丙烯腈生产过程中的主要危险及有害因素分析

丙烯腈生产过程中的主要危险及有害因素分析【摘要】丙烯腈的生产过程中具有较大的火灾爆炸危险性，并且

毒物危害严重，因而，采取有效的安全措施是正常生产的保障。【关

键词】丙烯腈；氢氰酸；火灾爆炸；中毒1前言丙烯腈是生产腈纶的

原料，近几年来销售形势良好。丙烯腈的生产采用丙烯、氨、空气(氧)化法，生产工序主要由氧化、回收和精制组成。生产过程中存在火灾

爆炸、电气危害、毒物危害、噪声危害等危险和有害因素，其中，以

主反应器的火灾爆炸危险性和氢氰酸的毒物危害性尤为严重。因此，

采取有效的安全技术措施和个体防护措施，使危险源和危害源得到较

好的控制，降低火灾爆炸危险性和毒物危害性，使反应器的火灾爆炸

危险性和氢氰酸的毒物危害性达到“允许的限度”。是实现安全生

产，经济运行，预防事故，保障劳动者安全与健康的保证。2工艺流程(1)反应丙烯与氨按一定比例混合送入氧化反应器，由分布器均匀分散到催化剂床层中。空气按一定比例从反应器底部进入，经分布板向上

流动，与丙烯、氨混合并使催化剂床层流化。丙烯、氨，空气在440℃～450℃和催化剂作用下生成丙烯腈。同时生成氰化氢、乙腈、

一氧化碳、二氧化碳、丙烯醛、丙烯酸及水等。主反应方程式为：C3H6+NH3+3／202-~C3H3N+3H20+Heat

反应生成热由高压冷却水管产生高压蒸汽移出。反应生成气体进

入急冷塔。·

(2)急冷急冷塔分两段，反应气体进入急冷塔下段，在下段循环废水经一层喷咀喷淋将反应气体骤冷。骤冷后通过升气管上升至急冷塔

上段，反应气体中未反应的氨与加到急冷塔上段的硫酸中和生成硫

铵，硫铵溶液经汽提脱除有机物后送至硫铵回收装置。(3)吸收急冷塔

塔顶出来的除氨后的反应气体进入吸收塔底部，在塔中用水逆流洗涤，塔底得到含丙烯腈、乙腈、氢氰酸和其它有机物的水溶液(富水)，富水经换热后送至回收塔。在吸收塔中，一氧化碳、二氧化碳、氮气及未反应的氧和烃类通过塔顶排气筒排人大气。(4)回收在回收塔中，用水作为溶剂，采用萃取精馏的方法将丙烯腈、氢氰酸与乙腈分离。回收塔顶部馏出物含有丙烯腈、氢氰酸及少量的水，经冷凝分层后有机相(粗丙烯腈)送至脱氢氰酸塔，水相返回塔内。含有乙腈、水及少量氢氰酸的馏分从回收塔侧线气相抽出，进入乙腈塔制得粗乙腈，送至乙腈回收装置，乙腈塔塔底液送回回收塔。回收塔釜液送四效蒸发系统处理，经处理后的水返回急冷塔重新利用，含有机物的废水送总厂污水处理场进行生化处理废水。(5)精制粗丙烯腈送入脱氢氰酸塔，塔顶馏出物为氢氰酸，送至丙酮氰醇装置。塔釜液是含少量水及氰化物的粗丙烯腈再送至成品塔进行精制，由成品塔侧线采出成品丙烯腈，经冷却后送至成品中间槽，经分析合格后送入丙烯腈成品罐，不合格产品送回回收塔进行再精制。成品塔塔釜液返回回收塔，成品塔的塔顶气经冷凝后，凝液送至成品塔回流罐。脱氢氰酸塔和成品塔的未冷凝的气体经真空泵排至火炬系统。

3主要危险因素与有害因素分析3．1火灾爆炸危险性分析丙烯腈装置在生产过程中所使用的原材料、中间产品和最终产品绝大多数属于可燃气体或低沸点可燃液体，易燃易爆物料品种多，数量大，火灾危险性高(丙烯、氨、丙烯腈、乙腈、氢氰酸等物料危险特性见表1)，在操作过程中，各种工艺设备、管线中可燃气体若泄漏到空气中或空气漏入含有可燃气体的设备、管道内，都可以形成爆炸性混合物，遇明火则极易导致燃烧和爆炸事故。其中，反应器是整个装置的主要生

产设备，且反应的原料丙烯、氨、空气具有形成爆炸性混合物的基础条件，且反应为强放热反应，因此，反应器必要的安全保障设施的完善对于安全生产尤为重要。

表1物料危险特性表物质名称闪点，℃引燃温度℃爆炸极限(体)％火灾危险性分类丙

烯一

108 460 2．0～

11．7

甲丙烯腈

一5

480 3．0～17．0

甲乙腈

2

524 4．4～16．0

甲氨

651 16．0～25．0

乙氢氰酸

17．8

538 5．6～40．0

甲丙烯醛

一

26 220 2．8～31．0

甲反应器反应的原料丙烯、氨、空气具有形成爆炸性混合物的基础条件，反应放热提供热能源，具备燃烧、爆炸三要素。当工艺控制失调，参加反应气体比例达到爆炸范围，由床温即可引爆或引燃。此类事故在开、停工过程中更易发生。例如，某丙烯腈装置在开工预热时，因系统的氮气置换不彻底，加热炉点火造成反应器内的可燃气体爆鸣。丙烯氨氧化为强放热反应，保持器内正常热量平衡是安全稳定操作的关键。当遇到自动控制系统故障，如：突然停电、停水、停气(仪表空气)或仪表局部失灵等，有发生高温烧坏催化剂和设备的危险。在自动化程度不高和安全保护措施不够完善的固定床反应器的操作中，、发生事故的可能性更大。例如，某厂固定床反应器，两次发生反应器列管腐蚀泄漏，造成丙烯、氨，空气进入热载体一熔盐(硝酸钾、亚硝酸钠的混合物)中着火，引起熔盐分解爆炸事故。3．2毒物危害性分析．本装置生产过程中可能接触到的毒物主要有：氢氰酸、丙烯腈、氨、乙腈、丙烯醛等。其中，氢氰酸因沸点低(26℃)，毒性大，是毒物危害中最为严重的一种物质。氢氰酸是生产过程中的副产品，在反应器区、急冷塔区、吸收塔区、回收塔区、脱氢氰酸塔区、丙烯腈反应泵房、回收精制泵房、丙烯腈污水泵房、废水、废液槽、污水收集槽问、焚烧炉氢氰酸喷嘴、火炬周围等处以及丙烯腈精制工段和氢氰酸输送管线附近容易发生氢氰酸中毒。在生产、输送、贮存等过程中若发生泄漏或喷溅，就会引发事故，应特别加以重视。吸入高浓度氢氰酸可引起骤死。非骤死者临床表现为粘膜刺激、呼吸加快加深、乏力、头痛，口服者有舌尖、口腔麻木；呼吸困难期有呼吸困难、血压升高、皮肤粘膜出现鲜红色；惊厥期出现抽搐、昏迷、呼吸衰竭。麻痹期全身肌肉松弛，呼吸心跳停止而死亡。可致眼、皮肤灼