丙烯氨氧化法制丙烯腈工藝危險(xiǎn)性分析與應(yīng)對(duì)

張杰

山東科魯爾化學(xué)有限公司 山東東營(yíng) 257237

目前在丙烯腈的生產(chǎn)過程中，大部分使用了丙烯氨氧化法的制取工藝，但是在這種制取工藝的應(yīng)用過程中，其生產(chǎn)所需要的原料，輔助原料等大多屬于有毒有害的物品，并且具有易燃易爆的特性，所以在實(shí)際生產(chǎn)過程中，如果沒有對(duì)其危險(xiǎn)性進(jìn)行相應(yīng)的分析，并且采取合理的預(yù)防措施，將會(huì)對(duì)生產(chǎn)工藝流程中相關(guān)工作人員的生命健康造成威脅，所以，負(fù)責(zé)丙烯腈工藝流程管理的工作人員必須要深入分析所有可能造成生產(chǎn)工藝流程危險(xiǎn)性增加的因素，并且根據(jù)相關(guān)因素采取針對(duì)性的預(yù)防措施[1]。

1 丙烯腈裝置的工藝流程分析

目前丙烯腈裝置的工藝流程主要有以下幾個(gè)部分，首先是，通過將原材料丙烯和液氨，分別加入到各自的蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)汽化，蒸發(fā)完成以后按照已設(shè)計(jì)好的比例加到反應(yīng)器中進(jìn)行混合操作，在混合完成以后，將空氣按照相應(yīng)的比例從反應(yīng)器的底部通入，在分布器的作用下使空氣能夠和丙烯、氨氣等物質(zhì)進(jìn)行充分均勻的混合，并在催化劑的催化作用下促使丙烯、氨以及空氣發(fā)生氧化反應(yīng)，進(jìn)而形成生產(chǎn)所需要的丙烯腈主產(chǎn)物，除了生產(chǎn)出丙烯腈物質(zhì)以外，同時(shí)還會(huì)生成乙腈、氫氰酸、丙烯酸、丙烯醛以及一氧化碳、二氧化碳等多種副產(chǎn)物，其中需要回收的乙腈和氫氰酸作為副產(chǎn)品經(jīng)精制處理后作為產(chǎn)品外銷，其他物質(zhì)均需要在后系統(tǒng)中進(jìn)行除雜操作。

經(jīng)充分反應(yīng)后的混合氣體先經(jīng)過反應(yīng)氣體冷卻器進(jìn)行冷卻，冷卻降溫至215℃后，進(jìn)入到急冷塔繼續(xù)進(jìn)行降溫，急冷塔有三個(gè)作用，一是利用絕熱增濕原理對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行降溫，二是通過加入硫酸調(diào)節(jié)PH 后的酸性水對(duì)反應(yīng)氣中的剩余氨進(jìn)行吸收，防止帶入后系統(tǒng)，吸收完后會(huì)生成硫酸銨溶液，這些硫酸銨溶液再用泵送到硫銨裝置進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，干燥后作為一種副產(chǎn)品銷售出廠，三是在急冷塔塔釜中除去大量的丙烯醛、丙烯酸等反應(yīng)雜質(zhì)。經(jīng)急冷塔冷卻后的反應(yīng)氣體，再送入吸收塔進(jìn)行吸收，在吸收塔中利用低溫的吸收水對(duì)反應(yīng)氣體中的大部分產(chǎn)物進(jìn)行吸收，不能吸收的尾氣送至廢氣焚燒爐進(jìn)行焚燒，防止污染環(huán)境。經(jīng)吸收后的反應(yīng)產(chǎn)物，與吸收水一起送至回收塔，在回收塔中再利用萃取精餾的方式，實(shí)現(xiàn)將主要產(chǎn)品和副產(chǎn)品進(jìn)行相應(yīng)的分離，其中在塔頂采出的產(chǎn)品主要包含丙烯腈、HCN 等，經(jīng)塔頂冷卻器冷凝分層以后，再將丙烯腈以及HCN 等產(chǎn)品送到脫氰塔中，在脫氰中從塔頂會(huì)脫除絕大部分氫氰酸，并直接作為產(chǎn)品出廠，塔釜采出含有少量氫氰酸的丙烯腈再送入產(chǎn)品塔中進(jìn)行精餾，最終從側(cè)線再出最優(yōu)質(zhì)的丙烯腈產(chǎn)品。

