顺酐化工安全课程设计.doc

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1、目录1 设计依据及内容31.1设计内容31.2设计依据31.3设计所采取的规X41.4苯氧化法的流程特点、先进性和经济合理性42 工艺路线的选择及安全分析52.1 工艺路线的选择52.1.1 苯氧化法52.1.2 正丁烷法62.1.3 C4烯烃法62.1.4 苯酐副产法72.1.5 路线的比较与选择72.2 工艺路线的安全分析72.2.1 工艺路线1的安全分析72.2.2工艺路线2安全性分析及其安全措施102.3 工艺流程132.3.1 第一部分工艺过程132.3.2 第二部分工艺过程143 工艺过程中安全设施设计153.1 安全设施设计条例153.2 工艺过程中物料或产品的安全设施设计163

2、.3.1 供苯系统163.3.2 工艺空气及开炉163.3.3 氧化部分173.3.4 熔盐系统173.3.5恒沸脱水183.3.6 精馏阶段183.3.7 存储阶段184建设项目厂址选择可行性分析184.1 自然条件的研究分析184.1.1 地理位置184.1.2 气候条件、水文条件、土质条件194.2 生产条件研究分析194.2.1 资源、原材料条件分析194.2.2 水、电、交通条件分析194.3 安全条件的研究分析195 建设项目总平面布置可行性分析及设计205.1设计依据及采用的标准205.2 功能分区的研究分析215.3 建筑物耐火等级、面积、层数的研究分析225.3.1 厂房的耐

3、火等级、层数设计225.3.2 仓库的耐火等级、层数和面积设计235.4建筑物相对位置的研究分析245.5 建筑物防火间距的研究分析245.5.1 厂房防火间距设计245.5.2仓库防火间距设计255.6.2 泄压设施分析265.6.3 防爆分隔276 生产车间设备设施的安全布置276.1 根据工艺路线选择合理的设备设施276.1.1 物料输送设备286.1.2 贮槽296.1.3 换热设备296.1.4 分离设备296.1.5 传质设备296.1.6 化学反应器296.2 对主要设备设施的风险进行分析评价306.2.1 离心泵306.2.2 换热器316.2.3 气液分离器316.2.4 搅

4、拌釜式反应器326.2.5 危险性评价326.3 对主要设备设施的布置进行合理设计336.3.1 主导风向对设备布置的要求336.3.4 设计结果346.4 对可燃气体/有毒气体报警器等进行设计356.4.1可燃气体报警器设计356.4.2 有毒气体报警器设计357 公用工程及辅助系统安全设计分析及评价367.1 供水系统的安全设计分析及评价367.2供电系统的安全设计分析及评价367.3供气系统的安全设计分析及评价367.4供热系统的安全设计分析及评价378总结371 设计依据及内容1.1设计内容8000T/A顺酐的工艺设计 1.2设计依据根据设计任务书，8000T/A 顺酐的工业设计，车间

5、的设计依据根据计算书上的设备要求设计的,车间的设计考虑到土建、仪表、电器、交通等专业与机修、安装、操作等各方面的需要；车间布置原则应充分考虑实现工艺生产的有效性、安全性及经济性，车间布置不仅适应工艺流程顺序，还应保证设备之间距离以相互连接的管道和钢结构小，并便于操作、维修和施工过程中需要的适当余地作为通道及安全生产的需要。经济效果好、占地少、建设费用少、生产成本低；便于生产管理、物料运输，操作维修方便；生产符合国家各项规定；同时考虑到了将来扩建与增建的余地。1.3设计所采取的规X石油化工企业设计防火规X；爆炸和火灾危险环境电力装置设计规X；建筑设计防火规X；报警仪安装规X；化工装备设备布置设计

6、规定；石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规X；危险化学品建设项目安全设施目录；国家安监总局关于公布首批重点监管的危险化工工艺的通知；首批重点监管的危险化学品安全措施和事故应急处置原则；1.4苯氧化法的流程特点、先进性和经济合理性 目前工业上生产顺酐的方法按原料路线分主要有苯氧化法、正丁烷法、C4 烯烃法 和苯酐副产法 4 种。根据苯设计要求和我国国情及今年国际发展史，苯设计采用苯氧化法，如下：该方法发现于1905 年，1920年苯气相催化法问世，1932 年该法实现工业化，目前该工艺产量占世界顺酐总产量的 80%，我国该法产量占 85%，其主要反应如下： C6H6+9/2O2 C4H2

7、O3 +2H2O +2CO2 （1.4.1） 此法中应用的催化剂是以V2O5-MoO2为主催化剂，以少量P2O5、TiO2为助催化剂，-Al2O3 等为载体进行气相氧化生成顺酐。主要生产方法有SD（美国科学设计）法、Alusuisle/UCB法、日本触媒化学法，其中SD法为普及，Alusuisle/UCB法苯耗低，是较为先进的苯氧化法。流程特点：本流程对原料的损失少，可利用率达99%以上，循环利用。线路简明清晰，对管道的搭建方便可行。 先进性：利用固定床反应器代替流化床，更体现了技术的先进性。固定床中的催化剂可大大提高本的转化率，目前很多科学家正在研究更新、更好、更经济的催化剂。苯氧化制顺酐的

