双氧水生产与安全设计

1、双氧水生产与安全设计蒽醌法双氧水生产的几年中，许多厂都发生了一些事故，尤其是着火爆炸等恶性事故， 造成人员伤亡和装置停产的重大损失。 劳动部在 关于生产性建设工程项目职业安全卫生监 察的暂行规定 中指出： 建设项目中职业安全与卫生技术措施和设施， 应与主体工程同时设 计，同时施工，同时投产使用(简称三同时)遵照劳动部这一规定，在本次双氧水扩产改造 的设计中，我们采取了相应的安全改进措施，以尽量避免事故的发生。1 工艺设计中采取的安全措施 l 1 确保氢化反应和氧化反应工作液的酸碱度蒽醌法双氧水生产过程中， 工作液的加氢反应是在碱性条件下进行， 而氢化液的氧化反 应以及双氧水的萃取又必须在酸性条

2、件下进行。 如果氧化液呈碱性， 双氧水会发生分解而酿 成事故因此， 操作中在氧化反应前要进行加酸处理，在氢化反应前要进行加碱处理。为了使之混合均匀， 本次设计增加了静态混合器 生产中准确无误地调节工作液的酸碱度，是保证双氧水安全生产的必要条件为此，在氢化工序、氧化工序和萃取工序均设置了分析点， 随时监测工作液的酸碱度1.2 改进碱处理工艺当碱处理工序碱塔操作不正常时， 萃余液夹带气体使塔中碱液大量带出， 如果在分离器 中没有得到很好分离， 可使工作液中的碱度超过正常指示的数百倍 如某厂碱塔操作不正常， 致使进人氧化铝再生器工作液的碱度高达 3.9g/ml 工作液中的碱经过氢化、氧化工序进人萃

3、取塔， 塔中双氧水遇碱后剧烈分解， 塔头爆炸引起着火 本次设计中， 我们采用在老装置经 过试验成功的计量加碱新工艺， 取消碱塔，定量向工作液加碱该工艺精减了设备，使操作 更简单，消除了工作液过度带碱的隐患1.3 严格控制氧化尾气中的氧含量 氧化尾气中含有一定量的重芳烃蒸汽，其含氧量不得高于15，否则易形成爆炸性的气体混和物。某厂氧化工序用纯氧氧化，氧化尾气未按规定用氮气稀释使氧含量在15以下，尾气放空时，恰迂氢化工序漏过来的触媒，立即爆炸着火本次设计中，我们采用空气 氧化工艺，氧化尾气用氮气稀释，使其氧含量控制在10以下，以确保生产安全。 1.4 双氧水浓缩残液应及时稀释双氧水浓缩精制过程中，

4、 稀双氧水蒸发后被分离下来的残液中双氧水 浓度约 63.5% (wt), 其中还含有少量有机物。 该残液因双氧水含量高， 且含有少量有机物， 故 有一定的危险性。生产中采用纯水稀释的方法，使其双氧水含量降低到25%( WT)以下。时还降低了物料的温度， 以保安全 本次设计中增加了稀释水自动调节系统， 使安全生产更 具可靠性。15 真空浓缩工艺稀双氧水的浓缩精制过程， 是通过蒸发、 冷凝单元操作来实现的。 在加热过程中， 发生 化学变化的物质称为热敏物质 根据苏尔寿资料介绍， 操作压力是决定性的因素， 双氧水的 相对分解率与压力成正比 根据双氧水溶液气液平衡关系， 压力低与之平衡的操作温度就低。

5、 另据文献介绍，温度每上升10C，物质的热分解速率增加两倍，且与加热时间成正比，即热分解危险度 D =pt,式中： P 一操作压力(绝压 Pa); t 一加热时间 (s) 。在稀双氧水的加热燕发过程中， 双氧水是热敏物质， 将发生分解， 生成水和氧气， 并放 出热量。由于该混合气中含有少量的有机物， 因此具有一定危险性为此， 双氧水的蒸发选 择无液体循环的外膜式蒸发器， 以缩短双氧水的滞留时间； 蒸发、冷凝选 择真空条件下操 作，减少了双氧水的热分解速率，从而提高了生产的安全性1. 排放的酸性、碱性物料分流双氧水生产过程中，一些设备要定期排液。 这些排放的废液有酸性的，有碱性的。这 两种溶液不

