郑州自考毕业论文--环氧乙烷生产中安全风险与对策研究.doc

郑 州大学 自学考试助学专业 毕 业 论 文 题目： 环氧乙烷生产中安全风险与对策研究 学生姓名： 年 级： 2014 春 准考证号： 0 专 业： 化学工程 所属学校： 郑州大学 二一四年九月一日 环氧乙烷生产中安全风险与对策研究 - 1 - 摘摘 要要 化工生产有易燃，易爆，有毒，高温，高压，耐腐蚀等特点。因此，安全 生产在化工行业就更为重要。同的生产工艺和大规模的生产开发，生产安全已 成为一个社会问题。因为我国化工行业的安全系统不健全或执法不严的制度， 缺乏操作人员安全知识或技术水平不高，违规操作，也发生多起事故。本文结 合安全评价方法对环氧乙烷生产单元进行安全评价，分辨出危险因素及研究出 相应的对策。 【关键词关键词】 化工生产特点 ；安全操作；产品危险性 ；环氧乙烷；个体防护 环氧乙烷生产中安全风险与对策研究 - 2 - AbstractAbstract Chemical production is flammable, explosive, toxic, high temperature, high pressure, corrosion resistance and other characteristics. Therefore, the safe production in the chemical industry is more important. With the production technology and large- scale production development, production safety has become a social problem. Because of the security system of chemical industry in our country is not perfect or lax enforcement of the law system, lack of operating personnel safety knowledge or technical level is not high, illegal operations, also has many accidents. In this paper, combined with the safety evaluation method on the safety assessment of epoxy ethane production unit, identify the risk factors and the corresponding countermeasures. KeywordKeyword： The characteristics of chemical production; safety; product hazard; epoxy ethane; individual protection 环氧乙烷生产中安全风险与对策研究 - 3 - 目录目录 引言 5 第一章 化工生产概述及特点6 1. 概述6 1.1 化工生产中安全的重要意义 .6 1.2 化工生产中有害因素的分类 .6 2. 化工生产特点7 2.1 工艺复杂，要求严格.7 2.2 产生三废多，污染重.8 2.3 原料危险性高 .8 2.4 事故多，损失大 .8 第二章 环氧乙烷工艺简述及危险分析8 1. 环氧乙烷8 1.1 环氧乙烷装置流程简述.8 2. 生产过程中有害因素分析.10 2.1 环氧乙烷反应系统11 2.2 环氧乙烷罐区11 2.3 原料危险性 11 2.4 产品危险性12 3 共性伤害13 3.1 触电伤害13 3.2 静电雷电危险14 3.3 高空坠落及坠物打击 14 环氧乙烷生产中安全风险与对策研究 - 4 - 3.4 噪音伤害 14 3.5 机械伤害 14 第三章 环氧乙烷安全操作对策措施14 1.