環(huán)氧乙烷安全生產(chǎn)技術(shù)要點

1、環(huán)氧乙烷安全生產(chǎn)技術(shù)要點   氧氣氧化法制環(huán)氧乙烷工藝中,乙烯氧化反應單元氧化反應器易發(fā)生“飛溫”,而導致火災爆炸等重大事故的原因:主副反應均為放熱反應;副反應為完全氧化反應,反應熱為主反應的十幾倍;溫度升高將導致反應選擇性下降,速率加快,系統(tǒng)進入“自熱”狀況,進而導致熱失控,甚至引發(fā)火災爆炸事故。 溫度控制是保證氧氣氧化法制環(huán)氧乙烷生產(chǎn)安全的關(guān)鍵, 建議工業(yè)生產(chǎn)中采用改善反應器結(jié)構(gòu)、改良催化劑、改進換熱方式、加入抑制劑以及采用比熱容更大的甲烷氣致穩(wěn)、用沸水汽化代替徹熱、采用小管徑、分段冷卻法等控溫措施。     1反應器結(jié)構(gòu)的改進 

2、   可通過擴大反應管的直徑、減少反應管根數(shù)或串聯(lián)多個反應器的方法減弱反應狀態(tài)的差異,降低局部飛溫發(fā)生的可能性。    2催化劑的改進    可通過在原料氣中帶入微量抑制劑,使催化劑部分毒化,降低催化性能;在原料氣入口附近反應管上層放一定高度的惰性載體稀催化劑,或放一定高度已部分老化催化劑,降低入口附近反應速率以降低放熱速率;選用傳熱性能好的環(huán)形載體催化劑,環(huán)形可克服球形載體催化劑氣體走短路的缺點,氣體攪動激烈,傳質(zhì)傳熱速率快,有利于熱量的移出。    3換熱方式的改善 &#

3、160;  增大換熱面積及合理選擇載熱體以增大換熱系數(shù)。一般反應溫度在240以下宜采用加壓熱水作載熱體。反應溫度在250300可采用揮發(fā)性低的礦物油或聯(lián)苯醚混合物等有機載熱體。反應溫度在300以上則需用熔鹽作載熱體。    4抑制劑的加入    在原料乙烯氣體混合物中加入微量二氯乙烷抑制劑,可提高催化劑的選擇性,減少反應放熱量,降低熱點溫度。    5采用甲烷代替n2 致穩(wěn)    甲烷比熱容是氮氣比熱容的1. 35倍,因而有利于反應熱被循環(huán)氣帶出。在相同負荷下,甲烷

4、致穩(wěn)與氮氣致穩(wěn)相比, eo的反應溫度可降低23,選擇性提高1% ,因而反應熱效應減少。甲烷致穩(wěn)時：乙烯控制在25%，氧小于8%（摩爾分數(shù)）。    6.用沸水汽化代替徹熱    沸水汽化徹熱的特點是反應熱易帶走，基本上能維持殼層恒溫，反應器列管具有均勻的溫度分布。    7.采用小管徑      熱油徹熱管徑越細，徑向溫差越?。环粗軓皆酱?，徑向溫差越大。    8、采用分段冷卻法    改變除熱速率，使與

5、放熱速率盡可能平衡。    1、氧化反應器    乙烯與純氧的氧化反應在氧化反應器中進行，反應產(chǎn)物是環(huán)氧乙烷。由于乙烯、環(huán)氧乙烷都是易燃易爆物質(zhì)，且又有氧存在，因此如果控制不好，就可能發(fā)生爆炸事故。    a.嚴格控制好乙烯、純氧、致穩(wěn)甲烷的混合比例。    b.嚴格控制反應溫度不超過290，反應壓力不超過2.0mpa。    c.聯(lián)鎖控制系統(tǒng)要處于完好狀態(tài)。    d.定期用高溫測厚儀對反應器壁厚及其管道進行檢測，

