[毕业设计精品论文]苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究

苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究2苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究摘要“预防为主，防治结合”是我国的一项基本消防工作方针；“安全第一，预防为主”是任何公民和单位都应遵守的一条基本准则。危险化学品在极大的改变人们生活的同时，也因其固有的易燃、易爆、毒害和腐蚀等危险性，对人生安全构成了威胁。并且，过程装置的工艺结构也决定了装置系统的危险特征。本文通过对苯烷基化制乙苯的整个工艺过程进行评价，找出其存在的隐患，分析隐患存在的原因，提出消除方案并制定防范措施和管理决策。关键词苯乙苯风险评价对策措施苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究3BENZENEALKYLATIONOFETHYLBENZENEWITHRISKANALYSISCOUNTERMEASURESRESEARCHABSTRACT“PREVENTIONFIRST,COMBININGPREVENTIONWITHCONTROL“ISABASICPRINCIPLEOFFIREPREVENTION；“SAFETYFIRST,PREVENTIONFIRST“ISAUNITOFANYCITIZENANDSHOULDOBSERVEABASICCRITERIADANGEROUSCHEMICALSINTHEMASSIVECHANGESINPEOPLESLIVESALSOBECAUSEOFITSINHERENTFLAMMABLE,EXPLOSIVE,POISONOUSANDCORROSIVEDANGEROUS,POSINGATHREATTOHUMANLIFEALSO,THEPROCESSOFDEVICEINSTALLATIONPROCESSALSODETERMINESTHESTRUCTUREOFTHERISKCHARACTERISTICSOFTHESYSTEMINTHISPAPER,ALKYLATIONOFBENZENEETHYLBENZENETOEVALUATETHEWHOLEPROCESSTOIDENTIFYTHEEXISTENCEOFHIDDENDANGERS,ANALYZESHIDDENREASONFORTHEEXISTENCE,MAKERECOMMENDATIONSTOELIMINATETHEPROGRAMANDTODEVELOPPREVENTIVEMEASURESANDMANAGEMENTDECISIONSKEYWORDSBENZENEETHYLBENZENERISKASSESSMENTCOUNTERMEASURES苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究4目录第一章绪论111引言112国内外现状1第二章生产工艺说明321工艺流程图322工艺说明3第三章评价方法选择和评价程序431评价目的432评价范围433评价程序434划分评价单元4第四章主要危险、有害因素的辨识5第五章评价单元的危险性分析751物质、物系危险分析7511乙烯7512苯8513三氯化铝9514乙苯1052生产工艺的定性分析11521评价对象及方法11522可研设计报告情况11523安全性评价情况125231预先危险分析法125232故障树分析法1453主要装置的危险性分析16第六章安全对策措施2661事故的预防措施26611装置方面26612急救措施26613其它方面26第七章结论与展望2771结论2772展望27参考文献28致谢29附录一30苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第1页共29页第一章绪论11引言从20世纪60年代开始，由于工业过程特别是化学工业、石油工业为代表的高能化、自动化大型生产装置在世界范围内的迅速发展，灾害性爆炸事故、火灾事故、大范围人群中毒事故不断出现，这些灾害所造成的严重后果和社会问题远远超过了事故本身。在高科技越来越密集，经济规模越来越宏大的今天，避免化学工业灾害性事故成为一个国家经济顺利发展的前提，已经成为工业装置平稳安全运行的核心问题。人类文明和社会进步具有更高的安全性、可靠性和稳定性。过程装置的工艺结构决定了装置系统的危险特征。由于外部条件额限制，本文旨在分析研究本校实验室的一套苯烷基化制乙苯的工艺生产装置，对它进行危险性分析并制定出一套安全对策，并针对重点装置重点分析，使其从本质上更加安全化。12国内外现状传统的三氯化铝催化剂液相烷基化生产工艺，道化学公司、BASF、壳牌化学公司、孟山都公司、法国CHARBONNAGES化学公司和UCC/BADGER联合公司均有各自的工艺技术。其中，采用最广泛的是UCC/BADGER生产工艺。各家公司流程大体相似，只是在乙烯对苯的摩尔比调节、多乙苯返回量、反应操作条件等参数上有所差异，精馏分离部分则主要在降低能耗上改进。迄今大多数厂家通过改进已达最佳操作，与非最佳化操作相比，苯的单耗降低35，乙烯降低2，能耗降低10。尽管今年来传统的液相烷基化法生产乙苯的技术有很大改进，比如在减轻腐蚀、减少污水排放量、实行最优化操作以及降低原材料和公用工程消耗上都取得明显经济效益，但是ALCL3得腐蚀和排放问题只是减轻而未根除。20世纪70年代MOBLL公司开发的ZSM系列新型沸石催化剂，在石油炼制、石油化工和C1化学发展中得到广泛应用。