甲苯二异氰酸酯装置危险有害因素分析及安全控制措施(正式)

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甲苯二异氰酸酯装置危险有害因素分析及安全控制

措施(正式)

Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.

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文件编号：KG-AO-5255-14 甲苯二异氰酸酯装置危险有害因素分析及安全控制措施(正式)

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甲苯二异氰酸酯（TDI）装置生产过程中涉及到光气合成及光气化反应，存在多种危险有害因素。通过对国内新建TDI装置的风险评估和劳动安全卫生预评价，辨识出了TDI装置生产过程中可能存在的危险有害因素，并提出了相应的安全控制措施。

甲苯二异氰酸酯（TDI）是聚氨酯塑料的主要原料之一。聚氨酯是重要的合成材料，用途广泛，国内现有TDI装置生产能力还远不能满足市场需求，新建和改扩建TDI装置越来越多。然而，由于TDI生产中含有光气及光气化产品生产装置，生产过程中所处理的原料、中间产品、副产品、副产品以及终产品等大多数具有剧毒、易燃、易爆等特性。因而确保TDI装置的安全生产十分重要。

我国一直重视光气及光气化产品的安全生产，自印度博帕尔事故发生后，国家加强对光气生产的安全防范措施，制定了《光气及光气化产品生产安全规程》（GB19041-2003）、《光气及光气化产品生产装置安全评价通则》GB13548-92等规范标准。

1 TDI装置工艺技术

以国内某TDI装置为例，简要介绍采用瑞典国际化工公司（CEAB）的技术工艺流程。

（1）间甲苯二胺（MTD）生产

在一定温度和压力下，在钯金属料浆催化剂存在下，二硝基甲苯（DNT）连续氢化生成甲苯二胺（TDA）。反应混合料依次除去催化剂、氢化水和邻位甲苯二胺（OTD）及其它杂质，制得TDI生产需要的。

（2）TDI生产

本装置包括一氧化碳制备、光气合成、二氧基甲苯与光气反应制TDI和光气尾气的碱破坏等。

a）一氧化碳生产主要包括天然气压缩、天然气脱

硫和转化、变压吸附提纯CO、制氢原料气压缩、变压吸附提纯氢气、氢气精制脱氧等工序。

b）光气合成采用干燥的氯气和一氧化碳按一定配比在催化剂存在下反应，生成光气。光气合成器均为管壳式固定床反应器，壳内装活性炭做催化剂。混合气在固定床层内发生合成反应，放出反应热，由壳程冷却水或道热油等移走反应热。

c）TDI由MTD和光气（邻二氯苯（ODCB）作溶剂）进行光气化反应生成。TDI生产包括溶液干燥、光气化、脱气、HCI汽提、光气回收、第一脱ODCB、脱焦、第二脱ODCB、TDI精制及干区放空系统等主要工序。光气化反应的尾气轻冷溶剂吸收后分离出光气和HCI，被冷溶剂吸收的光气可回收利用，HCI作为副产品。没有被溶剂吸收的少量光气进入光气尾气碱破坏塔，经分解后高空排放大气。

2 生产过程中主要危险有害因素分析

TDI装置可能产生的危险、危害主要是中毒、火

灾、爆炸，以及高温灼烫、机械伤害、触电、高处坠落、噪声危害、粉尘危害等。限于篇幅，本文仅对中毒、火灾和爆炸进行分析。

（1）中毒

a）MTD装置中的有毒有害物质主要有二硝基甲苯、二氨基甲苯、催化剂等。在生产过程中应避免直接接触。

b）TDI装置中的有毒有害物质主要一氧化碳、氯气、光气、二氨基甲苯、邻二氯苯、氢氧化钠溶液、甲苯二异氰酸酯（TDI）等。国内外曾发生过多起光气泄漏致入死亡事故。一旦发生光气、氯气、一氧化碳的泄漏，就会导致人员中毒伤亡事故的发生。引起这些事故发生的原因主要有氯气含水分过高和CO含水分过高导致设备及管道腐蚀，设备材质选择不当，监测控制系统失控，动密封设备密封不严或操作失误，维修不及时，供电供水系统事故以及冷却系统失效等。液态光气中间罐是潜在危险的重点，应有完善的防护措施、排见系统和事故泄料槽。

（2）火灾、爆炸危险

a）根据工艺装置特点及原料的特性，MTD装置中氢气和二硝基甲苯的火灾危险为甲类。因此，生产过程中最大危险因素是二硝基甲苯在配料过程中因碰撞或打击而产生的爆炸危险。另一种危险物质是氢气。氢气在空气中的爆炸极限为 4.1％～74.1％（V），引燃温度在450℃左右，因此氢气压缩的不正常运行和冷却水循环系统的故障都可能造成火灾、爆炸的潜在危险。

b）TDI装置中一氧化碳的火灾危险性为乙类，在空气中的爆炸极限为12.5％～～74.2％（V），一氧化碳造气工序中，一旦一氧化碳泄漏，遇火源有可能发生火灾、爆炸事故。c）液氯罐内如有NSI3富集，有可能导致爆炸危险。

本装置因工艺流程长，设备多，输送物料的泵也多，因物料性能不同选择设备结构和材质都有差异，要防止因设计时选择不当，而造成生产系统失误和供电供水系统的失控。任何监控系统的失控，操作失误

和供电供水系统的事故，都有可能导致火灾和爆炸事故的发生。3安全控制措施与建议

通过上述分析可知，TDI生产过程中存在的主要危险为中毒、火灾、爆炸危险等。以下仅列出防止中毒的主措施与建议：

（1）厂址选择、光气及光气化生产装置与周围居民、工厂及公共设施的安全防护距离必须满足《光气及光气化产品生产安全规程》的要求。

（2）主体生产装置根据工艺要求，不管采用敞开式或半敞开式建（构）筑物，还是采用封闭式建（构）筑物，都必须确保生产装置安全和作业场所有害物质的浓度符合安全卫生标准。封闭式建（构）物采用强制排风；敞开式或半敞开式建（构）筑物，采用软管式局部排风系统。

（3）采用先进的工艺，光气系统的设计应遵循本质安全的原则，尽可能降低系统中光气的储存量和滞留量；优化管线配置，降低含光气管线连接长度。尽可能选用相对安全的气态光气法进行光气化反应的工