操作处置与储存15 2.防火对策措施15 3.防毒对策措施16 3.1 加强个体防护 16 3.2 隔离体设置 16 3.3.急救措施 16 4.环氧乙烷泄漏处理17 5.加强安全管理17 6.总结17 参考文献 .19 环氧乙烷生产中安全风险与对策研究 - 5 - 引言引言 化工产品充满了我们生活中的“衣食住行”，化学工业也面临着许多安全 隐患。 安全是必不可少的生活，提高安全意识，确保环境安全，所以安全是每个 人的责任，努力活得更好。 一个化工企业，安全生产是重中之重，安全不注重，企业的经济效益是不 可能的。要做好安全生产工作，这个问题必须增强职工的安全意识。 我们都知道，化学安全生产责任制度是“安全生产，人人有责”。然而， 问问又有多少人有这个意识？生产安全是每个人的责任，应时刻在耳边警钟长 鸣。每个人都可以把企业安全生产作为自己的责任，珍惜生命，保护企业，从 损失国家财产。也为了自己的人身安全。 一些单位和个人不重视安全生产，责任落实不到位，员工的安全意识不强。 化工企业的安全生产制度可以说是最多的，但在工作，但不能够严格按照安全 生产法规的规定实施。每当看到因为疏忽发生的安全事故，就感觉悲痛，因为 那明明是可以避免的啊！ 环氧乙烷生产中安全风险与对策研究 - 6 - 第第一一章章 化化工工生生产产概概述述及及特特点点 1 1. .概概述述 化工生产是化学变化或化学处理作为工业生产过程的主要特征。在化学工 业，大规模的加工原料，不仅在国家和物理性质的变化，而且在化学性质的变 化，在有要求的产品线，安全生产是企业发展的基础，安全生产条件的时候， 企业生存。没有保障的生活，安全性一直被认为是必须注意在生产生活中的问 题。无论什么样的警告！，而且还经常提到，应该得到社会的广泛关注，但关 注度一定的时间是不够的，所以要提高安全意识，在化工生产中尤其要增强安 全意识尤为重要！ 1.11.1 化工生产中安全的重要意义化工生产中安全的重要意义 化工生产具有易燃、易爆、易中毒，高温、高压，有腐蚀等特点，因此， 安全生产在化工行业中就更为重要。一些发达国家的统计资料表明，在工业企 业发生的爆炸事故中，化工企业就占了三分之一。随着生产技术的发展和生产 规模的大型化，安全生产已成为一个社会问题。我国的化工企业由于安全制度 不健全或执行制度不严，操作人员缺乏安全生产知识或技术水平不高、违章作 业等，导致发生了许多事故。 环氧乙烷生产中安全风险与对策研究 - 7 - 1.21.2 化化工生产中有害因素的分类工生产中有害因素的分类 1、导致事故的直接原因进行分类，参照：生产过程危险和有害因素分类 与代码分 6 类 （1）物理性危险有害因素 设备、设施缺陷，防护缺陷，电危害，噪声危害，振动危害，电磁辐射， 明火，运动物危害，能造成灼伤的高温物质，能造成冻伤的低温物质，粉尘与 气溶胶 （2）化学性危险有害因素 易燃易爆性物质、自燃性因物质、有毒物质、腐蚀性物质 （3）生物性危险有害因素 致病微生物、传染病媒介物、致害动物、致害植物、其他 （4）心理、生理危险有害因素 负荷超限、健康状况异常、从事禁忌作业、心理异常、辩识功能缺陷、其 他 （5）行为性危险有害因素 指挥错误、操作失误、监护失误、其他错误其他 （6）其他危险、有害因素 2 2. .化化工工生生产产的的特特点点 首先，应该先说明一下，所有这些事故的发生都是与化工生产的特点是分 不开的，而这些特点存在很多的不安全因素。正因为这些不安全因素的存在， 作为一名化工企业的职工才更应该对这些特点有一个深刻的认识，预防各类事 故的发生。 环氧乙烷生产中安全风险与对策研究 - 8 - 2.12.1 工艺复杂，要求严格工艺复杂，要求严格 生产一个化学产品往往是由几个步骤组合而成，在设备和多个单元操作设 备和多个的联合生产系统的特殊要求，每一个步骤，流程长，工艺复杂，工艺 参数的形成，严格的生产线。