處理過(guò)程中，經(jīng)蒸汽蒸煮后塔溫度尚未降至常溫時(shí)通入空氣，引起了聚合物的燃燒，幾乎將該塔燒斷。
4.主要防火、防爆措施
4.1 對炔烴類(lèi)物質(zhì)危險性預防
4.1.1 碳四炔烴危險性的預防
碳四炔烴包括乙烯基乙炔和乙基乙烯，尤其以乙烯基乙炔最危險，具研究表明：當乙烯基乙炔濃度達到80%時(shí)，放熱反應在140℃開(kāi)始，溫度在165℃時(shí)就會(huì )爆炸，因此，在生產(chǎn)中應嚴格控制乙烯基乙炔的濃度。丁二烯裝置碳四炔烴濃度最高的地方是洗炔塔塔頂，碳四炔烴由此排至火炬系統，必須嚴格控制好此處的碳四炔烴尤其是乙烯基乙炔的濃度，保證裝置安全。在生產(chǎn)中主要采取了以下措施控制碳四炔烴濃度在安全范圍內：
4.1.1.1 保持脫氣塔側線(xiàn)采出溫度穩定在125至130℃，以保證洗炔塔采出組成的相對穩定。
4.1.1.2 保證炔烴在線(xiàn)分析的準確性。在線(xiàn)分析可以及時(shí)準確地反映出采出物流中碳四炔烴的濃度，因此在線(xiàn)分析的準確性非常重要，一方面可以保證炔烴的安全，另一方面還可以減少排放損失，可根據炔烴濃度調整排放量。
4.1.1.3 調整好抽余液稀釋物流的量。由脫氣塔側線(xiàn)采出的物流中大部分是水，當經(jīng)洗炔塔頂冷凝器冷卻后，水冷凝成液體，這時(shí)，碳四炔烴濃度會(huì )急劇升高，炔烴物流在進(jìn)入冷凝器前先用抽余液進(jìn)行稀釋?zhuān)@樣可以保證經(jīng)冷卻器后的炔烴物流炔烴不超標，因此必須保證抽余液稀釋物流的流量，當原料中炔烴濃度升高時(shí)，應適當提高稀釋抽余液量。
4.1.2 丙炔的危險性的預防
丙炔也是一種高度危險的炔烴，丙炔濃度越高，越容易爆炸，當丙炔濃度為40%時(shí)，在100℃會(huì )發(fā)生爆炸，當丙炔濃度達到80%時(shí)，僅在25℃時(shí)就會(huì )發(fā)生爆炸，因此，在生產(chǎn)中應嚴格控制系統中丙炔的濃度，建議采取了以下預防措施：
4.1.2.1 控制好丙炔塔的操作穩定，防止操作波動(dòng)。
4.1.2.2 控制好丙炔塔頂溫度。根據設計數據，當丙炔塔頂溫度低于42℃時(shí)丙炔濃度達到50%，因此，控制好丙炔塔頂溫度是關(guān)鍵，必須將丙炔塔頂溫度控制在42℃以上。
4.1.2.3 保證在線(xiàn)分析的準確性，定期以化驗室分析標定在線(xiàn)分析的準確性，以防丙炔濃度超過(guò)50%。
4.1.2.4 丙炔線(xiàn)易發(fā)生堵塞，為防止丙炔線(xiàn)堵塞，影響丙炔排放，定期增大丙炔物流的排放，沖洗可能的堵塞物并試通管線(xiàn)，防止丙炔線(xiàn)堵塞。
4.1.3 碳四炔烴及丙炔濃度超標后的處理
4.1.3.1 碳四炔烴排放濃度超標后的處理。碳四炔烴分析接近或超過(guò)50%時(shí)，應增大碳四炔烴排放量，通過(guò)降低塔釜再沸器蒸汽量稍降低脫氣塔側線(xiàn)采出點(diǎn)溫度，同時(shí)增大抽余液稀釋物流。
4.1.3.2 丙炔濃度超標后的處理。當丙炔塔頂溫度接近42℃或濃度達到50%時(shí)，增大丙炔排放量，同時(shí)增大塔釜再沸器凝液量以增大塔上升蒸汽量，稀釋丙炔。
4.1.4 進(jìn)一步減少炔烴危害的方法
