一、裝置簡介
(一)裝置發展及類型
1.裝置發展
精對苯二甲酸(PTA)是關系到國民生計的衣用滌綸化纖聚酯產品的原料。目前在我國滌綸化纖因其品質優良,是化學纖維中的優選品種,它已占整個化纖產品的76%以上。近年來,在化學纖維中聚酯工業發展的速度最快,世界聚酯產量年增長率約為8%左右。隨著聚酯應用技術的不斷發展,近十年來聚酯用途不斷擴大,已延伸到聚酯薄膜、聚酯瓶、工業用聚酯以及其他新聚酯產品等領域中,其中又以工業用聚酯發展更快。
根據國內市場分析,1999年,我國聚酯生產能力達398×104t/a,PTA的需求量為344×104t/a,而產量則為169.1×104t/a,缺口達172.9× 104t/a。2001年PTA進口量達到311.7×104t。2001年國內聚酯年生產能力已經發展到700-800X104t/a,當年產量已達611×104t,需PTA約531.6×104t,但國內PTA生產能力(包括DMT應算到PTA的產能)到2001年約為242.5×1094t/a,當年實際產量約為219.9×104t,PTA缺口達300X104t以上。通過對國內PTA市場需求的分析預測,到2005年底我國PTA市場需求將達到597~699×104t/a。
2.生產工藝路線
精對苯二甲酸(PTA)是生產聚酯(PET)的重要化工原料,當前主要的工藝路線有二條。一種是二甲苯(PX)合并氧化合并酯化生產工藝(也叫DMT法)。另一種是對二甲苯(PX)直接氧化法(即DM法)生產工藝,它是以美國BP—Amoco公司、美國DuPont—ICl公司和日本三井油化公司為代表的中溫氧化,加氫精制生產PTA的工藝技術。我國較為先進的已建成投產的PTA裝置(如揚子石化)多采用Amoco公司(現為英國BP公司)工藝技術。并對經過對BP、DuPont、三井油化三家公司技術方案從技術路線、產品質量、原材料單耗、催化劑回收、公用工程單耗以及很為關鍵單臺氧化反應器設計生產能力和設備投資狀況進行反復的技術優化,同時結合70年代我國引進PTA裝置30年來的發展經驗,在引進、消化、吸收上所取得的成就(特別是揚子石化)基礎上,成功地對老裝置進行大膽的革新、改造,使裝置生產能力由原來的45×10(4t/a增加到60×10(4t/a(目前可達70×10(4t/a產量)。能耗由原來的469kg標油降低到339kg標油,最低可達290-300kg標油。通過革新創造已形成了許多自己獨有的PTA生產技術,目前已有4項技術成果獲得專利授予權,5項技術成果正在申請專利,形成14項之多的專有技術。這里重點以對二甲苯(PX)直接氧化法(即DM法)生產工藝做進一步詳細論述。
二、重點部位及設備
(一)PTA裝置主要原料危險性分析
1.PTA裝置主要原料安全特性
在PTA生產整個工藝過程中,存在有對二甲苯(PX)、醋酸(HAC)、溴化氫(HBr)、氫氣(H2)以及反應尾氣等多種易燃易爆、有毒有害介質(見表3—25、表3—26)。大部分為易燃易爆有毒有害強腐蝕性介質。當生產不穩定或發生泄漏時很容易釀成重大事故,危及生產和人身安全。
(1)PYA裝置中已列人《危險貨物品名表》GBl2268—90的危險化學晶:
(2)PTA裝置列入《劇毒物品品名表》GA 58—93的劇毒物品:根據《職業性接觸毒物危害程度分級》GB 5044--85標準,PlA裝置中只有在經過洗滌后反應尾氣的廢氣中含有微量的極度危害I級的苯以及高度危害Ⅱ級溴甲烷和一氧化碳。
(3)PTA裝置未列入《危險貨物品名表》GBl2268—'90的危險化學晶。