因此，任何人不得擅自变更，必须严格遵守操作 规程，操作的巡回检查，注意认真记录，纠正偏差，严格交接班，注重过程下 的接触，及时消除隐患。防止各种事故的发生。 2.22.2 产生三废多，污染重产生三废多，污染重 化学工业在生产中产生的废气、废渣、废液多，是国民经济中污染的大户。 在排放的“三废”中，许多物质具有可燃、易爆、有毒、有腐蚀及有害性，这 都是生产中的不安全因素。 2.32.3 原料原料危险性高危险性高 多属于易燃、易爆、有腐蚀性的物质，目前世界上已有化学物品六百多万 种，经常生产使用的约六、七万种，我国约有三万种。这些化学物品中约有百 分之七十以上具有易燃、易爆、有毒和腐蚀性强。在生产、使用、贮运中管理 不当，就会发生火灾、爆炸、中毒和烧伤等事故，给安全生产带来重大的损失。 2.42.4 事故多，损失大事故多，损失大 据统计，每年有成百上千的化学工业事故。人员伤亡，并造成巨大损失。在 事故中，约百分之七十为非法命令，违规操作造成的。可见，开展学习的技术 人员，提高劳动者素质，安全教育，职业教育，是一项非常重要的工作。 第第二二章章 环环氧氧乙乙烷烷工工艺艺简简述述及及危危险险分分析析 1 1. .环环氧氧乙乙烷烷 氧化乙烯（EO）是一种有机化合物，化学式为 C2H4O，是最简单的环醚， 属于杂环化合物，是一种重要的石油化工产品。环氧乙烷是一种有毒的致癌物 环氧乙烷生产中安全风险与对策研究 - 9 - 质在空气中，最大允许浓度 0 .001 gm。在常温常压下是一种无色的可燃气 体的温度，是一种无色液体流动。有乙醚气味，高浓度，和一些化合物的加成 反应，硝酸银还原。长的水库将发挥聚合反应。易燃，遇高温，火灾有燃烧和 爆炸的风险。 1.11.1 环氧乙烷装置流程简述环氧乙烷装置流程简述 乙烯在 Ag/-Al2O3催化剂存在下直接氧化制取环氧乙烷的工艺， 用纯氧 进行氧化的工艺路线。 主反应 C2H4+1/2O2 +106.9J/mol 副反应 C2H4+3O22CO2+2H2O+1323KJ/mol +5/2O22O2+2H2O+1218KJ/mol C2H4+1/2O2CH3CHO C2H4+O22CH2O CH3CHO 简要工艺流程是将乙烯、纯氧、致稳甲烷以一定的比例与循环气混合送入 氧化反应器，在银催化剂作用下进行氧化反应，生成环氧乙烷。反应温度 200- 290，反应压力 2MPa。反应生成的环氧乙烷气体用水吸收其中的环氧乙烷， 再经解析、精馏，得到纯净的环氧乙烷。 由于此反应为气固相反应，并且催化剂比较贵,所以选择列管式固定床反应 器。反应放出大量的热,所以须采用换热介质进行换热，根据反应的热效应求得 反应的温度在 180-250，因此选择矿物油作为换热介质，采用外部循环式换 热。 新鲜的原料气体与空气混合，热交换器预热后的一段时间后，从反应器上 部进入催化剂床层。由于对环氧乙烷反应器流出物的反应混合物中的含量仅为 1-2%，换热器和冷却，在乙烯氧化物吸收塔。由于环氧乙烷能与水任意比例， 水为吸收剂吸收环氧乙烷气体。从气体吸收塔尾气，大部分（约90%）周期，而 一小部分进入二氧化碳吸收装置，热钾碱溶液除去所产生的CO2的副反应。二氧 化碳吸收装置为气一小部分二氧化碳吸收塔和再生塔从高温度和低碳酸氢钾碳 环氧乙烷生产中安全风险与对策研究 - 10 - 酸钾溶液接触。成碳酸氢钾的作用下，二氧化碳。由于气体二氧化碳吸收塔顶 部排出冷却后，分离夹带的液体，返回到循环系统。富含二氧化碳的碳酸氢钾- 塔塔釜碳酸钾溶液吸收解压缩到再生塔，加热后，碳酸氢钾分解成二氧化碳和 碳酸钾，CO2从贫困的塔顶，碳酸氢钾在碳酸钾溶液循环回二氧化碳吸收塔再生。 . 自环氧乙烷吸收塔塔底排出的环氧乙烷吸收液，含环氧乙烷仅 1.5%左右， 并含有少量的副产物甲醛和乙醛，尚溶有二氧化碳，需进一步提浓精制已获得 所需纯度的环氧乙烷。 