8、生产方法是我国目前先进的生产方法。苯法顺酐工艺国产化技术成熟，在工艺路线上固定床反应的氧化收率大于流化床氧化器，能源耗用低，尤其是苯法固定床列管式反应器及催化剂技术已处于世界较先进水平，而且顺酐工业已形成一定规模。 经济合理性：工艺路线的选择是关系到工程顺利建设、投产及保持将来正常生产和良好经济效益的关键。顺酐工艺技术从原料路线看，经历了从苯法、混合C4馏分法到正丁烷的转变。虽然正丁烷原料价格相对较低，环境污染小，世界发达国家的顺酐生产已基本实现正丁烷原料化。但我国顺酐生产技术相对落后，和国外发达国家相比，正丁烷制顺酐生产技术还存在较大差距。比较综合分析苯法和正丁烷法，拟采用国产化技术 的苯法

9、顺酐原料路线为优。因为苯法生产的工艺路线历史悠久，技术成熟可靠；催化剂 的性能优越，转化率、选择性高；而且国内顺酐生产的历史较长，厂家众多，积累了丰 富的生产经验。其优越性主要表现在：投资效益更好，产品的收率质量能够得到有效保 证，可以大量节约能源，且该技术成熟已达到产业化进度。1.5车间组成车间一般由生产部分、辅助生产部分和行政-生活部分组成生产部分包括生产部分和精烘包工序，控制室，储罐区等 。辅助生产部分包括动力室（真空泵和压缩机室）、配电室、化验室、实验室、机修室、通风空调室，原料、辅料和成品仓库等。 行政-生活部分包括办公室、会议室、工人休息室、更衣室、浴室、厕所、和女工保健室等。2

10、工艺路线的选择及安全分析2.1 工艺路线的选择顺丁烯二酸酐 简称顺酐，又名马来酸酐，是一种重要的有机化工原料和精细化工产品， 是目前世界上仅次于苯酐和醋酐的第三大酸酐 主要用于生产不饱和聚酯树脂、 醇酸树脂、 用于农药、 医药、涂料、油墨、 润滑油添加剂、造纸化学品、纺织品整理剂、食品添加剂以及表面活性剂等领域。目前工业上生产顺酐的方法按原料路线分主要有苯氧化法、正丁烷法、C4烯烃法和苯酐副产法4种。2.1.1 苯氧化法苯氧化法目前该工艺产量占世界顺酐总产量的80%，我国该法产量占85%，其主要反应如下所示： C6H6+ 9/2O2C4H2O3 +2H2O +2CO2 （2.1.1.1） 顺酐

11、是在催化剂存在下进行的。常用催化剂的活性组分均为钒的氧化物（见金属氧化物催化剂），为抑制苯被完全氧化，常加入钼、磷、钛、钨、银及碱金属等元素的氧化物为添加剂，并采用低比表面的惰性物质为催化剂载体，如 氧化铝、刚玉等。反应在常压下进行，温度350400。工艺过程由苯的氧化，顺酐的分离和提纯两大部分组成。苯蒸气和空气能形成爆炸混合物，所以进入反应器的混合气中，苯的浓度应在爆炸极限之外，一般为1%1.4%(摩尔)。苯氧化为强放热反应，工业上常采用列管式固定床反应器，有很大的传热面，管外为熔盐冷却系统，反应热可用于产生高压蒸汽。固定床反应器多为列管式结构，传热面积大，有利于强放热反应。为使反应稳定进行

12、，关键是反应器载热体熔盐的温度控制。国内在固定床反应器设计方面已经相当成熟，国产反应器技术水平已经达到了国际先进水平。随着顺酐生产工艺技术的进步和固定床反应器逐步大型化以及催化剂性能提高，使装置的产能和效益同步提高，为装置的大规模化奠定了基础。2.1.2 正丁烷法国外目前占主导地位的是以正丁烷为原料的生产路线。正丁烷法制顺酐工艺资源利用方面比苯法合理，环境污染程度比苯法轻。随着我国石化行业快速发展和炼油能力提高，C4资源逐步得到综合利用，正丁烷法顺酐装置近几年发展较快。按生产工艺技术氧化反应部分分为固定床与流化床。国内运行的正丁烷法顺酐装置全部为国产化技术固定床工艺。 主要化学反应式： C4H