(4)根據《重大危險源辨識》GBl8218--2000國家標準要求,生產場所重大危險源是按4類物質品名(品名引用《危險貨物品名表》中的介質)及其臨界量加以確定的。因此PYA裝置中上提到的多種列入和未列入《危險貨物品名表》共計18種中,對照生產場所的臨界量標準計算只有PX、HAC和U2可視為該裝置的重大危險源。嚴格地說,由于氫氣由管道輸送而來,裝置內不設中間儲罐,按標準生產場所的氫臨界量不足1t,因此PTA裝置的重大危險源為對二甲苯(h)和醋酸(HAC)兩種。
2.PTA裝置主要原料危險性分析
PTA裝置有多種原、輔材料和反應副產物,這些物質存在易燃易爆、有毒有害的危險性。其中主要介質均為甲B類火災危險性物質,并具有一定的毒性危害,其次高壓蒸汽高溫物料以及?;吩斐傻臓C傷、灼傷,裝置開停時使用大量可致人窒息死亡的氮氣,生產中可對人造成放射性傷害的鈷“液位計、大型空氣壓縮機組發出的高分貝的噪音傷害,都是PTA裝置存在的危險危害因素。
(1)PTA裝置主要危險化學品特性
主要危險化學品特性見表3—23。
(2)PTA裝置危險化學品毒性危害特性
裝置危險化學品毒性危害特性見表3—27。
PTA裝置均為關鍵生產裝置,其裝置特點是生產連續化,流程復雜化,介質危險程度。這些特點決定了裝置的管理要細化,操作人員要有較高的技術素質。在操作中應注意以問題:
?、貾TA裝置為中壓下生產的裝置,主要物料為對二甲苯和醋酸,均為易燃易爆品,加物料的載體為熱油,為有毒物質。
?、谥饕卸疚锪蠟閷Χ妆胶退匿逡彝?,長期接觸會引起慢性中毒。
?、蹮崦綗彷d體,溫度很高,一般在330℃左右,所以操作時須穿防熱服、手套和面罩。
?、苡蒔TA裝置輸送PTA粉末和由PTA中間料倉向包裝送PlA粉末采用氮氣輸送。防止粉塵爆炸。并對輸送PTA的氮氣進行氧含量分析。
3.PTA裝置主要危險物質分布
根據PTA裝置工藝流程特點,以及裝置設備、管線的實際布置情況,調查裝置所使用有毒有害危險化學品的實際分布如表3—29所示。
(二)重點及關鍵部位
1.主反應器系統
對苯二甲酸裝置的反應器系統具有高溫、高壓等特點,在實際生產中,若出現大的故障,將影響裝置的正常安全生產,嚴重時需要緊急停工處理。主要包括氧化單元的空氣壓縮機、氧化反應和精制單元的加氫反應、離心機等。
2.熱媒加熱系統
熱油系統屬于高溫、高壓,因此對設備及管線的要求嚴格。在實際生產中,熱油爐內盤管沖刷、熱油泵機械密封磨損、閥門磨損出現泄漏,都將造成嚴重事故。
3.重點危險區域劃分
根據以上PTA裝置所使用有毒有害危險化學品的實際分布,可以對PTA裝置危險區域進行如下劃分:
?、傺趸磻?、冷凝、結晶區域和加氫預熱反應、結晶區域、氮氣壓縮機等區域為甲級火災危險性生產區域。②TA過渡區、干燥區域;溶劑脫水、溶劑回收區域;TA料倉;PTA離心、過濾、干燥區域;PTA料倉區域為乙級火災危險性生產區域。③工藝空壓機房、控制室以及MCC等為丙級火災危險性生產區域。在成品包裝車間裝袋處,有粉塵外逸的可能。環境中粉塵與操作關系密切,其規定值為不大于0.1mg/m3。④整個PTA裝置為甲級火災危險性裝置。PTA裝置為甲類火災危險性裝置,主要原料PX、H2都屬甲類和甲B火災危險性物質,裝置內氧化及加氫精制單元大部分處于爆炸危險乙區或附加乙區內。
4.主要危險危害分布
主要危險危害分布如表3—30。
5.PTA裝置危險點及關鍵部位
由于多種危險物質存在于整個工藝過程中,按照中石化及國家有關文件及法規,該裝置主要危險區域有:氧化反應器、空壓機、加氫反應器、氧化干燥機等系統如表3—31所示。
(三)重點設備
PTA裝置重點設備機組及設備為反應器、空壓機、結晶器等。此外,還有許多的特殊閥門,這些閥門出現故障會導致裝置部分停工或全裝置停車,若處理不當也有可能導致惡性事散的發生。
