PX生产工艺危险性分析
该项目生产装置属于典型的带温、带压、部分单元临氢操作,危险性很高的化工生产装置,为甲类火灾危险性装置。装置的工艺特点是:工艺过程复杂、临氢、操作条件苛刻。生产中使用的原辅化工材料属于易燃易爆、有毒有害介质。从生产过程中的二甲苯精馏、异构化反应、吸附分离以及辅助生产等各个反应装置单元来看,在连续化生产过程中各危险区域的危险部位都存在着火灾、爆炸以及不同程度的毒性危害和强腐蚀危险。根据同类型装置事故统计数据表明,其主要事故形态是物料的泄漏与空气形成的爆炸混合物,造成火灾爆炸的恶性事件。
原料与产品的危险性
对二甲苯生产工艺是一个在带温、带压、部分单元临氢的反应环境中进行的工艺,生产原料包括混合二甲苯和氢气、产品1,4-二甲苯(PX)等均属于易燃、易爆的危险化学品,这些物质在与空气形成爆炸性混合气体后,遇到点火源即可发生爆炸。
分离技术
受沸点影响,对二甲苯很难采用精馏方法从其同分异构体中分离出来,目前世界上实现对二甲苯分离的主流技术有两种,分别为吸附分离和结晶分离。
BP结晶分离技术
近年来,以结晶器和离心机设备设计制造水平的发展为依托,BP公司采用一次结晶加两段重浆化工艺代替了两次结晶加两次熔融的传统工艺。 通过结晶-分离-一次重浆化-分离-二次重浆化-分离过程,实现对二甲苯分离。 该技术主要特点有:
(1) 对进入结晶系统的杂质容忍度较高,C9及以上芳烃含量可控制在不大于2.0(m)%,可有效降低二甲苯分馏单元的能耗和设备投资。
(2) 受多元共熔体的平衡限制,对于混合进料中对二甲苯浓度在22%左右时,其单程回收率约65%。其配套异构化单元规模相对较大。
(3) 其核心设备结晶器和离心分离机采用多台并联方式,可实现单套装置较大的处理规模。
(4) 工艺流程相对较为简单,但转动设备相对较多,用能结构中电耗比例较高。
(5) 采用低温结晶分离,相对安全性较高,事故排放量较小。
(6) 结晶单元设备可采用立体布置,减小占地面积。
防护措施
呼吸系统防护:空气中浓度较高时,佩戴过滤式防毒面具(半面罩)。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:穿防毒物渗透工作服。
手防护:戴橡胶手套。
工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作毕,淋浴更衣。注意个人清洁卫生。
急救措施
皮肤接触:脱去被污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。
眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。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。
食入:饮足量水,催吐。就医。
四、治理装修污染中的二甲苯的方法有:竹炭吸附法和化学剂反应法(如:KMnO4(H+)aq)!前者为物理作用,后者为化学作用!
灭火方法
喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂:泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。
危险特性
易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。流速过快,容易产生和积聚静电。其蒸气比空气重,能在较低处扩散至相当远的地方,遇明火会引着回燃。
燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳。
包装及贮运
采用镀锌铁桶包装,每桶180kg。亦可用槽车装运。
环境危害
污染来源
二甲苯是重要的化工原料,**合成、合成橡胶、油漆和染料、合成纤维、石油加工、制药、纤维素等生产工厂的废水废气,以及生产设备不密封和车间通风换气,是环境中二甲苯的主要来源。运输、贮存过程中的翻车、泄漏,火灾也会造成意外污染事故。
环境标准
中国(TJ36-79) 车间空气中有害物质的容许浓度 100mg/m3(二甲苯)