13、10+702C4H2O+4H2O 主要副反应： C4H10+5023CO+CO2+5H2O 除 CO，CO2和 H2O 外，在反应器中还生成少量乙酸、丙烯酸等物质，在回收过程中还生成包括富马酸在内的其它副产品。应器的操作条件为：入口压力大约为0.17MPa，反应器进料空速大约为800hr-12200hr-1，催化剂床层热点温度通常在 440470，熔盐温度 400420。在此条件下，正丁烷转化率大约为 8285%。从环保方面看，正丁烷比苯毒性小，正丁烷法比苯法对环境污染小，随着环保意识的增强及国家环保政策的倾斜，正丁烷法在满足环保要求以及发展前景方面比苯法更具生命力。从资源来源及原料的保障上看

14、，国内石化行业快速发展和炼油能力扩大，西气东输民用燃料天然气逐步取代液化气，C4资源逐步得到综合利用，使正丁烷顺酐装置得到较快发展。2.1.3 C4烯烃法正丁烷与丁烯均含有与顺酐相同的碳原子数，是生产顺酐的理想原料。由于正丁烷价格较其他原料低廉，用正丁烷更为有利。其反应如下： 主反应：CH3CH=CHCH3 + 3O2 C4H2O3 +3H2O副反应：CH2=CHCH=CH2 + 5O2 2CO + 4H2O + 2CO2其流程与苯氧化法基本相同，催化剂为钒-磷-氧体系，添加剂有铁、铅、锌、铜、锑等元素的氧化物。可用固定床反应器或用流化床反应器，反应温度约400。正丁烷-空气混合物中正丁烷浓度

15、为1.0%1.6%(摩尔)。整个过程的顺酐收率按正丁烷计约为50%。由于C4烃氧化的选择性较低,因此设备投资较以苯为原料时为高，且后加工不能采用部分冷凝，而必须将反应气体中的顺酐全部用吸收法回收，从而使能耗加大。但由于正丁烷价格比苯便宜，而且苯毒性大。因此，以正丁烷为原料是有吸引力的，对本法所用催化剂的改进工作，各国都在大力进行中。2.1.4 苯酐副产法 在由邻二甲苯生产苯酐时，可以副产得到一定数量的顺酐产品，其产量约为苯酐产量的5%。在苯酐生产中，反应尾气经洗涤塔除去有机物后排放到大气中，洗涤液为顺酐和少量的苯甲酸、苯二甲酸等杂质，经浓缩精制和加热脱水后得到顺酐产品。2.1.5 路线的比较与

16、选择苯氧化法应用最为广泛，但由于苯资源有限，C4烯烃和正丁烷为原料生产顺酐的技术应运而生，尤其是富产天然气和油田伴生气的国家，拥有大量的正丁烷资源，因此近年来正丁烷氧化法生产顺酐的技术发展迅速，已经在顺酐生产中占主导地位，其生产能力约占世界顺酐总生产能力的80%。现对这四种比较如下：表2.1.5 顺酐生产工艺路线比较原料来源催化剂性能安全性分析环保分析经济性分析技术先进性苯氧化法国内原料价廉（焦化苯）活性高、不贵危险反应体系（苯+空气）尾气含苯、醛、酸等酸性废水原料相对贵（两个C没用）工艺技术成熟可靠正丁烷法国际原料价廉、广泛（混合C4）活性高、不贵危险反应体系（C4+空气）尾气含C4、醛、酸

17、等酸性废水原料价廉、副产较多、后处理复杂工艺技术成熟可靠C4烯烃法国际原料价廉、广泛（正丁烷）活性高、不贵危险反应体系（正丁烷+空气）尾气含正丁烷、醛、酸等酸性废水原料价廉、副产较多工艺技术成熟可靠苯酐副产法由于国内大部分化工厂目前生产顺酐采用的均为苯氧化法，且此工艺技术在国内已相当成熟，则此次化工安全课程设计顺酐生产的方法为苯氧化法。2.2 工艺路线的安全分析2.2.1 工艺路线1的安全分析本次工艺路线的安全性分析选用方法：预先危险性分析法。A原料、产品危险性分析a.苯：1.危险特性：易燃，蒸气可与空气形成爆炸性混合物，遇明火、高热能燃烧爆炸；蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火

18、源会着火回燃；若遇高热，容器内压增大，有开裂或爆炸的危险； 2.健康危害：吸人高浓度苯蒸气对中枢神经系统有麻醉作用，出现头痛、头晕、恶心、呕吐、神志恍惚、嗜睡等。重者意识丧失、抽搐，甚至死亡；长期接触苯对造血系统有损害，引起白细胞和血小板减少，重者导致再生障碍性贫血；本品可引起白血病。具有生殖毒性。b.二甲苯：1.危险特性：其蒸气与空气形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源引着回燃。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。流速过快，容易产生和积聚静电。 2健康危害：对皮肤、粘膜有刺激作用，对中枢神经系统有麻