1.PTA裝置設備概況
PTA裝置原料為PX、HAC、H2等易燃易爆、有毒有害的介質,工藝過程有激烈的氧化反應和臨氫操作。PTA生產的物料多為漿料,易堵塞,介質腐蝕性強。因此裝置內設備類型多樣、結構復雜、轉動機械多、規格大、材質耐腐蝕要求高是該裝置硬件設施的一大特點。如有原動機功率(1—1.2)×104kW的大型空氣壓縮機,54078m3幾流量的尾氣膨脹機及53t/h的凝氣背壓式蒸汽透平機組成的工藝空氣壓縮機組。有大負荷的壓力離心機、真空轉鼓過濾機、回轉式大型干燥機。裝置內有每分鐘幾萬轉的高速離心泵、耐強腐蝕的耐酸泵,以及類型近10種之多的機泵等。另外在工藝設備上有鈦復合鋼板(SA516Cr.70+T1 Cr.1)制作帶鈦攪拌器的氧化反應器和SA516Gr.70+304L復合鋼板制作的加氫反應器等制造難度高的承壓設備。
除上述材料外,PTA工藝生產設備中尚采用了一些特殊的材料,如Hastllov C、904L、254SMo、lnconel、2205等。
為防止工藝設備、管理系統的超溫、超壓事故發生,PTA裝置內設備安全閥、防爆膜,給安全生產提供了有力的保證。
2.工藝對設備的要求
PTA裝置中使用的多種介質有強腐蝕性,加之PTA產品潔凈度要求高,對金屬雜質特別是鐵離子等含量有嚴格的控制標準,因此PTA裝置中約有85%以上設備須選用超低碳不銹鋼、不銹鋼復合板直至鈦復合板等高品位材質??梢哉fPTA裝置是石油化工生產裝置對設備選材條件很為嚴格和苛刻的,其具體要求如下:
(1)氧化反應工段主要腐蝕性介質為醋酸和溴化物,操作溫度高,反應器前后的設備須采用工業純鈦作為設備的基本抗腐蝕材質??紤]到制造成本,設備大多采用復合鈦板制造。部分設備由于操作溫度較低,可采用316L(317L)、或某些雙相鋼材料作為基本材料。
如第一冷凝器管板為Ti十Cs十lnconel 600三層復合板,尾氣冷卻器采用瑞典開發的優于316L或317L的254SMo即Cr20Nil8M06材質。
(2)加氫精制工段主要介質為粗TA的水溶液漿料。為防止不銹鋼中的Cr、Nj、Pe等金屬離子溶人(本質上也屬于腐蝕)物料,最后影響PTA成品的質量,因此在最后兩級反應器進料加熱器選用了鈦材。加氫反應器和其他設備一般采用304L不銹鋼或304L復合板作為基本材料。
(3)其他特殊材料的應用
除上述材料外,PTA工藝生產設備中尚采用了一些特殊的材料,如Hastlloy C、904L、254SMo、Inconel2205等。
三、危險因素及其防范措施
(一)生產過程危險因素分析
PTA裝置是一套典型的高溫、中壓、強腐蝕性,部分單元臨氫操作的危險性高的化工生產裝置,為甲類火災危險性裝置。其工藝特點是:工藝過程復雜、臨氫、操作條件苛刻生產中使用15種以上的原輔化工材料及產成品大部分介質屬于易燃易爆、有毒有害強腐蝕介質。從裝置的TA單元,PTA單元以及中間罐區等輔助單元看,在連續化生產過程中各危險區域的危險部位都存著火災、爆炸,不同程度的毒性危害和強腐蝕危險。根據同類型裝置事故統計數據表明,其主要事故形態是物料的泄漏與空氣形成的爆炸混合物,造成火災爆炸的惡性事件。根據多年的生產實際及經驗,在生產過程PTA裝置易發生影響開工率的危險因素主要有下述幾方面。
1.生產物料的危險性
由于TA單元在生產過程所需的主要物料PX、HAC、NBA等均為易燃易爆物質。對二甲苯的火災危險存在于原料配制、氧化反應工序中。醋酸的火災危險性存在于原料配制、氧化反應、結晶、過濾、干燥、浴劑和催化劑回收等各個過程,貫穿于TA單元的整個工藝過程。而醋酸丁酯的火災危險性主要存在于溶劑回收的共沸蒸餾工藝過程。
