环氧乙烷安全生产技术要点

环氧乙烷安全生产技术要点环氧乙烷安全生产技术要点 氧气氧化法制环氧乙烷工艺中 乙烯氧化反应单元氧化反 应器易发生 飞温 而导致火灾爆炸等重大事故的原因 主副反应 均为放热反应 副反应为完全氧化反应 反应热为主反应的十几倍 温 度升高将导致反应选择性下降 速率加快 系统进入 自热 状况 进 而导致热失控 甚至引发火灾爆炸事故 温度控制是保证氧气 氧化法制环氧乙烷生产安全的关键 建议工业生产中采用改善 反应器结构 改良催化剂 改进换热方式 加入抑制剂以及采 用比热容更大的甲烷气致稳 用沸水汽化代替彻热 采用小管 径 分段冷却法等控温措施 1 反应器结构的改进 可通过扩大反应管的直径 减少反应管根数或串联多个反 应器的方法减弱反应状态的差异 降低局部飞温发生的可能性 2 催化剂的改进 可通过在原料气中带入微量抑制剂 使催化剂部分毒化 降 低催化性能 在原料气入口附近反应管上层放一定高度的惰性载 体稀催化剂 或放一定高度已部分老化催化剂 降低入口附近反应 速率以降低放热速率 选用传热性能好的环形载体催化剂 环形可 克服球形载体催化剂气体走短路的缺点 气体搅动激烈 传质传热 速率快 有利于热量的移出 3 换热方式的改善 增大换热面积及合理选择载热体以增大换热系数 一般反 应温度在 240 以下宜采用加压热水作载热体 反应温度在 250 300 可采用挥发性低的矿物油或联苯醚混合物等有机载 热体 反应温度在 300 以上则需用熔盐作载热体 4 抑制剂的加入 在原料乙烯气体混合物中加入微量二氯乙烷抑制剂 可提 高催化剂的选择性 减少反应放热量 降低热点温度 5 采用甲烷代替 n2 致稳 甲烷比热容是氮气比热容的 1 35 倍 因而有利于反应热被 循环气带出 在相同负荷下 甲烷致稳与氮气致稳相比 eo 的反 应温度可降低 2 3 选择性提高 1 因而反应热效应减少 甲 烷致稳时 乙烯控制在 25 氧小于 8 摩尔分数 6 用沸水汽化代替彻热 沸水汽化彻热的特点是反应热易带走 基本上能维持壳层 恒温 反应器列管具有均匀的温度分布 7 采用小管径 热油彻热管径越细 径向温差越小 反之管径越粗 径向 温差越大 8 采用分段冷却法 改变除热速率 使与放热速率尽可能平衡 1 氧化反应器 乙烯与纯氧的氧化反应在氧化反应器中进行 反应产物是 环氧乙烷 由于乙烯 环氧乙烷都是易燃易爆物质 且又有氧 存在 因此如果控制不好 就可能发生爆炸事故 a 严格控制好乙烯 纯氧 致稳甲烷的混合比例 b 严格控制反应温度不超过 290 反应压力不超过 2 0mpa c 联锁控制系统要处于完好状态 d 定期用高温测厚仪对反应器壁厚及其管道进行检测 并 做好记录 e 装银催化剂时 必须保护好 银脱落催化剂球会萎缩 生产进水会使银催化剂中毒 2 环氧乙烷泵 环氧乙烷的分解爆炸温度 571 如果达到此温度无需进 空气就会发生爆炸 由于环氧乙烷易气化 如对环氧乙烷泵操 作不当 会产生气蚀造成空转 使泵内温度升高 容易达到环 氧乙烷的分解爆炸温度 如环氧乙烷泵的叶轮安装不正 会发 生擦壁 也能使温度升高达到分解爆炸温度 为防止环氧乙烷 泵的温度升高 设有防止泵憋压的联锁控制和轴承温升联锁控 制 该泵设有水喷淋保护 a 该泵不能有泄漏 如有泄漏要立即检修 b 防泵憋压和轴承温升的联锁控制要处于完好状态 c 定期检查水喷淋保护系统 要保持畅通好用 3 环氧乙烷贮罐 环氧乙烷在有酸 碱 醛的环境下易发生聚合反应 能放 出大量的热 与水反应也能放出大量的热 由于这些反应放出 的大量热 会导致环氧乙烷的分解操作 因此环氧乙烷的贮罐 中绝不能有酸 碱 醛 水等物质 为保证环氧乙烷贮罐的安 全 用冷冻盐水保持 5 左右的低温 而且用 0 2mpa 的氮气进 行氮封 以使气相组成过离爆炸极限 环氧乙烷贮罐设有水喷 淋保护 a 贮罐的液位要低于 80 存放环氧乙烷的贮槽必须清洁 并保持在 0 一下 b 贮罐中绝不能混入酸 碱 醛 水等 c 氮封系统要维持正常 水喷淋系统要保证畅通好用 4 其它部位 a 纯氧由氧压机供给 氧压机易发生着火事故 因此要加 强巡检 做好记录 准确分析判断异常情况 以便及时采取有 力的防护和补救措施 输送纯氧的管道必须干净 不能有油脂 b 定期检测接地系统 保证良好接地 符合静电接地要求 c 环氧乙烷装槽车或钢瓶长距离运输 要充以 0 7mpa 的氮 封进行保护 槽车或钢瓶要符合有关安全要求 d 环氧乙烷沸点低 极易发挥 不要用手接触 以防冻伤 e 环氧乙烷进入眼内会造成眼发炎或失明 因此在排放环 氧乙烷时 要做好个人防护 f 定期校验可燃气体报警仪 保证处于完好状态 防止反应气 尾烧 及异构 1 建议反应器出口处增加一台冷却器 在此段的列管内填 充载有微量氯化铯的三氧化二铝球 馆外通冷却水降温 2 改变反应器结构 将反应器上 下封头内腔设计制造成 喇叭状 使反应后的物料迅速离开高温区 喇叭状还可以减少 进入反应器的含氧混合气在进口处返混造成乙烯燃烧的现象 使气体分布更均化 乙烯氧化制环氧乙烷主副反应均为强放热反应 温度对反 应选择性较为敏感 对于这种反应最好采用流化床反应器 由于 所使用催化剂原因选用了列管式固定床反应器 该类反应器的显 著缺点就是 传热效果差 列管式固定床反应器 1 为了减少管中催化剂床层的径向温差 一般采用小管径 常用的是直径为 25 30 的无缝钢管 但管子数目要相应增多 2 为降低床层阻力