中国(TJ36-79) 居住区大气中有害物质的容许浓度 0.30mg/m3(一次值、二甲苯)
中国(GB16297-1996) 大气污染物综合排放标准(二甲苯)
①允许排放浓度(mg/m3):
70(表2);90(表1)
②允许排放速率(kg/h):
二级1.0~10(表2);1.2~12(表1)
三级1.5~15(表2);1.8~18(表1)
③无组织排放监控浓度限值:
1.2mg/m3(表2);1.5mg/m3(表1)
中国(待颁布) 饮用水源中有害物质的容许浓度 0.5mg/L(二甲苯)
中国(GHZB1-1999) 地表水环境质量标准(I、II、III类水域特定值) 0.5mg/L(二甲苯)
中国(GB8978-1996) 污水综合排放标准 一级:0.4mg/L
二级:0.6mg/L
三级:1.0mg/L
二甲苯混合物
xylene是邻、间、对二甲苯的混合物。这是一种常用的**溶剂。
二甲苯异构体
异构体有三种,
为对位二甲苯para-, p-xylene,简称PX,沸点138.35℃
为邻位二甲苯ortho-,o-xylene,简称OX,沸点144.42℃
为间位二甲苯meta-,m-xylene,简称MX,沸点139.10℃
三种异构体的分离可以用MFI沸石膜来进行分离,b-orientation的MFI膜可以达到500的分离度。
此外,一般混合二甲苯中还会含有一定量的乙基苯(ethyl-benzene,简称EB,沸点136.19℃)
二甲苯中毒
致病原因
1.制造、使用、贮存、运送甲苯、二甲苯的石油化工业,油漆涂料、染料、塑料、橡胶、皮革、糖精、人造和合成纤维等生产中,发生管道、贮制度意外损坏、阀门漏气等情况下,较长时间大量吸入高浓度甲苯、二甲苯蒸气可以引起急性中毒。
2.在密闭型的贮罐糟内涂刷以甲苯、二甲苯为溶剂的防腐涂料,因无良好通风,大量甲苯、二甲苯蒸气积聚,可使作业工发生急性中毒。曾见报道针织厂窗紧完备的印花车间用含甲苯的洗液水清洗印花强桌面而引起7名女工发生急性甲苯中毒。
一般甲苯、二甲苯空气浓度200~300 mg/立方米吸入8h即可产生轻度中毒症状,3.76g/立方米浓度吸入1h即发生急性中毒,71.4g/立方米浓度下数分钟可使吸入者迅速昏迷、死亡。
3.经皮或误服致急性中毒者,**报道。
急救处理
1.立即移至空气新鲜处,必要时给予吸氧。除去沾染衣物及皮肤上毒物。
2.剂可用葡萄糖醛酸内脂(参见急性苯中毒)。
3.对症处理:口服维生素B族、防治脑水肿等。
预防
1.加强车间通风、排气和生产设备的密闭、检修。
2.经常监测空气中甲苯浓度。
3.注意个人防护,必要时戴防护用品。
4.定期体检,严格掌握禁忌证。
预后
一般愈后良好,即使是重度中毒昏迷者,只要及时获得积极抢救,也多能恢复神志,逐渐康复,不留后遗症,仅个别患者有头部胀痛,并可持续较长时间。 经**病情恢复后,一般休息3~7d,仍可从事原工作;病情较重者,休息时间可适当延长,出现精神异常或昏迷者,痊愈后可考虑调离苯类作业。
二甲苯精馏过程
二甲苯精馏过程主要是将混合二甲苯中的二甲苯/乙苯分离出来。二甲苯精馏装置虽是常规精馏分离操作,但却是比较高的温度下对易燃易爆介质进行分馏操作,若操作不当,发生设备故障或泄漏,就会形成火灾爆炸事故。
异构化反应过程
异构化反应压力0.75~1.43MPa(G),温度370~420℃。异构化过程为临氢加压反应过程,反应压力和温度都较高,物料一旦泄漏,就可能引发火灾爆炸事故。
氢气采用离心式氢压机进行循环使用,氢压机轴封密封不好,容易发生氢气泄漏。异构化工艺流程中的加热炉要把原料和氢气混合物加热至反应温度。该环节若原料泄漏与空气混合将可能发生着*炸。加热炉使用气态燃料,如果一次点火失败后未吹扫炉膛直接二次点火,可能发生爆炸。
吸附分离过程
吸附分离装置旋转阀容易出现物料间的相互渗透、流量控制不均匀等问题,在运转过程中如果旋转阀发生故障,则装置就无法运转。
吸附塔的操作是装置的关键,在吸附塔内进行对二甲苯的吸附和解吸操作,将抽余液和抽出液分开,一旦泄漏还可能会发生人员中毒事故。且吸附剂价格昂贵,一旦操作不当而中毒失效,会造成较大损失。该类事故已在国内多个企业发生。