图（1）氧化法生产环氧乙烯工艺流程示意图 环氧乙烷生产中安全风险与对策研究 - 11 - 1环氧乙烷反应器；2热交换器；3气体混合器；4环氧乙烷吸收塔； 5二氧化碳吸收塔；6二氧化碳吸收液再生塔；7解吸塔；8再吸收 塔 9脱气塔；10精馏塔：11环氧乙烷储槽 2 2. .生生产产过过程程中中有有害害因因素素分分析析 乙烯装置由于其特殊的工艺，原材料，易燃易爆气体乙烯，环氧乙烷爆炸 范围的产品和更危险，但保护联锁系统，但生产过程是非常危险的，过程控制 要求很严格。即便如此，在世界范围内的设备或发生了多起火灾，爆炸事故。 所以在生产过程中的有害因素进行了分析，发现规律，避免或减少事故的发生。 2.12.1 环氧乙烷反应系统环氧乙烷反应系统 乙烯和氧在银催化剂作用下，乙烯氧化反应发生通过固定床反应器中，环 氧乙烷反应，二氧化碳的主要副反应。导热油或水从反应热。N2 和 CH4 为稳定 气体混合用于稀乙烯和氧气保持在范围外的爆炸浓度。由于反应温度，压力， 杂质，原料配比等因素对环氧乙烷反应过程的影响，反应条件较苛刻，操作不 当会出现燃烧甚至爆炸等事故。 2.22.2 环氧乙烷罐区环氧乙烷罐区 环氧乙烷是装置的主要产品之一，爆炸范围为 3-100，沸点 107， 性质非常活泼，因而在生产、储存、装车、运输过程中要严格执行相关的安全 规章制度。环氧乙烷产品要求是在 N2 封情况下低温(5)储存，若发生泄漏 喷溅在身上会发生冻伤，遇见火星将引起着火爆炸，是装置十分危险的区域。 环氧乙烷生产中安全风险与对策研究 - 12 - 2.32.3 原料危险性原料危险性 主要原料：乙烯（CH2=CH2） 侵入途径：吸入 健康危害：具有较强的麻醉作用。急性中毒：吸入高浓度乙烯可立即引起意 识丧失，无明显的兴奋期，但吸入新鲜空气后，可很快苏醒。对眼及呼吸道粘 膜有轻微刺激性。液态乙烯可致皮肤冻伤。慢性影响：长期接触，可引起头昏、 全身不适、乏力、思维不集中。个别人有胃肠道功能紊乱。 环境危害：该物质对环境有危害，对鱼类应给予特别注意。对水体、土壤和 大气可造成污染。 燃爆危险： 易燃。 2.42.4 产品危险性产品危险性 环氧乙烷（EO） 危险性类别：GB2.1 类易燃性气体 侵入途径：吸入、皮肤接触 环氧乙烷生产中安全风险与对策研究 - 13 - 健康危害：环氧乙烷为中等毒性物质，主要影响神经系统，具有麻 醉性。接触时间长时也能引起嗅觉麻木。症状为眼鼻刺激、嗅觉麻木、 咳嗽、呼吸困难、呕吐、肺气肿、肺水肿、昏迷。环氧乙烷的水溶液具 有很强的刺激性，能引起皮肤烫伤。 环境危害：对环境有危害。 燃爆危险：环氧乙烷(EO)，分子式 C2H4O，为第 2.1 类易燃气体， 常温常压下为无色气体，低温时为无色透明液体，易挥发，闪点低于 17.8，其蒸气能与空气形成范围广阔的爆炸性混合物，爆炸极限为 3.0%100%。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。若遇高热可发生剧烈分 解，引起容器破裂或爆炸事故。接触碱金属、氢氧化物或高活性催化剂 如铁、锡和铝的无水氯化物及铁和铝的氧化物可大量放热，并可能引起 爆炸。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着 火回燃。 致癌作用:Schulte 等对 6 所美国医院和 1 所墨西哥医院的 68 名女 性工作人员研究，按 8 h 加权平均 0.14 mg/m3 和 0.31 mg/m3 的暴露量 分为低、高暴露组。高暴露组血球容积和血红蛋白较低暴露组显著降低, 并且淋巴细胞显著增加，嗜中性粒细胞显著减少。许多调查和研究，特 别是近几十年英国的职业暴露研究都表明,EO 引起人类各种癌的可能性 很低。如 Hagmar 等对 2 个生产一次性医疗用品工厂的 2 170 名暴露 EO 工人进行前瞻性研究,没有发现癌发生率增加，也没有观察到白血病。 