以上的三種物質其操作溫度均高于其閃點,如,對二甲苯為25℃,醋酸為39℃,醋酸丁酯為22℃,在操作、儲存、輸送過程中,當管道、機泵以及所經過的工藝設備一旦發生泄漏,易燃物料遇到火源或高溫物體時,非常容易起火,如未及時控制即可釀成火災事故。
其次在TA單元的整個工藝過程,都存在著醋酸和溴化氫中溴離子的腐蝕問題,特別是高溫醋酸泄漏對設備和環境的腐蝕更為加劇。由于腐蝕使機械設備、容器、管道材料強度大為降低,長期腐蝕會造成管道、設備、閥門、機封的破壞,引起了泄漏著火事故的發生。如出現高溫醋酸或堿NaOH液泄漏中噴射,容易造成操作人員和維修人員的呼吸系統和皮膚的嚴重灼傷,尤其是大面積的酸、堿灼傷,讓人慘不忍睹。
另外,PTA單元的氫氣如發生泄漏很容易與空氣形成爆炸混合物,不管是靜電打火,還是遇到金屬撞擊都可引發一場惡性事故的發生。其次,物料的毒性對裝置的操作者也構成很大的危害。如:溴化氫促進劑加料間存在著因加料過程易吸人HBr蒸汽而存在著中毒的危險,尤其是HBr在氧化反應高溫高壓條件下可產生溴甲烷。因此在反應尾氣、氣體膨脹機、吸附塔、氣體洗滌塔及尾氣輸送TA及PTA產品時,都可能存在一定濃度的溴甲烷。上述設備、管道如果發生氣體外逸,不但污染環境,并可引發操作人員的急性溴甲烷中毒事故。
2.氧化反應過程的危險性
氧化反應系統包括氧化反應器、結晶器、冷凝器、漿料罐、母液循環罐和醋酸精餾塔等工藝設備。氧化反應是多種易燃物料:PX、HAC、HBr、鈷錳催化劑、循環母液、硅油等與大量的空氣混合,在高溫、低壓的氧化反應器內進行激烈放熱的化學反應,反應器內存在大量高溫、高壓的可燃物、助燃物其危險性不言而喻。因此,大多數專利商都要求把氧化反應器放在厚厚的防爆墻內,以降低氧化反應器發生爆炸時造成的損失。生產過程反應器的安全操作是通過控制氧化尾氣中的氧含量來實現的,正常生產時尾氣氧含量均為3%左右,若氧含量達到5%,反應器就會報警以致停車。如果操作或控制不當,氧化尾氣含量超過8%,氧化反應就有發生爆炸的危險。因此氧化反應的工藝操作須嚴格控制反應溫度和壓力,避免出現反應速度過快,導致溫升過高而發生失控的危險。另外,重要的是在反應的引發過程,尤其是在切換尾氣控制閥時操作不當,或發生三取二的尾氣氧含量監測儀表故障等問題,容易造成尾氣氧含量不斷上升,當氧含量超過8%左右濃度時,會出現反應器內醋酸蒸汽的燃燒直至發生爆炸。而分布在氧化反應器周圍的結晶器,第一到第四冷凝器以及循環母液醋酸罐,精餾塔醋酸閃蒸罐等,一旦發生大面積泄漏也隨時存在著火災或爆炸的危險性。
3.尾氣吸附過程危險性
尾氣吸附塔內主要有氧氣、溴甲烷、甲苯、醋酸、活性炭、硅膠等物質。正常操作溫度較低,但當超過150℃或停車時溫度上升過高,會發生塔內活性炭自燃而發生的火災事故。
4.加氫精制系統的危險性
PTA單元加氫反應器是火災爆炸重要的危險源。反應介質為氫氣和TA的混合物,操作溫度為288℃,操作壓力最高為8.8MPa。由于操作溫度和壓力較高,而且氫氣介質的爆炸極限寬為4.1%~74.1%,加氫精制單元屬甲類防火類別,爆炸危險Ⅱ區,發生火災爆炸的危險程度高。由于此系統為臨氫狀態,設備及氫管線存在著氫氣泄漏和發生氫腐蝕和氫脆的危險性。系統中的氫氣緩沖罐容積非常小,但它是儲氫的三類壓力容器,同樣存在超壓爆炸的危險因素。
其次系統內的氫氣壓縮機將來自煉油廠的重整氫,經氫氣壓縮機增壓,然后送入加氫反應器,系統為臨氫區域,氫氣壓縮機的出口壓力達11.0MPa,出口溫度為200℃以上更加增大了壓縮機及出口管線,閥門發生泄漏所引起的火災爆炸危險性。