19、醉作用；长期作用可影响肝、肾功能。急性中毒：病人有咳嗽、流泪、结膜充血等；重症者有幻觉、谵妄、神志不清等，有的有癔病样发作。慢性中毒：病人有神经衰弱综合症的表现，女工有月经异常，工人常发生皮肤干燥、皲裂、皮炎。c.顺酐：1. 顺酐属低毒类，在工业使用中应严格防止污染皮肤和眼睛； 2. 顺酐的粉尘和蒸汽均易燃易爆，对人有刺激，而且会烧伤人体皮肤。B.生产装置工艺危险性分析（一）苯与空气混合阶段该过程中，需对苯进行加热汽化，与空气形成混合气体，然后再加热到623723K。在这其中，若反应条件控制不好和发生泄漏都可能发生燃烧、爆炸。另外，苯是易氧化反应的，在与空气混合加热时，很容易发生爆炸等事故。（

20、二）氧化反应阶段苯蒸汽与空气混合进入反应器中进行催化氧化反应，反应温度400以上。.热点的影响热点：由于反应管入口端原料浓度高，反应速度快，单位体积催化剂上放热速率大于熔盐的冷却速率，因此，反应气体的温度随床层的下移而上升。由于反应不断进行，原料浓度逐渐下降，反应速度也下降，放热速率也随之下降。当放热速率小于熔岩的冷却速率时，反应气体的温度又随床层的下移而下降，因而形成了反应温度的最高点，称之热点。在催化剂的使用前期，热点一般在入口端的500700nm之间。大部分苯在热点温度之前反应，所以催化剂的负荷很不均匀。热点温度的高低对反应影响很大，正常控制在小于450。如过高，会使顺酐进一步深度氧化，

21、收率下降，严重时会造成的反应失控使催化剂损坏.反应本身的影响苯蒸汽与空气混和物在固定床反应器内发生的是强放热反应，若是热量不及时导出去，会发生集热现象，当热量积聚到一定程度，内部压力骤增，可能达到爆炸极限，发生爆炸现象。. 操作参数的影响在操作列管式固定床氧化反应器时，各操作参数的选择，不仅要考虑反应的转化率和选择性，还必须考虑参数的敏感区（当然最好能知道各参数的临界值）。如果反应器在敏感区附近操作，是由于某一参数的微小的变化，就会使温度分布发生显著变化，从而使反应质量严重恶化。氧化过程应控制加料速度、温度，防止超温超压，随着温度升高，反应速度加快，转化率增加。放出的热量随之增大，如不能及时移

22、走反应热，就会导致温度难于控制，产生飞温现象。此外，反应温度过高，也会引起催化剂的活性衰退。. 原料气中杂质的影响原料气中杂质使催化剂中毒而活性下降，从而影响反应的进程。.浓度的影响进反应器的混合气是由苯蒸汽和空气混合而成，其组成不仅影响经济效果，也关系到安全生产。氧的含量必须低于其爆炸极限浓度，苯浓度也必须严格控制，它不仅会影响氧的极限浓度，也影响催化剂的生产能力。固定床浓度受爆炸极限X围的限制，同时要求原料混合气必须混合充分。.列管与管板的焊接结构的影响 列管与管板焊接头的泄漏是反应器最忌讳但又较难克服的故障。由于熔盐中亚硝酸盐的存在，又增添修复泄漏接头的困难，由于丁烷气具有易燃易爆性，因

23、此列管与管板焊接接头的泄漏，在生产过程中易引发火灾、爆炸事故。（三）后处理阶段反应气中的顺酐被溶剂所吸收，然后将顺酐从富溶剂中解吸出来，由此获得粗酐混合物被送到顺酐精制工序做最后的工艺处理，以获得合格的顺酐产品。该系统生产工艺操作主要是吸收、解吸、精制。整个工艺过程中，尾气含有残留苯蒸汽，有火灾爆炸危险性；粗顺酐有火灾爆炸危险性和毒性。后处理系统反应条件控制不好和发生泄漏，都可能发生燃烧、爆炸。C. 其他危险（1）中毒窒息本项目使用的危化品中顺酐和催化剂毒性具有中度危害性，如果发生泄漏或不慎大量接触、吸入、会造成严重的中毒伤害。本项目使用大量的密闭容器如反应釜、储罐等，维修人员在进行维修时，若

24、未清洗置换或容器内残留有毒蒸气，氧含量不符合要求，未采取安全措施，未办理作业手续进设备作业，未严格按照限制性空间作业规定和操行规程行，都可能造成窒息、中毒事故发生。该项目排出的废液、废气、固体废物中多含有有毒物质，如残留下烷气等，一方面污染环境，另一方面也易引起中毒事故的发生。（2）灼伤本项目中液态顺酐具腐蚀性，作业环境腐蚀性也较为严重，不仅给操作现场造成污染，而且增加了化学灼伤事故发生的可能性。本项目环境中存在着反应工序的高温物料（熔盐、反应气体、高温蒸气）和高温设备，若工作时不小心碰及高温物料或裸露的高温管体，或因设备故障、不当操作而引起高温物料飞溅等，均能引起高温灼烫事故。2.2.2工艺

