環(huán)氧丙烷裝置危險(xiǎn)物料有害特性及防護(hù)措施的研究與應(yīng)用

隗小山

(湖南石油化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南岳陽(yáng) 414012)

環(huán)氧丙烷裝置危險(xiǎn)物料有害特性及防護(hù)措施的研究與應(yīng)用

隗小山

(湖南石油化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南岳陽(yáng) 414012)

環(huán)氧丙烷是一種用途廣泛的有機(jī)化合原料,本文概述了中國(guó)石化長(zhǎng)嶺分公司通過(guò)雙氧水直接氧化法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷,分析了其生產(chǎn)原材料可能存在的危害特性,并提出了有效的安全防護(hù)對(duì)策。

環(huán)氧丙烷 雙氧水法 易燃 措施

1 環(huán)氧丙烷概述

環(huán)氧丙烷(C3H50)又稱氧化丙烯，簡(jiǎn)稱PO，是僅次于聚丙烯的第二大丙烯衍生物，是重要的基礎(chǔ)化工原料之一[1]。環(huán)氧丙烷主要用于生產(chǎn)聚醚多元醇、丙二醇、異丙醇胺、二異丙醇胺、丙烯醇、非聚醚多元醇等，其中聚醚多元醇是生產(chǎn)聚氨酯泡沫、保溫材料、彈性體、膠粘劑和涂料等的重要原料，各類非離子型表面活性劑在石油、化工、農(nóng)藥、紡織、日化等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用[2]。全世界每年需要8.0×106噸的環(huán)氧丙烷。

2 生產(chǎn)工藝和主要裝置組成

2.1 生產(chǎn)工藝

中國(guó)石化長(zhǎng)嶺分公司10萬(wàn)噸/年雙氧水法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷裝置采用石油化工科學(xué)研究院開發(fā)的HTS-1催化劑催化轉(zhuǎn)化丙烯與雙氧水制備環(huán)氧丙烷技術(shù)，是該技術(shù)的第一套工業(yè)裝置，也是目前國(guó)內(nèi)第一套采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)建設(shè)的雙氧水法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的工業(yè)裝置。該裝置由石科院提供成套技術(shù)工藝包，中石化上海工程有限公司負(fù)責(zé)工程設(shè)計(jì)，中石化長(zhǎng)嶺分公司負(fù)責(zé)工程施工。

2.2 裝置構(gòu)成

中國(guó)石化長(zhǎng)嶺分公司通過(guò)采用雙氧水法，每年生產(chǎn)10萬(wàn)噸環(huán)氧丙烷，總共生產(chǎn)時(shí)間約為8000小時(shí)。生產(chǎn)所用裝置的擁有60%-110%的彈性操作范圍。裝置包括環(huán)氧化反應(yīng)系統(tǒng)、環(huán)氧丙烷精制系統(tǒng)、丙烯回收系統(tǒng)、甲醇精制系統(tǒng)、排放氣處理系統(tǒng)和催化劑復(fù)活系統(tǒng)。其中，環(huán)氧化反應(yīng)系統(tǒng)和環(huán)氧丙烷精制系統(tǒng)是裝置的核心部分，主要包括反應(yīng)器、丙烯分離塔、環(huán)氧丙烷萃取精餾塔等設(shè)備。裝置的主要原材料有雙氧水、丙烯、甲醇、助劑、氨水、肼水、氫氧化鈉及催化劑，產(chǎn)品為環(huán)氧丙烷(表1)。

3 主要原料特性

3.1 雙氧水的特性

(1)危險(xiǎn)特性;雙氧水在高溫下或同有機(jī)物相遇情況下，很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，釋放出氧氣。遇到有機(jī)物，如鉻酸、或金屬粉末等常常伴隨劇烈化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，甚至發(fā)生恐怖的爆炸。遇到過(guò)高的熱度也會(huì)發(fā)生急劇分解，導(dǎo)致容器不耐高溫反應(yīng)爆破。(2)健康危害;雙氧水通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量水蒸氣，強(qiáng)烈刺激人的呼吸道系統(tǒng)和灼傷人的眼睛，導(dǎo)致視力模糊，甚者失明。眼眼如果沾上雙氧水后果極其嚴(yán)重，可能導(dǎo)致眼睛失明。誤食雙氧水會(huì)導(dǎo)致中毒現(xiàn)象的發(fā)生，主要表現(xiàn)為頭暈耳鳴、心口痛、呼吸困難、嘔吐腹痛，體溫升高、結(jié)膜和皮膚出血。