5.原料及PX及化工原料罐區危險性
裝置罐區內有PX、HAC、HBr、NaOH、共沸劑NBA等易燃、腐蝕性強的介質。除醋酸罐的容積達1000m3以上能夠形成防火堤內積液池火災外,對二甲苯、熱油、醋酸、燃料油等也都有發生罐內池火災的可能。因此在防止介質的腐蝕泄漏和事故泄漏之時,應杜絕罐區內存在各種火源的可能性,才能防止罐區火災事故的發生。為防止罐區火災爆炸事故的發生,除減少泄漏和杜絕火源外,還應防止誤操作造成的冒罐跑料和抽空的事故發生。
6.PTA輸送、包裝及儲存系統的危險性
PlA產品在氣流輸送、包裝、存儲、除塵等各個生產過程, 自始至終都存在著PTA或TA粉塵發生爆炸的危險。由于PlA或TA的粉塵本身具有可燃性,其最低爆炸濃度為0.05z/L,極限氧濃度為15%(電火花點火)。當粉塵懸浮物與空氣形成的混合物達到一定剛度,如52~718g/m3時,遇有足以引起粉塵爆炸的起始能量,如出現明火、靜電、電火花引條件就會發生惡性的粉塵爆炸事故。
7.高壓蒸汽和開停車及小包裝氮氣系統的危險性
PTA裝置除設熱油爐外,加氫單元的進料預熱系統全部用高壓蒸汽,PTA裝置中用于主要生產的加熱蒸汽有9.0MPa(表)、1.0MPa(表)及0.43MPa(表)三種規格,其中0.43MPa(表):為氧化反應副產的低壓蒸汽,高壓9.0MPa(表)蒸汽溫度480℃,中壓1.0MPa(表),蒸汽也在230℃,因此高壓蒸汽系統及其凝液系統的集管、閥門、流水器、管網焊接質量以及外保溫材料的選擇十分重要,如有漏泄、噴濺、裸管會造成嚴重的燙傷事故。另外FrA裝置工藝過程和PTA小包裝置系統以及開停工搶修中都需要大量的氮氣。同類PTA裝置由于氮氣泄漏和管理不當造成窒息傷人致死的事故多有發生。因此該裝置的氮氣系統須確保密封循環系統良好,杜絕誤操作,堅持巡檢,以防止各類惡性事故的發生。
(二)放射性物質安全防護
PTA裝置普遍使用有放射性液位計(如:氧化、精制反應器采用放射性鈷—60或銫—137),鈷—60或銫—137電離輻射類型為了射線。為了避免放射源與裝置人員的接觸。除在儀器專用的操作規程中專業說明外,還需要制定詳細的防護處理措施。
1.放射性接觸防護處理措施
(1)裝置上除有放射儀器的容器外,附近的操作區域里的放射劑量,是有一定限制的。因此,只允許指定的人員進行操作,非指定的操作人員不得接觸。
(2)在裝有放射性儀器的容器的人孔都用鉛封,只有放射管理人員或由他指定的人員并需要書面指令,才可啟封。
(3)每一放射源要標記上放射線的警告標志,此標記未經放射管理人員批準,其他人不得除去。
(4)裝置中的放射源的說明,應公布在控制室內。
(5)裝有放射性物質封閉源的取出、安放、更換及處置的人員須嚴格遵照相關的安全防護規定進行。
(6)須嚴格放射作業人員個人劑量監測與健康檢查。
2.放射性接觸工業標準
(1)西德工業標準DIN 54115規范對密封輻射源要求有:①如果在適當的實驗中,可放出的放射性小于0.185×1010Bq,則一般可以認為防護層是惰性且密封的。②輻射源含有氣態或以氣態吸附的放射性同位素時,如果操作層條件每小時泄漏出防護層的量不大于0.37×1010Bq,則防護層可看作是密封的。③高安全輻射源所采用的材料直至溫度800℃,不得溶化、升華或著火。
(2)國家標準:依據《輻射防護規定》GB 8703—88及《密封放射源一般規定》GB 4076--83國家標準。放射作業場所最高允許限值為23.87×103Bq/kg?h,公眾最高允許限值為23.87×102Bq/kg?h,聚酯裝置監測點結果均能低于公眾最高允許限值23.87×102Bq/kg?h,但要考慮到放射源對機體作用的隨機效應,仍需注意加強防護。