25、路线2安全性分析及其安全措施储存和输送危险危害性分析及安全措施a.储存和输送危险危害性分析苯、二甲苯的原料储罐、中间计量罐、成品储罐、粗酐储罐、稀酸罐(可能有二甲苯)上部有可能形成爆炸性混合气，遇明火、静电、高热、雷击等激发源时有 发生燃爆的危险。苯、成品、粗酐储罐若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险；储罐上放空或呼吸阀不畅或结堵，使用过程中有可能发生超压或负压，有造成储罐破裂的危险。 苯、二甲苯、成品、粗酐、浓酸、稀酸储罐和各类物料的输送管路及其管件存在泄漏或溢料的可能，可能造成人员化学灼伤和中毒；遇明火、静电、高热等激发能源可导致火灾甚至爆炸事故；苯和二甲苯蒸气比空气重，能在较低处扩

26、散到相当远的地方，遇明火可引起回燃。苯和二甲苯在输送过程中易产生积聚静电，如流速过快、静电接地不可靠有发生燃爆的危险。b.安全措施在储罐上安装液位装置，并安装放空阀门。在储罐周围设置严禁烟火的标识，并安排人员定期检查储罐有无泄漏等情况。定期检查罐体上的阀门松紧情况，以及输送管路是否泄漏等。控制管道内液体流速，防止因流速过大产生静电引发事故。在管道上安装截止阀、球阀等阀门，以便出现事故时能够及时切断物料来源。2.精制工序危险危害性分析及安全措施a.精制工序危险危害性分析恒沸过程中，如二甲苯升温过快，塔顶冷凝器出口温度过高、分层器放空不畅会引起釜、塔顶和分层器起压，可能造成分层器喷二甲苯，存在人员

27、化学灼伤、腐蚀设备基础和发生火灾的危险。若精馏生产过程中紧急停车，空气进入系统有可能形成爆炸性混合气，有发生燃爆的危险。 精馏抽酐过程中或停车时，真空突然降低会引起釜温快速上升，超过180顺酐分子可能分解，如失控会造成系统超压，有发生物理爆炸的危险。b.安全措施在设备上安装温度监控装置，防止因人为失误导致高温从而引发生产事故。恒沸过程中严格控制二甲苯升温速度。定期检查分层器防空情况，严禁出现放空不畅，避免出现超压情况。3.包装工序危险危害性分析及安全措施 a.包装工序危险危害性分析结片机和包装间内有可能形成爆炸性混合气或爆炸性粉尘，有发生燃爆的危险。包装过程中片状和球状物料与包装管道之间摩擦可

28、能产生静电，如静电接地装置不可靠有发生着火、爆炸的危险。产品顺酐具有腐蚀性，包装过程中，顺酐粉尘触及人体，存在灼烫伤害。包装工序环境较差时，劳保配备不完善，容易引起包装人员的职业病危害。b.安全措施一 、在车间内设置通风装置。二、对管道进行防静电处理，及时导出因摩擦产生的静电。三、在包装过程中，人员引出爱戴好防护装置，配备劳保装备，例如防护服、防尘口罩等。并且对新来员工进行安全培训。4.其他危险危害性分析及安全措施 a.其他危险危害性分析高压高温的物料、水、蒸气的压力容器和管路，如保温不全、安全泄压装置失灵有造成人员烫伤和压力容器爆炸的危险。生产过程中使用风机、泵等电气设备，若电气设备无保护接

29、零装置或装置失效、绝缘损坏、违章作业、劳保穿戴不符合规X等均易发生触电事故。作业人员在高处作业时，若无防护栏杆或栏杆存在缺陷、作业人员操作失误等，存在人员高处坠落或物体打击的危险。若转动设备无安全防护设施，可造成机械伤害。b.防止火灾爆炸危险的安全措施一、控制与消除火源1.严禁吸烟、火种和穿带钉皮鞋、不带阻火器车辆进入易燃易爆区；2.严格执行动火证制度，并加强防X措施；3.易燃易爆场所一律使用防爆型电气设备；4.严禁刚性工具敲击、抛掷，不使用发火工具；5.严格执行防静电措施；6.运输物料的机动车辆必须佩带好阻火器，正确行使，不能发生任何故障和车祸。二、严格控制设备及其安装质量1.罐、槽、塔、器