由于ZSM5的强酸性、良好的热稳定性和抗结炭能力，MOBLL公司和BADGER工程公司联合开发了用ZSM5为催化剂在气相使乙烯和苯进行烷基化的新工艺，无疑在乙苯生产技术发展中是一重大变革。MOBLL公司使用ZSM5正是在催化剂高活性、高选择性和比较好的抗结炭能力相结合上获得了技术突破。许多公司争相采用这一新工艺建厂，到1985年世界采用MOBIL/BADGER气相烷基化工艺生产乙苯的总生产能力已达2MT/A以上。到1995年底，取得MOBIL/BADGER专利许可，共建成35套乙苯生产装置，总生产能力达10MT/A由于该工艺为气相反应，故既可以采用聚合级乙烯作原料，亦能用炼厂催化裂化尾气分离得到的稀乙烯作原料。自MOBIL/BADGER工艺工业化以来，又有几处重要改进。现在开发的第三代工艺催化剂再生周期可延长至两年，不再需要备用的催化剂，节省了固定资产投入，反应收率高达995，产品中二甲苯杂质降低了一半，几乎不含低聚物，也不含低芳烃。该工艺的主要特点是能将非芳烃分解成轻质气体排放，这就避免了以往靠排放循环苯的方法消除非芳烃，从而使苯的单耗下降；该工艺另一特点是具有脱烷基能力，消除乙丙苯等高级烷基苯，回收的苯又能进入循环反应。我国对于气相烷基化制取乙苯的沸石催化剂研究始于1978年。上海高桥化工厂研制成功AF5分子筛催化剂，并已用于乙苯的工业生产中。华东化工学院对AF5分子筛催化剂的结焦失活问题做了较多的研究。大连有机合成厂采用3低浓度乙烯和苯为原料，在改性的HZSM5沸石催化剂上进行烷基化反应，成功的制的乙苯。实验采用深冷分离过程中甲烷塔节流出来的甲烷/氢尾气作为乙烯原料气。在659673K，1520MPA的反应条件苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第2页共29页下，乙烯转化率达到9095，乙苯的选择性大于95，催化剂的再生周期为1012天。催化剂经7次再生，反应时间累计1300H，活性依然很好，而且没有下降趋势。但是，通过国内外技术的对比，也应该看到，虽然国内开发的催化剂在技术上非常先进，但国内的工艺还有待进一步开发。国内工艺与国外相比，一个明显的不同就是国内工艺使用的冷凝器和冷却器过多，而产蒸汽的只有一处，且为（03MPA）蒸汽，产生的热量少，流失热量多。而国外流程则优化较好，产蒸汽多，且有不少是中压蒸汽，并且冷却器用的少。这样，对能量来说，是产出较多，损失较少。苯和乙烯液相烷基化生产乙苯技术问世。“国内苯和乙烯液相烷基化生产乙苯工业应用成套技术开发”项目2001年底已通过技术鉴定，各项指标均达到了攻关目标和当代世界先进水平。该项目具有我国自主知识产权。科技人员在原中试成果的基础上，先后完成了67KT/A乙苯成套生产技术工艺包设计、工程设计、催化剂放大生产和改造施工任务，并一次投料试车成功，这不仅解决了三氯化铝法生产乙苯存在严重的设备腐蚀和环境污染等长期困扰装置稳定生产的问题。同时大大降低了生产消耗成本。工业应用结果表明，AEB2、AEB1型催化剂分别具有良好的烷基化和烷基转移活性、选择性和稳定性；同时，液相循环烷基化工艺流程合理，装置运行平稳，操作方便，易于控制，属清洁生产工艺；设备材质为碳钢，国内可设计、制造，易于工业生产实施。苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第3页共29页第二章生产工艺说明21工艺流程图详见附录一22工艺流程1苯烷基化反应实验方法（1）加料取制备的ALCL3催化剂约20克，称重后从反应器上口处加入，再加80克苯，装完毕后，可准备升温。（2）升温调压器转盘指到零点，接通电源，调电压5伏，然后每十分钟升高电压23伏，至反应温度达到95，从开始升温起，开始记录，记录项目为1）时间2）电压3）温度每十分钟记录一次。（3）操作步骤当反应温度升到95时，打开自来水开关，调节速度为2533ML/S，然后以此速向乙烯贮气瓶中加水，使得乙烯能以同样体积流速进入到鼓泡塔反应器。乙烯鼓泡进入反应器，与苯在红油催化剂下反应，未反应的乙烯及部分气化的苯蒸汽一起从鼓泡塔反应器出来，蒸汽经回流冷凝器冷凝，冷凝液流回反应器，未冷凝气体经气液分离器，经过干燥后进湿式气体流量计进行计量，然后排空。按乙烯与苯分子比05061，计算通入乙烯量，待反应结束时，关乙烯贮瓶进水，停止通入乙烯，并将乙烯贮瓶压力降到零。在反应过程中间，用球胆取尾气用气化分析器分析尾气中乙烯含量。2苯烷基化液的洗涤和蒸馏（1）苯烷基化液的洗涤将反应完毕后的烷基化液及催化剂的络合物一起放入分液漏斗中，沉降分层后将下层络合物催化剂倒入回收瓶中。将上层的烷基化液用等量水洗涤，以除去烷基化液中残存的ALCL3络合物催化剂，洗涤时经常开分液漏斗的活塞。放出生成的HCL气体，水洗后再用等量饱和食盐水和5NAOH溶液各洗涤一次，分层后放出下层的食盐水和NAOH溶液，洗完的烷基化液倒入锥形瓶中，加干燥剂无水氯化钙静置，以吸收残留在烷基化液中的少量水份。（2）烷基化液的蒸馏安装完毕后，合格后，可升温蒸馏。用三个洗净、干燥，称重的锥形瓶分别收集苯馏分（7885），乙苯馏分（85139）和二乙苯馏分（139以上）。苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第4页共29页第三章评价方法选择和评价程序31评价目的本生产装置的安全评价的目的是查找、分析和预测该烷基化系统中存在的危险有害因素及可能导致的事故的严重程度，提出合理可行的安全对策措施，使本套实验室装置的安全系数进一步提高。从而实现本质安全化，实现全过程的安全控制，为实验室实现安全管理和科学化创造条件。