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安全生产 重在预防
2013年5期 发行日期:2013-02-04
作者:□ 孟 晖

  编者按:20121231日,位于山西省长治市的天脊煤化工集团股份有限公司发生苯胺泄露事故,泄露38.7吨苯胺,其中30吨被当地紧急拦截,但是仍有8.7吨苯胺流入浊漳河。泄露发生辐射流域约80公里,涉及潞城、平顺两市县在内的28个村庄,污染物流入河北、河南境内,最终影响了下游邯郸等地的供水,而邯郸市在201315日才接到山西省有关部门的通报。7日上午,事故现场应急处置工作组召开第三次新闻通气会,会上对“未按照要求程序上报的质疑”做出了解释,定性为严重地迟报。

  本次事件波及多省市,对沿线数百万人口的饮水安全造成威胁,而事件发生后五日才进行通报,涉事企业和事发地政府存在信息漏报、迟报,甚至瞒报的嫌疑,一时间该事件成为焦点。虽然这起事件造成严重危害的主要原因在于应急响应措施不力,及相关企业、政府不作为,但苯胺作为一种毒害化学品,其生产过程中尤其要重视安全。

 

安全生产 重在预防

——苯胺生产过程安全技术分析及对策

□ 孟 

  苯胺及配套装置生产过程中使用大量易燃易爆、有毒有害的危险化学品,加之生产工艺条件苛刻,装置及控制技术要求严格,使其生产过程事故具有突发性、灾害性的特点,其中硝化单元、苯胺合成精馏单元和氢气存储与使用等都存在一定危险因素。同时苯胺属于毒害品,具有较强毒性。

  苯胺生产过程中安全事故时有发生,近十年来随着工艺技术提升、设备装置完善和自动化程度提高,安全事故发生率明显降低,但是仍有部分装置由于管理不到位和误操作导致多次恶性事故发生,如2001年宁波海利苯胺装置停车检查时发生爆炸燃烧;2005年吉林石化苯胺装置发生特大爆炸火灾事故;同年南京六合一家硝基苯装置发生爆炸燃烧;2006年兰州石化苯胺装置发生爆炸造成数人死亡恶性事故;同年山东某企业苯胺新装置试车发生爆炸;2012年底天脊苯胺发生泄漏引发恶性环境污染事件……苯胺生产涉及到硝化和加氢单元,与之相关的硝化、加氢工序及相近工艺过程产品发生多起恶性事故,如2006年射阳氟源化工脱硝工序发生特大爆炸事故,死亡22人、受伤29人;20122月河北赵县化工厂硝化装置发生爆炸,死亡16人;2012年安徽某企业硝基氯化苯系列装置两次发生爆炸燃烧,3年内发生7次事故;另外近年来多家企业芳香胺加氢单元发生爆炸或燃烧。

 

硝化工序

  硝化生产中反应热量大、温度不易控制;硝化反应易产生副反应和过反应。芳香族的硝化反应常常会发生硝基酚等氧化副反应,而硝基酚及其盐性质极其不稳定,在蒸馏中特别容易发生爆炸。国内多起苯胺爆炸事故起因于硝化单元蒸馏环节,而且其他硝化产品爆炸也多因此而起。

  针对硝化工序易发生事故,首先应提升工艺技术和设备装置的技术水平,将安全隐患在工艺过程消除掉,减少酚盐类等副产物数量,控制可能带来爆炸的引发源。

  绝热硝化工艺  该工艺是从国外20世纪70年代研发应用而发展起来新型硝化技术,突破了硝化反应必须在低温下恒温操作的传统观念,取消了冷却装置,节省了大量用以移除反应热的冷却水,充分利用混合热和反应热来提高反应速度,因而物料停留时间短,副反应少,不仅大大节约能耗,而且有效减少副产物生成,从工艺上消除了安全隐患。