30、、泵、阀质量；2.压力容器、管道及其仪表要定期检验、检测、试压；3.对设备、管线、泵、阀、报警器检测仪表定期检、保、修；4.设备及电气按规X和标准安装，定期检修，保证完好状态三、加强管理、严格工艺，防止易燃、易爆物料的跑、冒、滴、漏1.杜绝“三违”，严守工艺规定，防止工艺参数发生变化；2.坚持巡回检查，发现问题及时处理；3.检修时做好隔离、清空、通风，在监护下进行动火等作业；4.加强培训、教育、考核工作，经常性检查有否违章、违纪现象；四、安全设施保持齐全、完好1.安全设施保持完好2.储罐安装高、低位报警器，易燃易爆场所安装可燃气体检测报警装置。c.防止触电危险的安全措施电气绝缘等级要与使用电压

31、，环境动作条件相符，并定期检查，检测，维护，维修，保持完好状态；采用遮拦，护罩，箱匣等防护措施，防止人体接触带电体；架空，室内线，所有漏电设备及检修作业要有安全距离；严格安标准要求对电器设备做好接地和三相接零；金属容器或有出空间内作业，宜用12伏电设备，并有监护；电焊机绝缘完好，接线不裸露，定期检测漏电，电焊作业者穿戴防护用品，注意夏季防触电，有监护和应急措施；根据作业场所特点正确选择类手持电动工具，确保安全可靠，并根据要求严格执行安全操作规程；建立，健全并严格执行电气安全规章制度和电气操作规程；坚持对员工的电气设备使用，保管，检验，维修，更新程序；定期进行电气安全检查，检测，保持完好，可靠状

32、态；对防雷措施进行定期检查，检测，保持完好，可靠状态；制定并执行培训，持证上岗，专人使用制度；按制度对强电线加强管理，巡查，检修。d.防止物体打击的安全措施工作时注意力要集中，要注意观察；正确穿戴好劳动防护用品；作业过程中严格遵守操作规程；设备转动部分设置防护罩（如外露轴等）；危险运动部位的周围应该设置防护栅栏；机器设备要定期检查，检修，保证其完好状态。及时消除，加固可能倒塌的设施；堆垛要齐，稳，牢，常检查铲车，不能做故障运行；加强对员工的安全意识教育，杜绝“三违”；加强纺织物体打击的检查和安全管理工作；作业人员，进入现场的其他人员都必须佩戴安全用品，特别是安全帽。2.3 工艺流程2.3.1

33、第一部分工艺过程工艺流程图见附录图I. 氧化原料空气由罗茨鼓风机输送至空气缓冲器以降低脉冲，经风流量计计量后送空气加热器预热变成180的热空气，在通过苯汽化器时，与计量苯混合，苯与空气的质量比为1:25或1:30，变成空气-苯混合物。然后，再经过原料气换热器，将温度提高至623723K，从固定床的上部进入，通过装在管内的催化剂时进行催化氧化反应，生成顺酐及其副产物。生成气从反应器的下部离开去气体冷却器把温度降低至130，在除焦器内除去部分焦油后，进部分冷凝器，冷却至工艺要求，再由旋风分离器出来的含酐气体经文丘里吸收器和吸收塔，用水吸取成40%左右的顺酸水溶液，供恒沸脱水工程使用；分离出的粗酐进

34、入粗酐槽中。 原料苯用泵以苯槽抽出循环加压，用改变进、出口回流量的大小，保持压力在1.41.6cm2，使苯通过转子流量计计量后，在苯汽化器的喉管进入 与热空气形成含量为3540gm3的空气苯混合物。此时要注意空气的量。若空气过量，防止形成爆炸性混合物，保证安全生产，但过量太多，则会导致反应器生产能力下降；产生浓度低，分离困难，造成损失增加，收率下降氧化反应所产生的反应热由熔盐外循环系统移出，熔盐的循环由大流量的轴流泵推动熔盐在熔盐换热器与固定床的管向作闭路循环，熔盐在熔盐换热器内的管内与管间的软水进行热交换，软水受热汽化产生中压蒸汽。对于导出的蒸汽可以加之综合应用，对于中高压的蒸汽可以有以下两

35、种用途：.作为推动压缩机的动力之源 ；.剩余的蒸汽可以作为热源，供其他设备加热。另外，低压的蒸汽，可以用于发电，尤其中压到高压适用于常压式发电机。. 精馏把粗酐槽中的粗酐定量抽取出来，加入到蒸酐器中，进行汽化。蒸发出来的气体通入到精馏塔中进行提纯，此时预先加入二甲苯，然后使提纯的顺酐蒸汽通入到蒸酐冷凝器进行冷却处理，从而分为三路：.进入到脱苯槽中，提取出二甲苯，储存在二甲苯罐中，亦可供回流使用；.进入到受酐槽中，对成品进行冷却，计量封装；.进入到割头槽中，继续抽取，供固定床反应器反应使用。2.3.2 第二部分工艺过程工艺流程图见附录图I. 吸收由旋风分离器出来的含酐气体经文丘里吸收器和吸收塔(