Coggon 等对在化工厂和医院消毒室肯定和可能暴露 EO 的 2 876 位男、 女性人员进行了 13 年前瞻性研究,结果暴露者的死亡率、各类肿瘤、癌 症(胃癌、乳癌、白血病、非霍奇金淋巴瘤)和全国人群预期死亡率接近 甚至低些。 环氧乙烷生产中安全风险与对策研究 - 14 - 生殖毒性：EO 暴露与自然流产有关。Hemminki 等20研究发现， 芬兰医院中从事 EO 消毒的护士自然流产增加。在医院中从事 EO 消毒工 作的 545 名怀孕妇女的自然流产调查结果示，怀孕期间接触 EO 的妇女 自然流产率是未接触孕妇的 3 倍。此外，研究者应对男性接触 EO 后引 起对后代致畸或不育症的潜在可能性给予关注。 过氧化氢的燃烧爆炸性、及毒害性存在的部位有：氧化塔、萃取塔、净化 塔、干燥塔、后处理工序、浓缩、包装、储罐区等。 3 3. .共共性性伤伤害害 3.13.1 触电伤害触电伤害 装置中有物料泵、风机、空气压缩机、电动葫芦等电器设备，若电器设备 发生事故或电器安装不规范，缺少接地或接零，或接地接零损坏失效，会发生 触电伤害事故。沿墙壁敷设或沿地面铺设的临时线路无保护套管或绝缘损坏， 接触人体会发生触电事故。因装置用电为低压电源，触电均表现为低压触电。 配电室、氧化塔、萃取塔、净化塔、后处理工序、浓缩、储罐区、消防泵房等 为危险较大的场所。 3.23.2 静电雷电危险静电雷电危险 环氧乙烷生产用原料乙烯，属于易燃易爆物质，在管道过程中均易产生静 电，如无静电跨接接地装置或失效，存在静电集聚、放电引发系统发生火灾、 爆炸的危险。尤其氧气与乙烯的混合物最小点火能只有 0.096mJ，极易被静电 火花引燃。 装置缺少避雷设施或避雷设施接地不良，接地电阻过大，都可能遭到雷击 或雷电感应放电，因此，对生产厂房、仓库等要设避雷设施，并按时进行检查 测试，保证避雷设施完好，设备管道接地电阻应在规定范围内，避免雷电感应 造成的损失。 环氧乙烷生产中安全风险与对策研究 - 15 - 3.33.3 高空坠落及坠物打击高空坠落及坠物打击 反应装置中环氧乙烷反应塔；气体混合塔；环氧乙烷吸收塔；萃取塔、净 化塔、干燥塔、后处理工序、浓缩塔等有平台、爬梯、高位电动葫芦或者检修 脚手架等，职工在操作及检修交叉作业中，有高空坠落及高物打击的危险。 3.43.4 噪音伤害噪音伤害 环氧乙烷生产装置中有空气压缩机、泵等转动设备，如出现故障或润滑不 好，以及长时间在附近操作，会产生噪音伤害。在噪声较大的岗位，操作人员 须带耳罩以降低噪声危害。 3.53.5 机械伤害机械伤害 环氧乙烷生产装置中有多种压缩机等转动设备，存在机械伤害危险。 第第三三章章 环环氧氧乙乙烷烷安安全全操操作作对对策策措措施施 通过前面分析可知，环氧乙烷生产过程中存在的主要危险有害因素有：火 灾、爆炸危险，毒性危险等；因此在建设过程中，必须严格遵守相关的规范标 准，任何忽视或降低标准的行为，都会留下事故隐患，给日后安全运转带来危 害。在此提出的对策措施也主要针对这些主要的危险危害因素。 1 1. .操操作作处处置置与与储储存存 注意事项：密闭操作，局部排气。操作人员必须经过专门培训，严格遵 守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（全面罩），穿防静电 工作服，戴橡胶手套。远离火种，热源，在工作场所禁止吸烟。使用防爆型 的通风系统和设备。为防止工作场所空气中的气体泄漏。避免与酸，碱，酒 精暴露。在传输过程中，气缸和容器必须接地和跳线，防止静电的产生。影 响和冲击的禁止。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。 储存注意事项： 储存于阴凉、通风的 库房。远离火种、热源。避免光 照。库温不宜超过 30。应与酸类、碱类、醇类、食用化学品分开存放， 切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备 和工具。储区应备。 