  微反应技术  采用微通道反应器合成技术,自20世纪90年代中期微反应技术兴起以来,由于其独特的特色和优势得以迅速发展并成为科研院校和企业界共同的研究热点,不仅取得很多令人瞩目的研究成果,而且在工业化生产中得到越来越多应用。微通道反应技术具有高速混合、高效传热、反应物停留时间的窄分布等优点,由于其极高换热效率,即使反应突然释放大量热量,也可以被迅速导出,从而保证反应温度的稳定;而且停留时间极短,可以精确控制副产物生成。因此微反应技术在硝化过程中具有良好的应用前景。

 

加氢单元

  加氢单元中氢压机系统、硝基苯气化系统、流化床系统、精馏回收系统等都存在一定危险性。

  氢压机是苯胺生产的核心设备,苯胺生产是长周期连续运行的过程,一旦任何一台氢压机出现故障都将直接危害正常生产。苯胺生产的重要工艺参数之一是氢油比,若氢压机输出氢量低于标准,将造成局部反应温度过高,轻者造成催化剂烧结、中毒,严重则造成火灾和爆炸。因此加强氢压机系统应及时巡检,定期维护保养非常重要。

  硝基苯气化系统是易发生事故的单元,原料硝基苯中含多硝基化合物、硝基酚钠、一硝基苯类,长期积累,在被多次汽化后浓缩,当汽化器液位过低时容易过热分解引起爆炸。此外,硝基苯与苯胺在高温无催化剂情况下会发生缩合反应,生成高沸物。长时间高温加热易分解、结焦,造成汽化器加热列管间堵塞,使设备使用寿命减短,维修费用增加。因此汽化器中的硝基苯残液应定期排放,以保证生产过程的安全。

  流化床反应器是苯胺生产的核心设备,硝基苯和氢气在流化床中遇到催化剂瞬间反应产生大量热,反应物料有毒有害、易燃易爆,属正压高温操作。一旦反应失控,轻者超温烧毁催化剂,重则物料泄漏酿成事故,吉林、江苏、山东等多次芳香胺爆炸事故皆因此而起。

  精馏回收后处理系统是纯物理加工系统,无化学反应,脱水精馏采用负压操作,废水回收系统常压操作,物料主要含苯胺,生产过程中易发生溢料、污染环境及造成人员中毒。

 

其他

  国内苯胺事故有多起发生在检修期间,其中兰化公司在对停产的苯胺装置废酸单元进行全面检修时,由于罐内有易燃物溢出,导致突然爆炸起火,是一起典型的石化装置检修中发生的事故。据不完全统计,近年来国内石化系统发生重大事故,其中装置检修中发生的事故占了40%以上,因此加强苯胺装置检修的安全管理,是实现苯胺装置安全生产的重要一环。石化装置检修危险性主要有火灾爆炸、中毒窒息、烧伤或化学灼伤、高处坠物打击,及电、粉尘或者工业射线造成的伤害,其中火灾爆炸最为常见。这主要由于石油化工生产中的原料、燃料和中间品、半成品、成品,包括某些副产物和催化剂,大多数具有易燃易爆的特点。因此如果装置停车处理时候吹扫、置换、蒸煮不彻底,或检修设备没有与运行或有物料系统有效隔离,工业下水系统的可燃物没有清理干净、封盖不严,动火时候就可能引起爆炸着火。

  氢气是易燃易爆的气体,苯胺生产企业主要是将氢气放置在氢气柜中进行储存。气柜浮盘的浮动高低应采用DCS系统监测并有上下限报警。

  由于苯胺生产过程不安全因素较多, 因此新扩建装置一定要将安全隐患在生产工艺选择、设计、建设和管理中进行消除。其中硝基苯单元相比硝基苯还原单元危险性更大,而还原单元需要大量易燃易爆的氢气。因此硝基苯单元要与硝基苯还原单元有一定安全距离。

  另外,硝化生产装置和相关设备应设置在牢固的防爆建筑物内,而且在周围要有一定应急处理设备和措施。保证发生事故后能够在一定区域内进行处理,不会导致其他设备或者装置产生连锁事故。同时保证事故发生后不产生严重的环境污染。

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