(三)裝置安全自保聯鎖及其作用
1.PTA裝置電氣安全系統
PTA裝置動力和照明屬于二級用電負荷。
PTA裝置供電系統一般采用雙線路供電,正常時每一路電源各帶50%負荷,當某一回路故障時,另一路可帶100%負荷。
裝置內動力配線為放射線電纜橋架敷設。經低壓配電柜配出的動力電源送至MCC盤及照明系統。DCS系統采用UPS電源。
2.PTA裝置安全儀表
PTA裝置生產自動化程度的要求高,生產工藝中反應器部分為易燃易爆物料,屬甲類火災危險性區域,主流程中多為高溫高壓及強腐蝕性介質,流體中固體含量多在30%以上,生產運行技術性強,操作難度大,控制要求高。為優化反應條件、降低原料和公用工程單耗,保證生產的安全可靠,要求裝置的自動化控制系統具有高可靠性、高安全性及先進性。因此PTA裝置主生產線須采用分散控制系統(DCS系統),通過豐富的彩色圖像顯示,完成控制、指示、記錄、報警等功能。在DCS系統中嵌入國際上成熟的優化及先進控制系統,即APC系統,從而不僅提高了裝置的安全性和穩定性,還可進一步提高操作的經濟性。擬建的PTA主生產線還設有ESD緊急聯鎖停車系統,以確保裝置的安全操作。裝置中成套設備一般要配備PLC系統,其狀態和報警信號送DCS系統。
PTA裝置儀表自動控制系統(DCS)所采用大型集散控制系統,在突發事件情況下可起到以下幾個方面的安全措施:
?、倬哂锌刂剖壹艾F場儀表供電的備用電源(UPS)。②裝置已設置凈化風儲罐,保證裝置內儀表使用15~30min,其目的亦在于保證裝置安全。③根據工藝裝置的特點,設置必要的緊急情況下自動聯鎖保護系統(ESD)。ESD系統獨立設置,并采用事故安全型(正常帶電,失電動作)。④在工藝裝置區內,根據裝置的特點,設置一定數量的氫氣檢測報警儀表。⑤中心控制室除了考慮與工藝裝置的安全距離外,設置有可燃氣體和火災報警系統。
3.PTA裝置安全與消防設施
?、貾YA裝置設有消防站,距生產裝置及輔助生產設施距離不大于2.5kin,接到火警后,消防車5min內就可以趕赴火場,站內共配有泡沫、干粉、水等各式消防車。
?、赑TA裝置區內建有消防水泵房,消防供水采用獨立的穩高壓消防供水系統,正常壓力0.9MPa。消防水量330L/s。PTA裝置周圍設有環形消防水管道及消火栓,裝置內重點部位還設有消防水炮。
?、跴TA裝置內設有泡沫站,可為裝置內的HAC儲罐提供泡沫滅火混合液。
?、躊TA裝置內設有消防通道、消防炮、高壓消防栓、MF8、MTY、MT50各類滅火器,可以滿足裝置的消防設施配制要求。
?、軵TA裝置內設有感溫、感煙、手動火災報警按鈕等火災報警系統。
4.職業衛生設施
PTA裝置內安全衛生設施根據國家相關規范進行配備,并設有氣防站和相應的管理機構。裝置內配有E.RPP—20B/13型號的正壓呼吸器等各類氣防設施和個人防護用品。裝置內職業安全衛生、消防等專業方面工作嚴格執行中國石化集團公司有關規定。
5.主要安全自保聯鎖
(1)主要儀表聯鎖控制
主要儀表聯鎖控制見表3—32。
(2)聯鎖管理制度
PTA裝置有控制溫度、壓力、流量、重要液位和大機組安全運行的聯鎖,并制定和完善聯鎖管理制度規定:
?、俑鞣N聯鎖嚴禁摘除。
?、谌缟a中需要摘除時,先向技術科報告后,經批準,允許摘除。
?、郛斏a恢復正常后,立刻恢復聯鎖。
?、苌a需要緊急摘除,須在24h之內補辦手續。
(四)裝置易發生的事故及其處理
1.國內外同類裝置重大典型事故(火災、爆炸、中毒及次生災害)
(1)國外典型石化企業事故原因分析