36、T-1101)，用水吸取成40%左右的顺酸水溶液，供恒沸脱水工程使用。. 恒沸脱水先在恒沸锅(R-2102)内加入一定量的二甲苯，用水蒸气在夹套内将二甲苯升温汽化。二甲苯蒸汽进入恒沸锅后，当塔底温度达到135左右时，说明恒沸锅残水已排尽。氧化产生的顺酸水溶液经计量(V-2101)后进入酸水蒸发器(E-2106)，被管向为2.5 cm2的蒸汽加热蒸发，在汽液分离器(V-1102)内进行汽液分离，其液体由于大量水分蒸发浓度已由原来的35%提高至80%左右，在脱水塔的中、上部进入脱水塔，在塔内与二甲苯蒸汽接触，酸水和二甲苯在磁环表面接触传热、传质和化学反应，完成了酸的脱水和恒沸蒸馏作用，使顺酸变成顺

37、酐。在塔内与二甲苯形成恒沸混合物由塔顶引出，进入塔顶冷凝器(E-2103)，冷凝液进入苯水分离器(V-2103)，水从底部排出，二甲苯重新回流入塔而循环使用。顺酐和二甲苯冷凝液形成的混合液流入塔内。. 精馏分离刚收入的脱水混合物，因物料混度接近二甲苯的沸点温度，在采用减压蒸馏时，必须从很低的真空度开始脱苯(即先蒸出二甲苯)，脱苯速度应根据锅内混合物的沸腾情况，馏出物的多少，而适当提高真空度。过快地提高真空度将导致二甲苯的激烈沸腾而造成冲塔。冲塔的结果高沸点物质污染了磁圈、管道、冷凝器等，影响产品的质量(尤其是白度)，严重时会造成产品不合格。当锅温因二甲苯大量汽化而降低时，即使加大真空度二甲苯的

38、馏出物不断减少时，此时应由水蒸汽加热，以保持二甲苯的挥发度。由于二甲苯和顺酐的混合物在同一温度下都有各自的挥发度即蒸汽压，只是在初期馏出的二甲苯中二甲苯量多，顺酐量少，中期时顺酐量在增加，而在后期时顺酐的量可能超过二甲苯。从操作经济上考虑不能做得很庞大，虽有回流的蒸馏作用，也不能减少酐含量增加的骤势，在这阶段二甲苯中含有大量顺酐的馏出物必须另行存放，否则较多，顺酐进入脱苯槽(V-2104)易堵塞锅子和管道，又防止了顺酐中混入二甲苯而影响质量，这种操作称为割头，操作好坏影响成品质量。精酐塔塔顶温度升至二甲苯在某一真空度时所对应的温度时，然后又有点下降，则表明二甲苯已全部蒸尽，紧接着的便是顺酐蒸汽

39、等，可将馏出物从割头锅切换到成品锅正式蒸馏顺酐了。蒸酐后期，蒸酐锅温上升，塔顶温度逐渐下降，表明锅内顺酐数量已不多了，可关闭供热联苯醚蒸汽，开大塔顶回流冷凝器降温。锅温降至140以下时，便可停车。通过蒸馏出二甲苯，顺酐后后锅内便是高沸点和少数的顺酐混合物了，每隔56批后，清洗锅子一次。3 工艺过程中安全设施设计3.1 安全设施设计条例针对工艺过程中存在的危险源，需要设计相对应的安全设施，可根据的条例：（1）危险化学品建设项目安全设施目录（2）国家安监总局关于公布首批重点监管的危险化工工艺的通知（3）首批重点监管的危险化学品安全措施和事故应急处置原则3.2 工艺过程中物料或产品的安全设施设计对于

40、整个顺酐生产工艺过程中，主要涉及的物料或产品有苯、二甲苯、顺酐、CO、H2 等等。现对这五种物料或产品进行安全技术讨论，如下：表3.2 物料或产品的安全设施设计物料或产品闪点爆炸极限危险特性安全对策苯-10.111.2%8%易氧化、易燃、腐蚀性液体.储罐安全措施；.泄露报警装置；.应急处理预案。二甲苯321.1%6.4%易氧化、易燃、腐蚀性液体.储罐安全措施；.泄露报警装置；.应急处理预案。顺酐116%36.5%易氧化、低毒、易燃液体.储罐安全措施；.泄露报警装置；.应急处理预案。CO12.5%74%高压易燃液体.管线安全阀；.超压连锁跳车；.驰放气火炬放空。H24%72.4%高压易燃液体.管

41、线安全阀；.超压连锁跳车；.驰放气火炬放空。注：.在工艺生产过程中，对于存储苯、二甲苯、顺酐等物料的储罐或槽，应定期检查其壁厚度及其腐蚀程度；定时对储罐或槽进行清扫等工作。另外，还得对运输物料的管道进行检查；尤其对接头处，应着重检查有无泄漏情况。.对于存储CO、H2的储罐应定期检查其气密性是佛偶良好以及储罐内的压力大小等等。3.3 工艺过程中设备及管道的安全设施设计3.3.1 供苯系统这部分需由汽化器给苯进行加热，保持苯全部雾化。这其中汽化器的出口温度控制在145150，防止苯在管道中冷凝成液体，根据工艺要求控制液相苯的流量。故此系统中设有快开阀，当反应器热点超过规定值时，快开阀自动关闭。3.