6、并做好記錄。    e.裝銀催化劑時，必須保護好，銀脫落催化劑球會萎縮。生產(chǎn)進水會使銀催化劑中毒。    2、環(huán)氧乙烷泵     環(huán)氧乙烷的分解爆炸溫度571，如果達到此溫度無需進空氣就會發(fā)生爆炸。由于環(huán)氧乙烷易氣化，如對環(huán)氧乙烷泵操作不當，會產(chǎn)生氣蝕造成空轉(zhuǎn)，使泵內(nèi)溫度升高，容易達到環(huán)氧乙烷的分解爆炸溫度；如環(huán)氧乙烷泵的葉輪安裝不正，會發(fā)生擦壁，也能使溫度升高達到分解爆炸溫度。為防止環(huán)氧乙烷泵的溫度升高，設有防止泵憋壓的聯(lián)鎖控制和軸承溫升聯(lián)鎖控制。該泵設有水噴淋保護。  &

7、#160; a.該泵不能有泄漏，如有泄漏要立即檢修。    b.防泵憋壓和軸承溫升的聯(lián)鎖控制要處于完好狀態(tài)。    c.定期檢查水噴淋保護系統(tǒng)，要保持暢通好用。   3、環(huán)氧乙烷貯罐    環(huán)氧乙烷在有酸、堿、醛的環(huán)境下易發(fā)生聚合反應，能放出大量的熱；與水反應也能放出大量的熱。由于這些反應放出的大量熱 ，會導致環(huán)氧乙烷的分解操作，因此環(huán)氧乙烷的貯罐中絕不能有酸、堿、醛、水等物質(zhì)。為保證環(huán)氧乙烷貯罐的安全，用冷凍鹽水保持5左右的低溫，而且用0.2mpa的氮氣進行氮封，以使氣相組成過離爆炸極限。環(huán)氧

8、乙烷貯罐設有水噴淋保護。    a.貯罐的液位要低于80%，存放環(huán)氧乙烷的貯槽必須清潔，并保持在0一下。    b.貯罐中絕不能混入酸、堿、醛、水等。    c.氮封系統(tǒng)要維持正常。水噴淋系統(tǒng)要保證暢通好用。       4、其它部位     a.純氧由氧壓機供給。氧壓機易發(fā)生著火事故，因此要加強巡檢，做好記錄，準確分析判斷異常情況，以便及時采取有力的防護和補救措施。輸送純氧的管道必須干凈，不能有油脂。&#

9、160;   b.定期檢測接地系統(tǒng)，保證良好接地，符合靜電接地要求。    c.環(huán)氧乙烷裝槽車或鋼瓶長距離運輸，要充以0.7mpa的氮封進行保護，槽車或鋼瓶要符合有關(guān)安全要求。    d.環(huán)氧乙烷沸點低，極易發(fā)揮，不要用手接觸，以防凍傷。    e.環(huán)氧乙烷進入眼內(nèi)會造成眼發(fā)炎或失明，因此在排放環(huán)氧乙烷時，要做好個人防護。    f.定期校驗可燃氣體報警儀，保證處于完好狀態(tài)。       防止反應

10、氣“尾燒”及異構(gòu)    1、建議反應器出口處增加一臺冷卻器,在此段的列管內(nèi)填充載有微量氯化銫的三氧化二鋁球，館外通冷卻水降溫。    2.改變反應器結(jié)構(gòu)，將反應器上、下封頭內(nèi)腔設計制造成喇叭狀，使反應后的物料迅速離開高溫區(qū)；喇叭狀還可以減少進入反應器的含氧混合氣在進口處返混造成乙烯燃燒的現(xiàn)象，使氣體分布更均化。       乙烯氧化制環(huán)氧乙烷主副反應均為強放熱反應,溫度對反應選擇性較為敏感,對于這種反應最好采用流化床反應器。由于所使用催化劑原因選用了列管式固定床反應器,該類反應器的顯著缺點就是:傳熱效果差。    列管式固定床反應器    1.為了減少管中催化劑床層的徑向溫差，一般采用小管徑，常用的是直徑為25-30的無縫鋼管，但管子數(shù)目要相應增多    2為降低床層阻力，常采用球形催化劑    3合理選擇載熱體和載熱體的溫度控制