32评价范围本安全评价具体评价范围为该生产工艺所需的化学药品危险性该生产工艺装置及过程的危险性33评价程序34划分评价单元根据主要危险、有害的种类及存在部位确定如何评价单元的划分，依据国家验收评价导则和该评价项目的实际情况，本评价划分一下评价单元该生产工艺所需的化学药品危险性评价该生产工艺的定性分析该工艺重点设备的危险性分析前期准备划分评价单元辨识危险、有害因素评价单元和定性、定量评价安全对策措施及建议评价结论前期准备评价结论苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第5页共29页第四章主要危险、有害因素的辨识该部分主要进行危险、有害因素的辨识及有害因素存在部位的分析。根据工艺过程的特点及现场勘查情况分析该项目中存在的所有可能的危险、有害因素以及其导致的伤害结果。（1）火灾、爆炸危险该生产过程中使用到的乙烯、苯物质，以及反应完成后生成的乙苯等属于易燃易爆品，如果使用和贮存不当造成泄漏，与空气能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。乙烯如遇接触性氧化剂也可引起燃烧爆炸的危险，另外苯和乙苯蒸汽比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃和爆炸（闪爆）。（2）有毒有害气体乙烯、苯和乙苯都具有一定的毒性，人体吸入过多，可引起中毒。所有在实验过程中，应注意这些气液体的贮存，防止产生泄漏。如果发生泄漏，应立即采取相应的急救措施和防护措施，防止事故扩大化。（3）电气危险实验过程中的加热，采用的是电加热。电气设备因各种原因可导致操作人员触电的危险。电气系统也可以因为短路的原因产生电火花，从而导致火灾、爆炸事故等。图41调压器（线头裸露）（4）高温灼伤实验过程中需对苯进行加热，实验完成后，需从鼓泡塔反应器中到倒出苯与红油的混合物，因其温度达到80以上，如处理不当，会灼伤操作人员。苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第6页共29页图42鼓泡塔反应器（高温灼伤）（5）物体打击事故由于本实验的实验仪器大部分是玻璃仪器，实验过程中由于误操作，会产生高压。当压力超过玻璃仪器的极限时，会产生脆性破裂。如果附近有人员的话，会扎伤操作人员。图43干燥塔（玻璃）图44汽液分离器（玻璃）苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第7页共29页第五章评价单元的危险性分析51物质、物系危险分析511乙烯（1）英文名称ETHYLENE（2）分子式C2H4（3）CAS号74851（4）WGH号21016压缩气体；21017液化气体（5）UN号1962压缩气体；1038冷冻液体（6）理化特性无色气体，带有甜味。不溶于水，微溶于乙醇，溶于乙醚、丙酮和苯。熔点1694，沸点1039，气体密度1260G/L，液体密度05672G/CM310372，临界压力504MPA，临界温度92，蒸气压4040KPA（15），爆炸极限2736010，自燃温度42510，最小点火能0096MJ。7）主要用途用于生产聚乙烯、二氯乙烷、氯乙烯、环氧乙烷、乙二醇、苯乙烯、乙苯等有机原料和聚合物。8）危险性类别第21类易燃气体9）燃烧与爆炸危险性易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热或接触性氧化剂，有引起燃烧爆炸的危险。10）活性反应有机过氧化物、烷基锂等引发剂存在时，易发生聚合，放出大量的热量。高温或接触氧化剂能引起燃烧或爆聚。能与氢气、酸、卤素、氯代烃、溴化氢、三氯化铝、三氯溴甲烷、四氯化碳、二氧化氮发生反应。11）毒性小鼠吸入TCL0350000MG/M3（2H）。本品具有较强的麻醉作用。12）中毒表现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。对眼及呼吸道黏膜有轻微刺激性。液态乙烯可致皮肤冻伤。慢性影响长期接触，可引起头晕、全身不适、乏力、思维不集中。个别人有胃肠道功能紊乱。13）急救措施立即脱离现场，呼吸新鲜空气，必要时吸氧，对症处理。14）包装与储运包装标志易燃气体钢瓶装乙烯储存于阴凉、通风的专用库房内。远离火种、热源。应与氧化剂、卤素、可燃物、有机物等隔离运输。液化乙烯可特别绝热容器在很低温度下装运，这种低温可通过液化气体的蒸发来保持，故不再储存。15）灭火方法切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄露出的火焰。消防人员须穿全身消防服，佩戴空气呼吸器，在上风向灭火。喷水冷却容器，尽可能将容器从火场移至空旷苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第8页共29页处。16）泄露应急处置根据气体的影响区域划定警戒区，无关人员从侧风、上风向撤离至安全区。消除所有点火源。使用防爆等级达到B级的通讯工具。应急人员应戴正压自给式呼吸器，穿戴静电服，液化气体泄露时穿防静电、防寒服。采取关闭阀门或堵漏等措施切断气源，并用雾状水保护抢险人员。紧急排入系统火炬管网。隔离泄露区直至气体散尽。512苯1）英文名称BENZENE；BENZOL2分子式C6H63）CAS号714324）WGH号32050纯苯；32051粗苯5）UN号11146）理化特性无色透明非极性液体，有强烈发香味。微溶于水，与乙醇、乙醚、丙酮、四氯化碳、二硫化碳和乙酸混溶。按石油苯（GB34051989）生产的石油苯，结晶点（干基）500，馏程796805，密度08760881G/C。蒸汽相对密度277，临界压力492MPA，临界温度2889，蒸汽压1333KPA（261），折射率14979（25），闪点11，爆炸极限1280，自燃温度560，最小点火能020MJ,最大爆炸压力0880MPA7）主要用途主要用于生产苯乙烯、环己烷、苯酚、乙苯、异丙苯等。