(一)火災爆炸危險
火災爆炸和丁二烯自聚是本裝置的主要危險,丁二烯屬于易于自聚的物質,丁二烯生成端基過氧化自聚物的傾向十分明顯。丁二烯端基聚合物堅硬且不溶于已知溶劑,即便加熱也不能熔融。由于丁二烯生成的端基聚合物在丁二烯中的溶解度很小,所以很容易沉積在濃縮層中,黏附在器壁和管道上,造成管道、閥門和設備堵塞或漲裂。在60—80℃或光照、撞擊、摩擦時能發生爆炸。生產過程對于氧含量、水含量等要求非常嚴格,丁二烯在少量的氧存在的情況下就可能被氧化生成過氧化物,引發自聚。過氧化自聚物在空氣中的允許濃度僅為100mg/m3,并在125℃以上就可以發生分解爆炸。
此外,乙烯基乙炔是一種極易分解爆炸的物質,當乙烯基乙炔濃度高于50%、分壓大于0.075MPa時就有引起爆炸的危險。所以在操作時要嚴格檢查和控制DA—103塔釜溫度、溶劑量和回流量,發現異常及時進行處理。
總體而言加強防火防爆、防靜電、防泄漏、防丁二烯自聚、防雷等安全措施,應成為本裝置關注的重點問題。
(二)毒性危害
丁二烯對人體的危害。慢性中毒對神經系統的癥狀為頭疼、眩暈、全身無力、失眠、記憶力集中力減退,以神經衰弱癥候群為主,對消化系統癥狀為消化不良、惡心、胃灼熱、腹痛,肝、腎對丁二烯敏感,易受損害,對呼吸系統引起咽部及喉部炎癥,對皮膚引起發炎,液體丁二烯接觸皮膚引起凍傷。急性中毒表現為頭痛、眩暈、耳鳴、全身無力、口中感甜味,有時嘔吐、昏醉、皮膚蒼白、脈搏加快。在新鮮空氣中一切癥狀可迅速消失,在丁二烯長時間高濃度作用下是危險的,可能引起死亡。
溶劑油對人體的危害。濃度低時會引起頭痛、口干惡心等,濃度高時能引起中毒死亡,還可以引起慢性中毒、無力、神經衰弱,對皮膚有刺激。
三氟化硼乙醚絡合物對人體的危害。三氟化硼乙醚絡合物有劇毒,對皮膚能引起燒傷,還可經呼吸道、胃腸道、皮膚侵入體內,對牙齒、骨骼、造血、神經系統有損壞和強刺激作用。
三異丁基鋁對人體的危害。對皮膚有強烈的腐蝕作用,與皮膚接觸易灼燒和潰爛,其煙對呼吸道和眼結膜有強烈的作用。
(三)開停工危險因素及防范措施
石油化工裝置的開停工過程,由于裝置的主要工藝參數在操作上都是在較短的時間內完成,物料進出、溫度變化、壓力變化幾乎在極限范圍內進行,因而也往往是容易導致事故發生的過程。順丁橡膠裝置在開、停工及正常生產過程中的危險主要來自于丁二烯抽提單元和聚合單元。
開工過程中主要危險因素及防范措施見表4—5。
停工過程中主要危險因素及防范措施見表4—6。
四)正常生產過程中主要危險因素分析及防范措施
正常生產中危險因素及防范措施見表4—7。
(五)設備防腐
順丁橡膠生產過程所用原料及輔助對設備大都無腐蝕作用,僅丁二烯中的胺和凝聚系統的堿的存在以及蒸汽的沖刷有可能帶來的點狀腐蝕,但不會構成對設備的腐蝕。
(六)裝置安全自保聯鎖及作用
順丁橡膠裝置的聯鎖主要是丁二烯抽提單元的壓縮機系統、聚合與回收單元的聚合釜系統以及凝聚后處理單元的膨脹干燥機系統,對上述系統在納入DCS管理的基礎上同時設有聯鎖控制。以丁二烯抽提工藝系統為例:主要控制聯鎖為壓縮機系統,具體見表4—8。同時還設有裝置與罐區、動力、熱源等停車聯鎖。
(七)裝置易發生的事故及處理
1.順丁橡膠裝置緊急事故狀態下處理原則
(1)本裝置屬于甲類火災危險性裝置,生產過程中原料、產品都為具有可燃性質的液體和氣體,裝置的原料、產品及副產品均為可燃且有毒物質,一旦泄漏就有可能造成物料大量跑損,如果處理不及時,則會造成環境污染,遇明火則會造成著火或爆炸。