引進(jìn)選擇性加氫技術(shù)，將混合碳四中炔烴進(jìn)行加氫使其轉變?yōu)?a target="_blank" title="烯">烯烴，這樣，丁二烯裝置安全性將會(huì )提高，同時(shí)產(chǎn)品收率會(huì )增大，加工損失率降低。
4.2 抑制丁二烯過(guò)氧化物的生成
丁二烯必須在較高氧含量的前提下才會(huì )生成，因此必須控制好丁二烯裝置系統氧含量，尤其在丁二烯濃度高的場(chǎng)所更要監控好氧含量，建議采取以下方法：
4.2.1裝置區丁二烯純度較高的場(chǎng)所第二萃取精餾塔頂、丙炔塔頂、丁二烯精餾塔頂定期通過(guò)排火炬線(xiàn)排放降低塔頂氧含量。
4.2.2定期對丁二烯裝置第二萃取精餾塔頂、丙炔塔頂、丁二烯精餾塔頂做氧含量分析，控制系統氧含量低于10ppm。
4.2.3 定期對罐區丁二烯儲罐、混合碳四罐做氧含量分析，用高純度氮氣進(jìn)行置換氧降低氧含量。
4.2.4 定期對易漏氧的真空系統進(jìn)行氣密，防止真空系統泄漏，氧通過(guò)真空系統進(jìn)入。
4.3 防止管線(xiàn)、設備死角產(chǎn)生端聚物
若要防止管線(xiàn)、設備死角產(chǎn)生端聚物，應設法減少死角或強制死角部位流動(dòng)，防止端聚物積累，防范措施如下：
4.3.1 將丙炔塔、丁二烯精餾塔再沸器全部投用，不留備用，以防備用再沸器成為死角。當再沸器有堵塞現象時(shí)，通過(guò)實(shí)驗將堵塞較嚴重的再沸器切出清理后重新投用。
4.3.2 在安全閥引線(xiàn)較長(cháng)的引入線(xiàn)根部增加爆破膜，以減少死角。
4.3.3 在丁二烯純度高的丙炔塔頂、第二萃取精餾塔頂、丁二烯精餾塔頂冷凝器折流板上部增加液體噴射線(xiàn)，這個(gè)噴射線(xiàn)由回流線(xiàn)上引出，一方面增加流動(dòng)性，另一方面增加阻聚劑的含量，以此防止端聚物的生成并積累。
4.3.4 在死角如切換閥處增加噴射線(xiàn)，以使這一段死角通過(guò)液體流動(dòng)來(lái)防止死角的形成，防止端聚物在此生成并生長(cháng)。
4.4 防止聚合物的燃燒
為防止發(fā)生聚合物的燃燒，在停工處理過(guò)程中可采取以下措施：
4.4.1 在塔倒空后，當可燃氣測爆合格后方進(jìn)行蒸汽蒸煮，防止聚合物吸咐過(guò)多的丁二烯。
4.4.2 蒸汽蒸煮后先用氮氣將塔內溫度降至40℃后才開(kāi)始拆卸塔人孔。
4.4.3 拆卸塔人孔后采取自然通風(fēng)，并加強塔壁溫度情況，以防聚合物發(fā)生燃燒。
5.總結語(yǔ)
通過(guò)對丁二烯自身理化性質(zhì)與其危害性的分析研究，我們可以發(fā)現其裝置生產(chǎn)過(guò)程中存在許多的不安全因素，只有利用正確的科學(xué)理論和技術(shù)措施，結合以往丁二烯裝置生產(chǎn)運行的經(jīng)驗教訓，才能制定出有效的火災爆炸防范措施，排除這些危險因素，保證丁二烯裝置的安全生產(chǎn)。
作者簡(jiǎn)介：
劉軍，武警克拉瑪依市消防支隊防火處助理工程師；
儲立，武警克拉瑪依市消防支隊防火處助理工程師。
【丁二烯裝置安全影響因素及其防范措施探討】相關(guān)文章：
業(yè)務(wù)外包及其影響因素分析03-22
審計判斷績(jì)效及其影響因素03-18
審計判定績(jì)效及其影響因素03-22
探討影響中藥毒副作用的因素05-24
審計判斷績(jì)效及其影響因素 203-18
淺析審計專(zhuān)業(yè)判定及其影響因素12-08
ＣＰＡ審計成本及其影響因素分析03-24