还用于生产烷基苯、硝基苯、氯苯、马来酸酐等。是生产合成树脂、合成橡胶、合成纤维、染料、洗涤剂、医药、农药和特种溶剂的重要原料。（8）危险性类别第3类易燃液体（9）燃烧与爆炸危险性易燃，蒸汽与空气能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。蒸汽比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃和爆炸（闪爆）。（10）活性反应与发烟硝酸、高锰酸钾等强氧化剂反应。催化剂存在时，与氢气发生加氢反应，放出热量。接触三氧化铬能燃烧。烷基铝催化剂存在下，会与氯乙烯或其他氯代烃发生剧烈反应。（11）毒性大鼠进口LD50930MG/KG；大鼠吸入LC50319MG/M3（7H）；人吸入LCL025MIN；人（男性）经口LCL050MG/KG高浓度苯对中枢神经系统有麻醉作用，引起急性中毒；长期接触苯对造血系统有损害，引起慢性中毒。对皮肤、粘膜有刺激、致敏作用。具有生殖毒性。LACR将苯列为人类致癌物。（12中毒表现急性中毒轻者有头痛、头晕、恶心、呕吐、轻度兴奋、步态蹒跚等酒醉状态，可伴有黏膜刺激；中毒中毒者发生烦躁不安、昏迷、抽搐、血压下降，以致呼吸和循环衰竭。可发生心室颤动。呼气苯、血苯、尿酚测定值增高。慢性中毒主要表现有神经衰弱综合症；造血系统改变有白细胞减少、血小板减少，重者出现再生障碍性贫血；并有易感染和出血倾向。少数病例在慢性中毒后可发生白血病。皮肤损害有脱脂、干燥、皲裂、皮炎。可致月经量增多和经期延长。（13）急救措施应迅速将中毒患者移至空气新鲜处，立即脱去被苯污染的衣服，用肥皂水清洗被污染的苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第9页共29页皮肤，注意保暖。保持呼吸道畅通。如呼吸困难，给输氧。如呼吸、心跳停止，立即进行心肺复苏。急性期应卧床休息。可用葡萄糖醛酸，忌用肾上腺素，以免发生心室颤动。（14职业接触限值PCTWA6MG/M3皮；PCSTEL10MG/M3皮（15）包装与储运包装标志易燃液体。包装类别。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温保持在1030保持容器密封。炎热季节早晚运输，应与氧化剂等隔离储运。搬运时轻装轻卸，防止容器受损。（16）灭火方法消防人员须穿全身防火防毒服，佩戴空气呼吸器，在上风向灭火。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。处在火场中的容器若发生异常变化或异常声音，须马上撤离。灭火器泡沫、二氧化碳、干粉、沙土。（17）泄露应急处置根据液体流动和蒸汽扩散的影响区域划定警戒区，无关人员从侧风、上风向撤离至安全区。消除所有点火源。使用防爆等级达到级的通讯工具。应急人员应佩戴正压自给式呼吸器，穿防毒、防静电服。采取关闭阀门或堵漏等措施切断泄漏源。如果储罐或槽车发生泄漏，可通过倒灌转移尚未泄露的液体。构筑围堤或挖坑收容泄漏物，防止流入河流、下水道、排洪沟等地方。用泡沫覆盖泄漏物，减少挥发。喷雾状水驱散、稀释挥发的蒸气。收容的泄漏液用防爆泵转移至槽车或专用收集器内。残液用活性炭吸附或用砂土吸收。513三氯化铝（1）化学品名称氯化铝ALCL3（2）化学式ALCL3（3）物化特性式量13334。为无色透明晶体。密度244克/厘米3。熔点190（25大气压）。沸点1827，在1778升华，蒸气是缔合的双分子AL2CL6。可溶于许多有机溶剂。空气中易吸收水分而发生烟雾。水溶液呈酸性。溶于水，并生成六水物ALCL36H2O，密度2398克/厘米3。白色粉末。在1778时升华,它的蒸气是缔合的双分子。氯和强热的金属铝反应即得无水氯化铝。溶于许多有机溶剂。在空气中极易吸取水分而发生烟雾。水溶液呈酸性。水溶液中析出的晶体是六水合物。无水氯化铝在石油工业中及其他某些有机合成反应中用作催化剂。（4）用途用作有机合成和石油工业的催化剂，并用于处理润滑油和制造蒽醌等。（5）制法由金属铝和氯作用或由无水氯化氢气体与溶融金属铝作用而制得。（6）健康危害本品对皮肤、粘膜有刺激作用。吸入高浓度可引起支气管炎，个别人可引起支气管哮喘。误服量大时，可引起口腔糜烂、胃炎、胃出血和粘膜坏死。慢性影响长期接触可引起头痛、头晕、食欲减退、咳嗽、鼻塞、胸痛等症状。（7）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。就医。苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第10页共29页食入用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。（8）防护措施工程控制密闭操作，局部排风。提供安全淋浴和洗眼设备。呼吸系统防护可能接触其粉尘时，应该佩戴自吸过滤式防尘口罩，紧急事态抢救或撤离时，建议佩戴空气呼吸器眼睛防护戴化学安全防护眼镜。身体防护穿橡胶耐酸碱服。手防护戴橡胶耐酸碱手套。其他防护工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作完毕，淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服，洗后备用。保持良好的卫生习惯。（9）包装与储运包装方法塑料袋或二层牛皮纸袋外全开口或中开口钢桶；螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶（罐）外普通木箱。