3.2 丙烯的特性

(1)危險(xiǎn)特性;丙烯是一種很容易燃燒的氣體，在有火光的地方容易發(fā)生爆炸。(2)健康危害;人如果吸入濃度為15%的丙烯，在短短30分鐘后，可能會(huì)導(dǎo)致喪失自己的意識(shí)。但當(dāng)丙烯的濃渡為24%時(shí)，人喪失意識(shí)需3分鐘;當(dāng)丙烯的濃渡為35%-40%時(shí)，人喪失意識(shí)僅20秒鐘;當(dāng)丙烯的濃渡達(dá)到40%以上時(shí)，人喪失意識(shí)僅需6秒鐘，并引起嚴(yán)重嘔吐。

表1 環(huán)氧丙烷的參數(shù)指標(biāo)

3.3 甲醇的特性

(1)危險(xiǎn)特性;甲醇蒸氣是一種容易燃燒的氣體，與周圍空氣混合容易發(fā)生危險(xiǎn)。碰到火光容易發(fā)生劇烈的燃燒爆炸。裝置甲醇的玻璃容器在高溫高壓下容易發(fā)生破裂。(2)健康危害;長(zhǎng)期呆在裝有甲醇的地方，能夠麻醉人的神經(jīng)中樞;短時(shí)間大量吸入甲醇會(huì)出現(xiàn)輕度眼上呼吸道刺激癥狀，后期出現(xiàn)頭暈困乏、四肢無(wú)力眩暈、雙眼模糊、意識(shí)喪失甚至昏迷不醒。長(zhǎng)期遭受甲醇的侵蝕，可能導(dǎo)致人的神經(jīng)衰弱，記憶力減退，視力退化，皮膚出現(xiàn)脫脂、皮炎等現(xiàn)象。

3.4 氫氧化鈉的特性

(1)危險(xiǎn)特性;遇酸容易反應(yīng)，釋放熱量。固體氫氧化鈉在陰暗潮濕的環(huán)境下，容易腐蝕鋁、鋅和錫等金屬制品，并釋放出氫氣。(2)健康危害;氫氧化鈉具有強(qiáng)烈的刺激性，粉塵會(huì)刺激灼燒人的眼睛、鼻子和臉頰;誤食會(huì)灼傷消化系統(tǒng)，導(dǎo)致粘膜糜爛、腸道出血或休克的嚴(yán)重后果。

4 有效預(yù)防危害的措施

4.1 提高原料存儲(chǔ)安全

(1)按照原料特性分開存放，因多數(shù)原料為燃燒爆炸物，多應(yīng)存儲(chǔ)于陰涼、通風(fēng)處，遠(yuǎn)離火種、熱源的庫(kù)房。庫(kù)溫不宜超過(guò)30℃;(2)采用絕緣型照明設(shè)備和機(jī)械設(shè)備;(3)配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備;(4)倉(cāng)庫(kù)設(shè)有安全警告或者鎖門，防止非相關(guān)人員或危險(xiǎn)人員進(jìn)入。

4.2 加強(qiáng)設(shè)備安全管理

(1)定期維護(hù)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)噴淋系統(tǒng)，保證正常運(yùn)行;(2)防火間距、消防通道的布置必須符合規(guī)范要求，若要改動(dòng)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的，需增加水幕保護(hù)等防火、隔火措施;(3)增強(qiáng)員工的安全覺(jué)悟，提高管理設(shè)備人員水平;(4)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和主流設(shè)備，進(jìn)一步解決安全隱患。

4.3 規(guī)范員工操作管理

(1)加強(qiáng)對(duì)員工的入職培訓(xùn)，非常熟悉生產(chǎn)過(guò)程;(2)要求工作人員全面保護(hù)自己，耐酸堿服、手套、竹炭口罩紛紛用上;(3)不要接近易燃、易爆物品和酸堿性溶液;(4)限制應(yīng)急處理泄漏的員工人數(shù)，人多則亂，盡可能切斷泄漏源。

5 結(jié)語(yǔ)

生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的主要原材料中，丙烯和甲醇容易燃燒，雙氧水和氫氧化鈉在特定環(huán)境下發(fā)生化學(xué)變化容易產(chǎn)生大量氣體，嚴(yán)重危害人類的身體健康，文章從原料存儲(chǔ)、設(shè)備管理、員工培訓(xùn)等方面列出了具體防護(hù)措施，旨在降低環(huán)氧丙烷生產(chǎn)過(guò)程中的危險(xiǎn)。

[1]李翠.基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的環(huán)氧丙烷行業(yè)污染防治研究-以錦化化工集團(tuán)環(huán)氧丙烷裝置為例[D].大連理工大學(xué),2008.

[2]康靜娜.微孔-中孔復(fù)合分子篩TS-1的研究[D].天津大學(xué),2007.

本文是湖南2014年度湖南省教育廳科學(xué)研究一般項(xiàng)目《中石化長(zhǎng)嶺分公司10萬(wàn)噸/年環(huán)氧丙烷裝置危險(xiǎn)物料有害特性及防護(hù)措施的研究與應(yīng)用》(項(xiàng)目編號(hào)：14C0739)的階段性研究成果。