環(huán)氧乙烷、乙二醇裝置危險因素分析及其防范措施

1、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(hù)， 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(dá)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

2、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（II IA）方法進(jìn)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：裝置內(nèi)計劃接人氮氣、蒸汽、水等公用工程，系統(tǒng)進(jìn)行充壓、 試漏、置換等準(zhǔn)備工作；反應(yīng)器用 HS加熱升溫；確認(rèn)聯(lián)鎖試驗結(jié) 束；壓縮機(jī)建立干氣密封；壓縮機(jī)啟動并逐漸升到規(guī)定轉(zhuǎn)速； 系統(tǒng)切大循環(huán)；氧氣混合站吹掃；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)

3、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(jìn)料后同樣要進(jìn) 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(jìn)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339 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)

4、 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(hù)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(hù)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

5、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E 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(dá)到某一數(shù)值時，裝置自保聯(lián)鎖系統(tǒng)動作，以保護(hù)裝置。因 EOZ 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(jìn)行； 避免主要機(jī)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

6、縮機(jī)進(jìn)入喘振區(qū)，造成機(jī)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(jī)葉輪，同時防止液體進(jìn)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(jī)潤滑油壓力低設(shè)置目的：防止機(jī)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(jī) 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

7、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(jī)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(dá)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

8、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(jī)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EO/ 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(jìn)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

9、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)、氣一氣換熱器和 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600C，造成進(jìn)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(tuán)所致，通常由循環(huán)氣壓縮機(jī)故障造成。(4) 氧氣混合站著火 氧氣混合站

10、著火事故列于表 3 43。C02(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 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 344。(6) 循環(huán)氣壓縮機(jī)密封油污染催化劑 循環(huán)氣壓縮機(jī)密封油污染催化劑事故列于表 345。2. E0系統(tǒng)事故(1) EO 精制系統(tǒng)著火爆炸E0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 346。(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(jìn)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、