储运注意事项本品易吸水铁路运输时应严格按照铁道部危险货物运输规则中的危险货物配装表进行配装。起运时包装要完整，装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与易燃物或可燃物、碱类、醇类、食用化学品等混装混运。运输时运输车辆应配备泄漏应急处理设备。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。相对湿度保持在75以下。包装必须密封，切勿受潮。应与易（可）燃物、碱类、醇类等分开存放，切忌混储。不宜久存，以免变质。储区应备有合适的材料收容泄漏物。（10）泄露应急处置泄漏处置方法隔离泄漏污染区，限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿防酸碱工作服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏避免扬尘，用洁净的铲子收集于密闭容器中。大量泄漏用塑料布、帆布覆盖。在专家指导下清除。514乙苯（1）别名乙基苯（2）英文名称ETHYLBENZENE；PHENYETHANE（3）分子式C8H10（4）CAS号100414（5）WGH号32053（6）UN号1175（7）理化特性无色透明液体，有芳香气味。不溶于水，溶于乙醇、苯、四氯化碳和乙醚。熔点949，沸点1362，密度08660870G/CM3，蒸汽相对密度366，临界压力360MPA，临界温度344，蒸汽压133KPA（259），折射率14952，闪点15，爆炸极限1067，自燃温度432。（8）主用用途主要用于生产苯乙烯，也作为制造对硝基苯乙酮、甲基苯甲酮、乙基蒽醌等的原料。（9）危险性类别第3类易燃液体（10）燃烧与爆炸危险性易燃，蒸气与空气能形成爆炸性混合物，遇明火、高热苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第11页共29页能引起燃烧爆炸。蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃和爆炸（闪爆）。（11）活性反应与硝酸、农硫酸、高锰酸钾等氧化剂反应。（12）毒性大鼠经口LD503500MG/KG；大鼠吸入LC5055000MG/M3（2H）；小鼠吸入355000MG/M3（2H）；兔经皮LD50178ML/KG；人吸入TCL08700MG/M3（6MIN）。本品对皮肤、黏膜有较强刺激性，高浓度有麻醉作用。13）中毒表现急性中毒轻度中毒有头晕、头痛、恶心、呕吐、步态蹒跚、轻度意识障碍及眼和上呼吸道刺激症状。重者发生昏迷、抽搐、血压下降及呼吸循环衰竭。可有肝损害。直接吸入本品液体可致肺水肿、出血和化学性肺炎。慢性影响眼及上呼吸道刺激症状，神经衰弱综合症，白细胞减少和淋巴细胞增加。皮肤出现粗糙、皲裂、脱皮。14）急救措施中毒者立即脱离现场，对症处理。15）职业接触限值PCTWA100MG/M3；PCSTEL150MG/M316）包装与储运包装标志易燃液体。包装类别。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温保持在1030保持容器密封。炎热季节早晚运输，因与氧化剂等隔离储运。搬运时轻装轻卸，防止容器受损。17）灭火方法消防人员须穿全身防火防毒服，佩戴空气呼吸器，在上风向灭火。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。处在火场中的容器若发生异常变化或发出异常声音，须马上撤离。灭火剂泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。18）泄露应急处置根据液体流动和蒸汽扩散的影响区域划定警戒区，无关人员从侧风、上风向撤离至安全区。消除所有点火源。应急人员应戴安全罩防毒面具，穿防静电、防毒服。使用防爆等级达到要求的通讯工具。采取关闭阀门或堵漏等措施切断泄漏源。如果储罐发生泄漏，可通过倒灌转移至尚未泄漏的液体。构筑围堤或挖坑收容泄漏物，防止流入河流、下水道、排洪沟等地方。用泡沫覆盖泄漏物，减少挥发。喷雾状水驱散、稀释挥发的蒸气。收容的泄漏液用防爆泵转移至槽车或专用收集器内。残液用活性炭吸附或用砂土吸收。52生产工艺的定性分析521评价对象及方法（1）评价对象苯烷基化制乙苯实验室设备及工艺过程（2）评价方法预先危险分析法（PHA）、故障树分析法（FTA）522可研设计报告情况苯烷基化制乙苯是基本有机化工生产中重要的气液相反应之一。乙苯的主要用途是用来脱氧制苯乙烯，苯乙烯是三大合成材料的重要单体，需要量很大，故乙苯的产量在基本有机化学中占有相当大的比重。苯烷基化制乙苯的生产方法有液相法和气相法两种。本实验采用的是液相法。反应过程选定的装置是鼓泡塔反应器（1个），冷凝器（1个），汽液分离器（1个），尾气吸收瓶（1个），调压器（1个），乙烯气瓶（1个）以及皮管若干。苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第12页共29页523安全性评价5231预先危险分析法（1）选择原因预先危险性分析又称初步危险分析，主要用于对危险物质和装置的主要工艺区域等进行分析。通过预先危险性分析，可以解决如下5个问题。A大体识别与系统有关的主要危险有害因素B分析、判断危险有害因素导致事故发生的原因C评价事故发生对实验人员及系统产生的影响，事故可能造成的人员伤害和系统破坏、物质损失情况D确定已识别危险有害因素的危险性等级E提出消除或控制危险有害因素的对策措施（2）原理通过对评价项目、装置等开发初期阶段的物料、装置、工艺过程以及能量失控时可能出现的危险性类别、条件及可能造成的后果，作宏观的概略分析，以辨识系统中潜在的危险有害因素，确定其危险等级，防止这些危险有害因素失控导致事故的发生。