6、得混流。如果混流的话，则酸性溶液中的双氧水遇 碱后急剧分解而造成事故。 本次设计为了降低消耗定额， 采取了废工作液回收措施。 由设备出的碱性废液和酸性废液分 别流入碱性废工作液贮槽和酸性废工作液贮槽，以避免发生意外事故。17 可燃气体放空管加装阻火器氢化工序的氢化尾气中含有氢气及少量的甲烷和芳烃蒸汽， 氧化工序的氧化尾气中也 含有少量芳烃蒸汽， 各工序的工作液贮槽也会有少量芳烃蒸汽解释出来氢气、甲烷、 芳烃 蒸汽均属易燃易爆气体这些气体的放空， 如果速度过高， 就会引起静电着火。本次设计，在 这些气体放空的管道上均装有阻火器， 防止气体放空时引起静电着火。 并且将这些气体集中 于 32M 高的

7、高架排气筒放空，也确保了人身安全。1.8 仓储安全措施工业用浓度在 30%(WT) 以上的双氧水是强氧化剂，容易引起可燃物质燃烧。双氧水遇杂质或尘埃会分解生成水，放出氧气和热量。 双氧水还具有某种程度的腐蚀性。因此，双氧水的储运要有相应的安全措施。 设计中， 储存双氧水的仓库应与其他化学品仓库分开。盛装双氧水的容器应选用合适的材质， 并设有适当的通气孔， 且要能防止灰尘混入。 双氧水的存 放要避免阳光直晒，因此布置在室外的双氧水贮槽，必须设计有遮阴棚。1.9 管道要有良好的静电接地措施化工生产，当电阻率为 10101016 Q cm的物料在管道中流动或喷出时都能产生静电和 积聚。物料的压力越高

8、、流速越快，静电危险性越大蒽醌法双氧水生产中，工作液以及氢 气和重芳烃蒸汽在管道中快速流动或急剧喷出都可能产生静电着火。 消除静电积聚的一种有 效方法是将带电物体的静电荷通过接地导体， 引人大地。 本次设计对上述物料流动的管道均 采取了良好的静止接地措施故时有发生， 造成的损失惨重。 因此， 在设计中对某些可能发生 超压事故且几率较大的设备设计爆破片，如萃取塔、剩余液受槽等设备。这是减轻这类事 故造成损失的一种措施。2.2 选择恰当的法兰热片材质热片材质选择不当， 很容易造成工作液的泄漏事故。 如某厂氢化釜一法兰热片选用聚乙 烯，由于氢化操作温度常在7080 C,结果选成热片变形，大量氢化液喷

9、出。因此，设计中对操作温度较高的设备和管道的法兰热片应选用较耐高温的聚四氟乙烯或聚四氟乙烯包 覆热片。2设备的静电接地和防雷凡有工作液、氢气和重芳烃蒸汽流动或贮存的设备， 极易产生静电积聚。因此，均应采 取静电接地措施， 防止物料泄出时引起意外的着火事故 布置在室外的高大设备还要作好防 雷设计3 设备布置的安全措施 蒽醌法双氧水生产使用的原料氢气和重芳烃蒸汽都属易燃易爆气体，工作液属可燃物 料，重芳烃还是有毒物质，如果生产过程中设备或管道发生跑、冒、滴、漏，就有可能发生 中毒事故或着火爆炸事故。 从安全角度考虑， 本次设计将设备由原先厂房内布置改为露天或 半露天布置。这样， 即使这些气体有一点

10、泄漏也被空气吹散了，不会发生积聚，较好地改善 了车间的职业卫生条件，对安全生产和职工的人身安全均有好处。2 设备设计的安全措施设备的设计除了符合有关的钢制压力容器的设计规范和规定外，还应注意以下几个问 题21 某些重要设备设计爆破片近年来由于操作不当，引起设备超压爆炸的事4 增设可燃气体检测报警器为了确保生产的安全可靠性， 本次设计在生产区每层楼面增设了 1 一 2 个可燃气体检测 报警器。 该报警器用于测量空气中各种可燃性气体或蒸汽爆炸下限以内的含量。当设备或管道发生泄漏， 空气中可燃性气体浓度达到或超过报警设定点时， 报警器便发出闪光和音响报 警信号，以便及早采取措施，避免爆炸火灾事故的发生，