(2)當裝置內發生化工物料跑料(泄漏)事故時,車間領導應立即組織指揮有關人員,迅速切斷裝置周圍的交通要道,設立危險標志,并派專人在裝置周圍所有路口阻止和攔截無關車輛和人員通行,立即停止一切有可能產生火花的作業,組織有關人員進行事故搶險和處理工作。
(3)當裝置內發生火災和人員窒息傷害時,要及時報警,請求滅火和救援,避免事態進一步惡化。
2.裝置易發生的事故(故障)及其處理
(1)泄漏事故處置要點
①發生泄漏、跑冒事故后,要疏散泄漏污染區人員至安全區,禁止無關人員進入污染區。②控制事態發展,避免造成大面積環境污染。③熄滅危險區內一切火源。④如果是油罐液位超高造成跑冒,應關閉進料閥門,將物料改進相同介質的待收罐。應急人員按照規定穿防靜電的防護服,佩戴自給式呼吸器。
(2)火災事故處置要點
、侔l生火災事故后,首先要把著火部位和著火介質判斷準確,繼而采取針對性的生產處理措施和火災撲救措施。②發生一般性事故時,要努力控制影響范圍,做到不蔓延、不跑竄、不超溫、不超壓、不爆炸。③單臺設備著火時,在甩掉和撲滅著火設備的同時,改用和保護備用設備,繼續維持生產。④在大面積著火時,要迅速切斷著火單元的進料、切斷與周圍單元生產管線的聯系。停機、停泵,迅速將物料倒至罐區或安全的儲罐,做好蒸汽掩護。⑤如果是高溫介質漏出后自燃著火,則應首先切斷設備進料,盡量安全地轉移設備內儲存的物料,然后采取進一步的生產處理措施。⑥如果是易燃介質泄漏后受熱著火,則應在切斷設備進料的同時,降低高溫物體表面的溫度,然后再采取進一步的生產處理措施。⑦著火后的撲救工作,要立足于崗位人員,立足于現場的便攜式、移動式消防器材,立足于在火災初起時及時撲救。⑧滅火劑、冷卻劑的選用要根據燃燒介質、著火設備的危險程度、保護設備的重要程度而定,以提高滅火效能,保護重要生產設備。⑨發生火災后,要在積極撲滅初起之火同時,迅速撥打火警電話“119”向消防隊報告,以得到專業消防隊伍的支援,防止火勢進一步擴大和蔓延。
(3)爆炸事故處置要點
①發生重大爆炸事故后,崗位人員要沉著、鎮靜,不要驚慌失措,在班長的帶領下,迅速安排人員向車間值班、車間應急領導及廠調度報告,向消防隊報火警,向氣防站請求支援,同時積極組織人員查找事故原因,進行生產處理。②要努力控制影響范圍,做到不蔓延,不跑竄,不超溫,不超壓。③在處理事故過程中,崗位人員要穿戴防護服,必要時佩戴防毒面具和采取其他防護措施。④對爆炸引起的大火,在崗人員應利用崗位配備的消防器材進行撲救。⑤假若是單個設備發生爆炸,首先要切斷進料,關閉與相鄰設備的所有閥門,停機、停泵、停爐、拿凈塔器及管線的存油,做好蒸汽掩護。⑥由于爆炸產生很強的沖擊波,發生爆炸后,要組織人員對鄰近的設備和管線進行仔細檢查,避免發生次生災害。
3.生產過程主要異,F象及處理
順丁橡膠生產過程主要異常現象及處理見表4—9。
4.相關類似裝置重大事故案例
事故案例1:
美國得克薩斯城聯合碳化合物公司發生爆炸。1969年10月23日丁二烯精制裝置運行中,發現壓縮機發熱,于是減少進料。吸收系統上11點完全停產,其后壓縮機停機。精制部分(預分餾塔和精制塔)進行全回流,壓力降低,穩定在正常值的75%—80%。降低溫度、回流量和蒸汽量。重沸器和產品接受器液面降低。連續分析器從重沸器采氣體樣品,分析在控制限度內。下午精餾塔在近于全回流下有點不穩定地運行,壓縮機正在檢修,丁二烯裝置其余部分準備檢修完后開工,在7點23分(計算機運行時間)丁二烯精餾塔爆炸。爆震后不久又發生第二次爆炸。精餾塔頂部上升若干英尺后,倒塌下來,隨后點燃了大量放出的氣體,火勢在兩小時內被控制住,燃燒到10月26日止。事故原因:由在加熱器排管內的硝酸鈉引發熱聚合反應,引起的爆炸波使塔內底層塔板舉起,并在塔內向上移動。