（3）特点PHA是进一步进行危险分析的先导，是宏观的概略分析，是一种定性方法。在项目发展的初期使用PHA有如下优点A他能识别可能的危险，用较少的费用或时间就能进行改正；B它能帮助项目开发组分析和设计操作指南；C方法简单易行、经济、有效；（4）预先危险分析法在该工艺的初步设计、设备采购、开工和试实验之前，就对该工艺的危险、有害因素作宏观的概略分析，目的是在事前，避免由于考虑不周而造成损失。根据工艺环节主要危险、有害因素，采用想象和逻辑推理方法，编制出下列预先危险性分析案例表表51预先危险性分析案例表序号危险因素形成事故的触发事件事故情况与后果对策措施1乙烯气瓶泄露1乙烯气瓶使用前未进行试漏2乙烯气瓶与干燥塔的连接不完全1会造成乙烯泄露2影响人员身体健康1实验装置安装完毕后，为防止漏气，应对乙烯气瓶进行试漏。2实验开始前，应对连接处进行检查。2干燥塔压力过大1干燥塔出气口堵塞2干燥塔进气量过大1干燥塔塔盖上冲2乙烯泄露1干燥塔中干燥剂不能装的太满。2控制乙烯的进气量苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第13页共29页3干燥塔中压力过小1干燥塔中干燥剂凝固2干燥塔进气量过小1乙烯的流量不稳定2减少与乙烯的接触面积，使乙烯脱水不完全3会产生倒吸1实验前要在烘箱中对干燥剂进行干燥。2在干燥塔和鼓泡塔之间加一个缓冲瓶。防止鼓泡塔中的液体倒吸如干燥塔中。3在干燥塔中加入一些填料，增加乙烯和干燥剂的接触面积。4鼓泡塔压力过高1乙烯的进气量过大2鼓泡塔出气口堵塞3调压器电压过高，致使塔中溶液温度过高1会产生倒吸，堵塞乙烯的进气口2溶液温度过高，使溶液蒸发，经过冷凝管冷凝，产生过多液体回流，堵塞鼓泡塔德出气口，塔内压力上升过快1控制乙烯的进气量2严格按照工艺参数，调节调压器对苯进行加热3在冷凝器的出口处增加一个汽液分离器，使部分液体通过汽液分离器回流至鼓泡塔内5调压器漏电调压器的线头裸露1容易对实验人员造成触电事故2电阻丝裸露，接头处易产生电火花。1调压器与电阻丝的接触要良好，接头处尽量不要裸露。2电阻丝及电阻丝的接头处尽量不要接触水。6尾气吸收瓶泄露1尾气吸收瓶使用前未进行试漏2尾气吸收瓶与测压器连接不完全1会造成乙烯、氯化氢及苯蒸汽等混合气体的泄露2影响人员身体健康1实验装置安装完毕后，为防止漏气，应对尾气瓶进行试漏。2实验开始前，应对连接处进行检查。5232故障树分析法（1）选择原因故障树分析法又称事故树分析，是对既定的生产系统或作业中可能出现的事故条件及可能导致的灾害后果，按工艺流程、先后次序及因果关系绘成的程序方框图，表示导致灾害、伤害事故的各种因素之间的逻辑关系。它由输入符号或关系符号组成，用以分析系统的安全问题或系统的运行功能问题，并为判明灾害、伤害的发生途径及与灾害、伤害之间的关系，提供一种最形象、最简洁的表达形式。（2）应用故障树分析法是由贝尔电话研究所的HAWATSON于19611962年间提出的，并且在以后的核电站概率危险评价（PSA）技术的发展中起到了里程碑的作用。自从20世纪70年代初期发展了以计算机为基础的分析技术以来，故障树方法得到了广泛的应用。该方法研究系统或装备发生故障这一事件的各种直接和间接原因，建立这些事件的逻辑关系，并以倒树状逻辑图形象地表示这些事件的逻辑关系。是分析大型复杂系统安全性与可靠性常用的方法。（3）特点与适用范围苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第14页共29页FTA法是一种描述事故因果关系的有方向的“树”，是系统安全工程中的重要的分析方法之一。它能对各种系统的危险性进行识别评价，既适用于定性分析，又能进行定量分析。具有简明、形象化的特点，体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性。FTA作为安全分析评价和事故预测的一种先进的科学方法，已得到国内外的公认，并被广泛采用。FTA不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入提示事故的潜在原因，因此在工程或设备的设计阶段、在事故查询或编制新的操作方法时，都可以使用FTA对他们的安全性作出评价。（4）事故树分析法乙烯是苯烷基化时的重要原料，所以乙烯泄露是烷基化时时有发生的事故，它之所以发生，是有其发生的一些危险因素在共同起作用而促成的，现在把它作为案例以事故树方法进行分析，达到定性分析的目的。1）故障树构成的逻辑分析。下面文中出现的每个基本事件XI，就是每个危险因素，为简化叙述，把“基本事件”省略。事故树的顶上事件，是不希望发生的“乙烯泄露事故”，它能成立的条件是只要下面其一成立即可成立，即1乙烯气瓶泄露A1；2干燥塔塔盖上冲A2；3尾气瓶泄露A3；4通乙烯管路泄露A4。上述4个事件四者取其一就成立，所以是“或门”，是“”关系。第二层分析乙烯气瓶泄露A1由未对乙烯气瓶试漏X1或乙烯气瓶放空阀未关X2两者中任取其一成立，即A1成立，是“或门”，是“”关系。干燥塔塔盖上冲A2由干燥塔出气口堵塞B1或干燥塔进气量过大B2两者中任取其一，而且必须在“干燥塔压力过大X5”时，A2成立，是“或门”，是“”关系。尾气瓶泄露A3由三个事件中的一个成立方能成立A未对尾气吸收瓶试漏X6；B尾气吸收瓶实验前未灌满X7；C尾气吸收瓶放空阀未关X8。3个事件中任取一个就成立，他们是“或门”，是“”关系。通乙烯管路泄露A4由乙烯管路材质老化X9或管路与实验器材连接不密切X10两者中任取其一成立，即A4成立，是“或门”，是“”关系。