42、3.2 工艺空气及开炉氧化反应需要工艺空气，由空压机供给，其量由进口管道上蝶阀调节，靠阀的开度控制空气流量，空压机启动前，进口阀全关，放空阀全关，等风机运行正常后，关闭放空阀，逐步打开进口阀，调节所需风量。正常生产时，空气经主干管道直接进入氧化器，由压力表和流量表指示，并自动调节流量，当系统压力过大时，压力表立即报警，立即排去阻力或减低风量使阻力降低。初次开工或更换催化剂后开工，需要将氧化器温度提到170以上，才可以打入220左右熔盐。将空气通入气体换热器，将温度加热到220左右进入氧化器，逐步使氧化器温度上升。当氧化器下花板温度达到170后开动熔盐液下泵，将熔盐打入氧化器。这样开始进入氧化反

43、应阶段。3.3.3 氧化部分来自空压机的空气进管道进入汽化器，与汽化的苯充分混合，混合后的原料气从固定床反应器的顶部进入，经过气体分配器，进入装有催化剂的反应列管中，混合气体经反应列管外侧的熔盐加热到反应温度，在催化剂的作用下，苯被空气的氧，氧化成顺酐，并放出大量的热量，保持反应温度，反应放出的热量，靠反应器壳程循环的熔盐移出反应器，从反应器出来的反应气，进入列管式气体冷却器冷却，再进入部分冷凝器。空气量自动阀调节到工艺要求后，由自动调节阀自动调节苯的流量，苯流量管道除自动调节阀外，还有手动球阀和快开阀，当催化剂床层热点超过规定值，能自动关闭快开阀，确保催化剂安全。反应器上下封头均有防爆膜，防

44、止由于疏忽使系统压力升高或有机物与空气爆燃，确保设备安全。另外，设备装有自动控制装置，当温度或压力超过限定值时，立即作出反应，切断供给阀，使反应终止。反应器的顶部装有自动淋浴装置，当反应器反应失控，冲料爆炸或者发生火灾时，自动淋雨装置自动开启，对反应器经行降温处理。另外，淋浴中的液体需进过特殊处理，切记不可直接用水。热点，除上下花板外，其中均为可移动热电偶，确保最高位置，氧化器出口温度，用来判断反应器下部异常情况，反应器前后有取样口，可测定进口苯浓度和转化率。3.3.4 熔盐系统该系统使用的熔盐是用来导出热量的混合盐，其组成及其性质所下所示：表3.3.4 熔盐的配比及组成性质 配比%熔点（）沸

45、点（）使用温度X围（）300360密度（kg/m3）熔热（Kcal/kg）45NaNO2+55KNO3140 6803505301812 1843NaNO2+50KNO3+7NaNO3142 680350530该系统中，作热载体在氧化器壳程循环，移出苯氧化过程中放出的热量，熔盐靠轴流泵作大循环，从氧化器壳体下部进反应器壳体上部出，用一个手动蝶阀并将其部分熔盐进入熔盐加热器中，将熔盐提到所需温度，正常生产该阀关闭，进入熔盐换热器的熔盐量，靠一只自动盐阀来控制，根据熔盐换热器进入熔盐的温度来调节熔盐的流量，保持氧化器熔盐的温度稳定。开车时氧化器的熔盐由液下泵将熔盐槽中熔盐打入氧化器，熔盐槽的熔盐提

46、前用电加热将它熔化，并升温到220。3.3.5恒沸脱水 恒沸脱水阶段主要是将物料加热，此时存在高温烫伤、加热速度过快导致冲料爆炸等危险。因此，我们在恒沸阶段安装温度监控装置、安全阀等安全设施，这样便于及时了解该阶段温度状况。当温度过高时，我们可以切断物料供给，确保设备及人员安全。3.3.6 精馏阶段精馏阶段是将粗苯提纯的工艺过程，此时粗苯中混有杂质气体，如CO、H2等易燃气体。在精馏时，精馏苯进入塔顶冷凝器进行冷却，而这些杂质气体将进行尾气处理，如驰放气火炬放空或者用其燃烧释放的热量来提供水蒸气等。这过程中，要注意对精馏塔的常规检查，尤其检查是否有裂缝或是泄露现象；另外，要对其经行定期的排渣、清扫任务。3.3.7 存储阶段存储即物料或产品的贮藏槽或者储罐。根据危险化学品储存规X（GB）,应严格其规X，尤其是槽或储罐是否发生泄漏现象。对于存储危险化学品即苯、二甲苯或顺酐的储罐或者槽，应配备液位仪和自动报警装置，当