溫度、壓力和乙烯基乙炔的濃度在第十四層塔板處足夠高時引起爆炸。防范措施:打開所有主要設備上的緊急安全閥門,切斷進料和產品總管。進行滅火,控制火勢,并向爆炸后沒有損壞的設備上噴水。對事故進行調查分析,從失去能力的計算機中取出儲存器磁芯讀取數據。對爆炸碎片研究、分析。該精餾塔重沸器的蒸汽溫度為105℃,報警器在105t時報警。在第十層塔板上及重沸器氣相中,按裝連續分析儀、報警儀和斷開裝置。控制乙烯基乙炔濃度在30%,不允許全回流操作。禁止使用亞硝酸鈉作為氧氣清除劑。
事故案例2:
1974年11月23日19時05分,某公司合成橡膠廠一成品車間因操作工誤操作后又脫崗吸煙長達45min,致使2號膠液罐裝滿超壓,導致視鏡破裂,膠液噴射到對面的露天變壓器及配電室電氣設備上引起火災,造成2人死亡,10余人受傷,直接經濟損失41萬元。
事故案例3:
1985年7月22日8時35分,某公司合成橡膠廠一成品車間后處理工段發生一起爆炸著火事故,造成2人死亡、4人重傷、14人輕傷,942m2的廠房倒塌,部分生產設備被砸壞。直接經濟損失17.5萬元。事故原因:(1)凝聚操作工在給熱水罐補水操作中違反“補水量不能超過釜頂冷凝水量”及“保證水中間罐溢流管有水流出,防止將油送到熱水罐”的有關規定。
長時間沒有注意水中間罐液面的變化,以致將水中間罐的水基本抽空,造成水中間罐的溶劑油被送至熱水罐。這是發生此次事故的直接原因。(2)凝聚操作人員在操作中沒有遵守“隨時注意水中間罐油層情況,注意及時往油中間罐頂油”及“星期一白班應頂油一次”的規定,在25天內沒有及時頂油,使水中間罐存油2.19m3,為此次事故的發生增加了可能性。(3)洗膠崗操作工經驗不足,在發現熱水罐有油氣時未能及時切斷補水閥門,以致進油時間過長,造成大量油氣彌漫。后處理工段的電氣設備設計為非防爆型,電火花將油氣與空氣的爆炸性混合氣體引爆燃燒。
事故案例4:
1986年4月24日12時10分,某公司化工廠碳四車間乙腈二段精餾崗279—1丁二烯成品罐的液位變送器保護閥(Dg65、Pgl0、鑄鐵)閥體突然破裂,大量丁二烯在0.196MPa壓力下噴出,迅速擴散蔓延,幸及時準確處理,很快恢復生產。此次事故跑損丁二烯3.72t,直接經濟損失0.39萬元。事故原因:(1)丁二烯的高反應活性使其在生產過程中由于氧及其他因素而誘發丁二烯端基聚合物和丁二烯過氧化物。丁二烯端基聚合物生成后迅速增長,導設備和管道堵塞,漲破設備。(2)在易燃易爆介質的管道上使用了鑄鐵閥門。
事故案例5:
1986年7月27日0時30分,某公司合成橡膠廠丁二烯車間36#—Ⅲ精丁二烯儲罐,在向外送料過程中突然發生儲罐爆炸事故。爆炸壓力將容積為25m3的儲罐中間殼體和封頭處撕開,展開為—塊比較平的鋼板,罐的入孔蓋飛出400m以外;安全閥與放空管線飛躍40m高的廠房,落在廠房的另一側,25m3的儲罐毀壞事故直接經濟損失0.94萬元。事故原因:精丁二烯人罐相對停留時間較長,系統氧分壓過大,在罐內側形成大量丁二烯過氧化自聚物約7m3)。在送料過程中,流體沖擊摩擦,導致過氧化自聚物熱分解,造成罐內強烈的化學爆炸。
事故案例6:
1994年5月27日,美國俄亥俄州的殼牌化學工業公司貝爾普里聯合工廠丁苯橡膠裝置因過量的丁二烯加入反應器中,釀成系統壓力過高,并忽視了系統的壓力報警信號,最終導致了設備爆炸并引起火災,造成3人死亡。消防隊員花費了10h才將大火撲滅,事故導致衛廠2.5km范圍內的1700余人疏散。
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