第三层分析干燥塔出气口堵塞B1由塔内干燥剂过满X3直接影响所导致；干燥塔进气量过大B2由乙烯气瓶的进水量太大X4所致。苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第15页共29页图51事故树分析图2）A事故树结构函式。根据以上逻辑推理分析构成事故树图，并形成结构函数式TA1A2A3A4X1X2X5B1B2X6X7X8X9X10X1X2X3X5X4X5X6X7X8X9X10得到9个最小割集X1、X2、X3,X5、X4,X5、X6、X7、X8、X9、X10很容易看出，此事故树的最小割集是9组基本事件，即产生事故有9种可能的组合途径。B成功树结构函数式。其相应成功树的结构式为TA1A2A3A4X1X2X5B1B2X6X7X8X9X10X1X2X5X6X7X8X9X10X1X2X3X4X6X7X8X9X10乙烯泄露事故乙烯气瓶泄露干燥塔塔盖上冲干燥塔出气口堵塞未对乙烯气瓶试漏乙烯气瓶放空阀未关干燥塔进气量过大塔内干燥剂过满乙烯气瓶的进水量太大干燥塔压力过大尾气瓶泄露未对尾气吸收瓶试漏尾气吸收瓶放空阀未关吸收瓶实验前未灌满通乙烯管路泄露乙烯管路材质老化管路与实验器材连接不密切TA1A2A3A4B1B2X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第16页共29页得到2组最小径集X1，X2，X5，X6，X7，X8，X9，X10、X1，X2，X3，X4，X6，X7，X8，X9，X103）理论知识A最小割集的概念和求法如果事故树中的全部基本都发生，则顶上事件必然发生。但是，大多数情况下并不是一定要所有基本事件都发生，顶上事件才能发生，而是只要某些基本事件一起发生就可以导致顶上事件的发生。这些由于同时发生就能够导致顶上事件发生的基本事件集合称为割集。割集中的基本事件之间是逻辑“乘”的关系。如果在某个割集中任意除去一个基本事件，就不再是割集了，这样的割集就称为最小割集。也就是导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合。B最小径集的概念和求法如果故障树中某些基本事件都不发生时，则顶上事件必然不发生，这些基本事件的集合称为径集。所以系统的径集也就代表了系统的正常模式，即系统成功的一种可能性。径集的基本事件之间是逻辑“加”的关系。如果在某个径集中任意除去一个基本事件就不在是径集了，这样的径集就称为最小径集。换句话说，也就是不能导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合。因此，研究最小径集，实际上是研究保证正常运行需要哪些基本环节正常发挥作用的问题，它表示系统不发生事故的几种可能方案，即表示系统的可靠性。最小径集的求法是利用它与最小割集的对偶性，首先做出与故障树对偶的成功树，即把原来故障树的与门换成或门，而或门换成与门，各类事件发生换成不发生，利用上述方法求出成功树的最小割集，再转化成为故障树的最小径集。4）结论分析。从结构重要度系数最大径集事件开始分析2种可能性AX1，X2，X5，X6，X7，X8，X9，X10必须同时保证做到8个事件每次试验前应对乙烯气瓶进行试漏，合格后方可进行下面的实验。实验开始前应把乙烯气瓶的放空阀关闭保证实验过程中干燥塔的压力是常压实验开始前对乙烯吸收瓶进行试漏实验前把尾气吸收瓶灌满水实验开始前应把尾气吸收瓶的防空阀关闭实验前检查实验的管路是否材质老化损坏实验前检查各实验器材与管路连接是否完好这8个事件同时成功，可避免乙烯泄露事故。BX1,X2,X3,X4,X6,X7,X8,X9,X10必须同时保证做到9个事件Z每次试验前应对乙烯气瓶进行试漏，合格后方可进行下面的实验。Z实验开始前应把乙烯气瓶的放空阀关闭Z实验开始前应检查干燥塔中的干燥剂装的不能太满Z实验过程中乙烯气瓶的进水量不能太大，保证乙烯的进气量平稳。Z实验开始前对乙烯吸收瓶进行试漏Z实验前把尾气吸收瓶灌满水Z实验开始前应把尾气吸收瓶的防空阀关闭Z实验前检查实验的管路是否材质老化损坏Z实验前检查各实验器材与管路连接是否完好这9个事件同时成功，可避免乙烯泄露事故。53主要装置的危险性分析主反应C6H6C2H4C6H5C2H5副反应C6H62C2H4C6H5C2H52苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第17页共29页C6H63C2H4C6H5C2H53同时还有少量多乙苯生成。由主反应可知，这是一个可逆、分子数减少的放热反应，为了确定过程的最佳的工艺条件，通过计算平衡常数，可推算平衡产率。通过对主反应和副反应进行计算可知，温度愈高，其平衡常数愈小，所以该反应不宜在较高的温度下进行，通过计算可知，该反应的温度控制在95100为宜。但由于反应装置的不同以及周围环境的不同，反应的温度也有一定的变化。本实验采用的是液相反应，根据热力学计算，在生产操作的温度下，烯烃在常压下以完全转化，所以该实验采用的是常压操作，这里就不予以讨论。本实验的主要反应装置是鼓泡塔反应器，采用的加热方法是通过电阻丝加热。同时，该反应是放热反应，所以整个系统内温度的变化比较灵敏。如果乙烯的进料量和调压器的温度没有控制好，导致温度瞬间上升的较快，整个系统内的压力就会上升，所以就会产生倒吸危险。