2 生產(chǎn)過程中的危險(xiǎn)性因素分析

目前在丙烯腈生產(chǎn)的過程中，其工藝流程的危險(xiǎn)性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，首先是在丙烯腈裝置的應(yīng)用過程中，其屬于火災(zāi)危險(xiǎn)性相對(duì)較高的裝置類型，因?yàn)楸╇嬖谏a(chǎn)過程中涉及到的主要原材料為丙烯和氨，主要生產(chǎn)的產(chǎn)品為丙烯腈及附屬產(chǎn)品也大都屬于易燃易爆物質(zhì)，所以這些物料在混合到一起后，因?yàn)槠淦贩N構(gòu)成相對(duì)較為復(fù)雜，而且數(shù)量龐大，因此導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)及爆炸危險(xiǎn)性頻率較高。同時(shí)在生產(chǎn)裝置的運(yùn)行過程中，因?yàn)橄嚓P(guān)生產(chǎn)設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)了密封老化以及焊接不牢固或者誤操作的問題，導(dǎo)致很多易燃易爆的氣體泄漏，進(jìn)而遇到火星時(shí)，會(huì)發(fā)生火災(zāi)爆炸事故[2]。

其次是因?yàn)楸┖捅╇嫖镔|(zhì)的化學(xué)分子量相對(duì)較大，且易揮發(fā)，氣體密度相對(duì)比空氣高，所以在出現(xiàn)泄漏的問題時(shí)，會(huì)處于空氣的最低端，并且不易發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象，因此在遇到明火時(shí)，可能會(huì)將所有的易燃?xì)怏w聚集到底部，進(jìn)而出現(xiàn)快速燃燒乃至爆炸的事故。同時(shí)，因?yàn)楸╇嫖镔|(zhì)及HCN 物質(zhì)在生產(chǎn)的過程中會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)聚合的現(xiàn)象，一旦自動(dòng)聚合將會(huì)放出大量的熱，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的壓力迅速升高，嚴(yán)重的將造成整個(gè)設(shè)備或裝置出現(xiàn)爆炸事故。例如在HCN 生產(chǎn)的過程中，因?yàn)槠銹H 值的變化可能會(huì)導(dǎo)致HCN 的聚合速度增加，如果沒有采取合理的預(yù)防措施防止HCN 聚合，將會(huì)引起嚴(yán)重的爆炸事故。

第三在實(shí)際生產(chǎn)過程中，因?yàn)楹芏嗷瘜W(xué)產(chǎn)品的毒性相對(duì)較大，所以在實(shí)際生產(chǎn)過程中沒如果沒有做好相應(yīng)的防毒措施，可能會(huì)導(dǎo)致參與生產(chǎn)的工作人員出現(xiàn)中毒現(xiàn)象，嚴(yán)重的將危及生命。

3 工藝流程中危險(xiǎn)因素的應(yīng)對(duì)方法

目前在應(yīng)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工藝流程的危險(xiǎn)因素過程中，必須要采取針對(duì)性的措施，首先必須要針對(duì)安全閥以及爆破片等安全設(shè)施系統(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，并且置相應(yīng)的報(bào)警系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)了壓力、溫度等超過正常值時(shí)，應(yīng)該及時(shí)發(fā)出報(bào)警，操作人員第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)后采取相應(yīng)的操作和控制措施，避免事故發(fā)生。同時(shí)在所有生產(chǎn)設(shè)備的安裝過程中，必須要保證配備的安全閥能夠符合相關(guān)生產(chǎn)要求，尤其是對(duì)于一些易燃易爆、有毒有害的氣體和液體設(shè)備來說，安全閥起到的至關(guān)重要的作用，所以必須要保證安全閥的出口能夠和相關(guān)容器進(jìn)行合理連接，并確保正常投用。另外還要保證整個(gè)可燃?xì)怏w的安全閥出口能夠和安全泄壓設(shè)施進(jìn)行正常連接（一般使用火炬系統(tǒng)），隨時(shí)保證其暢通狀態(tài)。對(duì)于一些有毒氣體、易揮發(fā)液體，在實(shí)際生產(chǎn)的過程中，必須要保證能夠?yàn)槊恳粋€(gè)工作人員配備相應(yīng)的防毒面具、空氣呼吸器等防毒、防護(hù)設(shè)施，一旦出現(xiàn)了毒性物料泄漏時(shí)，確保能夠采取相應(yīng)的防護(hù)措施，第一時(shí)間將事故處理完畢，并能夠?qū)L(fēng)險(xiǎn)降到最低[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段在利用丙烯氨氧化法進(jìn)行丙烯腈的生產(chǎn)過程中，因?yàn)槠湮ｋU(xiǎn)性因素相對(duì)較多，而且較為復(fù)雜，所以必須要針對(duì)每一個(gè)危險(xiǎn)因素采取合理的、可靠地防治措施。