环氧乙烷生产中安全风险与对策研究 - 16 - 2 2. .防防火火对对策策措措施施 在设计和施工中，应配备安全消防措施，严格按照相关标准。易燃危险 物质释放，爆炸装置处理设施应压力，包括安全阀，安全阀，压力控制阀； 乙烯和乙烯氧化物和瓦斯监测其他工作场所设计的逃生，报警和联锁系统； 集中正压通气控制室的设计，必须保证通风的空气无污染，使用活性碳或其 它吸附剂过滤介质的过滤空气吸入口的设计。 危险特性：能形成一系列其蒸气与空气的爆炸性混 合物。在高温和火 焰的燃烧爆炸案。若遇高热可发生严重的分解，由于管道破裂或爆炸事故。 碱金属氢氧化物或高活性催化剂接触，如铁，锡和氯化铝、无水的铁和铝的 氧化物可以大量的 热量，并可能引起爆炸。其蒸气比空气重， 能在较低处 扩散到相当远的地方，遇 火源会着火回燃。 有害燃烧产物： 一氧化碳、二氧化碳。 灭火方法： 切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。 喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：雾状水、抗 溶性泡沫、干粉、二氧化碳。 考虑到本工程的火灾风险，建议消防泵应能自动连续顺序启动，但也从远 程启动控制室，为了迅速在发生事故的情况下，启动消防水系统；建议增加柴 油发电机组，为消防专用，破坏正常电源使用双回路时使用。 3 3. .防防毒毒对对策策措措施施 环氧乙烷装置虽然没有高温高压要求，但不少工艺控制，要求操作精度及 频度较高，应当注意工艺参数的选择及量的控制，摸索最佳操作条件。如氢化 工序停车时停氧换氮、氧化工序酸度控制、萃余液含量控制、干燥塔碱度控制、 深缩工序乙烯稳定性控制等。 3.13.1 加强个体防护加强个体防护 在所有的人可能会接触到有害物质引起的烧伤，刺激或伤害皮肤的地区， 应当设置紧急淋浴和洗眼器；除了护目镜，手套，淋浴和洗眼的一般保护，还 环氧乙烷生产中安全风险与对策研究 - 17 - 应设置专用的面具；关键操作的个人防护装备强大的商业使用，例如空气呼吸 面罩，全身 PVC 防护服，手套和防护眼镜等。 3.23.2 隔离体设置隔离体设置 设有操作岗位的地方，如控制室、配电室、操作间及实验室等建筑物应设 有正压通风系统，并可承受一定外压，进风口处有活性炭吸附器；重芳烃贮罐 区应设有防护提。 3.33.3 急救措施急救措施 皮肤接触： 立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15 分钟。 就医。 眼睛接触： 立即提起眼睑，用大量流动清水或 生理盐水彻底冲洗至少 15 分钟。就医。 吸入： 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困 难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。呼吸心跳停止时，立即进行 人工呼吸和胸外心脏按压术 4 4. .环环氧氧乙乙烷烷泄泄漏漏应应急急处处理理 应急处理：污染区撤离人员迎风泄漏，并立即隔离150m，严格限制出 入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电服装。尽 可能切断泄漏源。覆盖层或吸附 /吸收剂盖住 泄露点附近的下水道和其他地 方的工业使用，以防止气体进入。合理通风，加速扩散。喷雾水稀释，溶解。 建立了大量的废水围堤或挖坑收容的。如果可能的话，将泄漏的气体与排气 扇打开的区域或提供适当喷头烧掉。漏气容器要妥善处理，修复，检验后 再用。 环氧乙烷生产中安全风险与对策研究 - 18 - 5 5. .加加强强安安全全管管理理 除了以上这些针对性的措施，在生产过程中还应该注意加强安全管理，如 对员工进行全面、系统的安全维护培训，建立健全安全管理制度，定期安全检 查等。 总总结结 通过前面的分析，对环氧乙烷的工