下面就针对这一危险进行具体分析表52改变温度，控制乙烯的进口速度序号进口压力KPA出口压力KPA温度进口速度ML/S出口速度ML/S反应速率（L2/MOLS）11450497590149501811032155061768994150216103315806177901356024310341680697889735502421035176080798993750234103618509080901376023410371890998190139602251038205117829014360208103921612283903476019110310222138849034960182103注该表格的数据时整个系统通入乙烯后，每隔三分钟测量一次。该反应速率是反应的正向反应速率。下同苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第18页共29页温度70727476788082848636912151821242730时间温度温度图52温度、时间关系图反应速率000501015020250336912151821242730时间反应速率反应速率图53反应速率、时间关系图表53改变温度，控制乙烯的进口速度序号进口压力KPA出口压力KPA温度进口速度ML/S出口速度ML/S反应速率（L2/MOLS）1168060838994150216103216006082897414021610331600708190141602171034165080809034170217103苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第19页共29页5192080799033370253103620309078903357024410372090997790439702261038227115769034760191103923912575905497018210310252145749014950181103温度68707274767880828436912151821242730时间温度温度图54温度、时间关系图苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第20页共29页反应速率000501015020250336912151821242730时间反应速率反应速率图55反应速率、时间关系图具体分析上面两个表格的数据主要反应的是，其它影响因素保持不变，随着温度的变化，反应速率的变化趋势。从上面的四幅折线图可以看出在鼓泡塔通入乙烯921分钟，温度在7781之间时，反应速率的变化趋势是先上升，达到一最大值后，再下降。因为此反应是一放热反应，反应速率快，放热就多。相对来说，鼓泡塔的危险性就变大，所以在这段时间内，要控制好温度。防止系统内压力突升，产生倒吸。表54控制进口速度、温度，随着时间改变，观察反应速率的变化序号进口压力KPA出口压力KPA温度出口速度ML/S进口速度ML/S反应速率（L2/MOLS）116100377437903020810321640047741589902121033180021774369010208103423607177693901009310352661257773390100751036278155777529010067103729816177792901004910383712567780989700391039385268778278960031103苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第21页共29页反应速率00050101502025369121518212427时间反应速率反应速率图56反应速率、时间关系图表55控制流量、温度，随着时间改变，观察反应速率的变化序号进口压力KPA出口压力KPA温度进口速度ML/S出口速度ML/S反应速率（L2/MOLS）11420537790139602251032155043778994150216103317005477901475019010342090907790365501111035228100779016930093103624811277901713008410372721257790375400671038279132779017520067103930214677901772005810310335174779017920049103苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第22页共29页反应速率0005010150202536912151821242730时间反应速率反应速率图57反应速率、时间关系图具体分析上面两个表格的数据主要反应的是，控制流量和温度，使这两值保持不变，随着时间的变化，反应速率的变化趋势。从上面的两幅折线图可以看出，反应温度是77，在通入乙烯312分钟中以后，反应速率一开始保持很高的速率，反应9分钟以后，反应速率会急速下降，所以在加热过程中要特别注意，防止反应温度过高，影响催化剂的活性。如果处理不当，鼓泡塔中温度过高，可能会产生倒吸。表56控制温度，改变进口速度序号进口压力KPA出口压力KPA温度进口速度ML/S出口速度ML/S反应速率（L2/MOLS）115505078901376023410321750707810794950261103317807378125745503581034198093781436515041110352361357817206800464103苯烷基化制乙苯危险性分析与对策措施研究第23页共29页进口速度024681012141618203691215时间进口速度进口速度图58进口速率、时间关系图反应速率000501015020250303504045053691215时间反应速率反应速率图59反应速率、时间关系图表57控制温度，改变进口速度序号进口压力KPA出口压力KPA温度进口速度ML/S出口速度ML/S反应速率（L2/MOLS）123212578