《世界石油化工企業近30年特大型火災、爆炸事故匯編》中論述了95起重大火災爆炸事故的原因,現將統計結果列于表3—33。
從事故原因統計及事故統計表可以看出,這些火災、爆炸事故的原因大致分為六類,由于閥門管線泄漏引發的事故占很大比率,大約有1/3;其次是泵設備故障,約占事故總數的17.9%;操作失誤是第三位的事故原因,導致的事故約有15.8%;儀表電氣設備故障約占事故總數的12%;反應失控和雷擊也是造成事故的原因,所占比例分別是10.5%和8.4%。
分析上述事故,發現報警消防措施不力也是事態擴大的一個原因,因為95起事故中有12起消防水泵無法啟動。在這些事故中值得注意的是,烴類蒸汽發生爆炸事故占事故總數的43%,因為飄逸擴散的蒸汽云團以及彌漫在建筑物內的蒸汽云,被引燃發生的爆炸是很具有毀滅性的事故。
(2)同類PTA裝置典型事故分析
?、賴鴥饶郴SPTA裝置氧化反應器爆炸
1991年6月10日,國內某化工廠Amoco法生產對苯二甲酸的裝置發生爆炸,事故造成一人死亡,管線和換熱器報廢。事故經過為:當日該裝置的氧化工段進行正常停車,上午9時40分開始降低反應器的空氣和進料量,10時30分,混合料進完,??諝夂瓦M料。約15min后反應器尾氣系統發生兩次連續爆炸,隨后管線和氧化反應器相繼爆炸,在場的一名操作工被炸死,HE一301換熱器報廢。爆炸原因是空氣切斷之后,閥門泄漏,使尾氣中的氧氣含量超過8%,形成二甲苯和醋酸混合爆炸性氣體,自燃或由靜電引起爆炸。
?、诒壤麜r吉爾化工氧化反應器爆炸
1976年11月30日凌晨,比利時吉爾化工廠PTA裝置一號氧化裝置的第三氧化反應器(BB--305)發生爆炸,但沒有造成人員傷亡。事故原因是違反開車程序,原料在沒有預熱的情況下直接常溫輸入反應器,通人空氣后未能進行反應,尾氣中的氧含量達14%—16%,與對二甲苯和醋酸形成爆炸性氣體,由靜電或自燃引起爆炸。
?、蹏鴥饶郴SPTA裝置檢修出現人員窒息死亡1996年3月27日,國內某化工廠PTA裝置檢修,檢修人員在進入HM--501A簡體檢修時,一維修工未辦理進罐手續且防護面具使用不當,造成該維修工窒息死亡。
?、車鴥饶郴w公司PTA裝置泵體開裂
2001年11月5日,國內某化纖公司PTA裝置C1—1221屏蔽泵,在啟動泵時,泵蓋與泵體連接處突然崩開,200℃、3.15MPa的蒸汽噴出,致使在場操作工1人死亡,1人輕傷。事故原因是泵蓋與泵體安裝時,使用連接螺栓的規格錯誤,造成螺栓脫扣,連接強度大幅度下降,當啟動泵時瞬間壓力升高,泵蓋與泵體崩開,釀成了事故。
?、輫鴥饶郴SPTA氧化裝置跑料事故
1984年1月27日,國內某化工廠PTA氧化裝置常壓罐(HF--1502B)收對二甲苯時,因阻火器堵塞造成罐底焊口撕裂,損失對二甲苯約87t。
(3)事故分析與經驗教訓
通過上述實例,可以看出PTA裝置在生產中較大的危險因素是物料與空氣形成的混合物達到爆炸極限,造成火災爆炸事故,如PTA裝置發生的幾起爆炸事故都是氧化反應尾氧含量超標引起爆炸,因此在設計時,須確保氧化反應器尾氣氧含量控制,報警裝置靈敏、準確、可靠;PX裝置應重點防范有明火的崗位,如加熱爐。生產時應嚴格遵守工藝操作規程,嚴禁違章操作;另外,由于裝置區域內遍布易燃易爆介質,且一般均帶溫帶壓,所以檢修人員應按規定辦理相應手續,如動火作業證、進罐作業證等,進容器作業時還須做好檢修前的分析檢測、工作現場確認、安全防護用具和專人監護,每個環節缺一不可,切不可因搶工期、搶進度而忽視安全工作,同類PX裝置和PTA裝置已數次發生過人員窒息事故;所以各級各類人員都要重視安全工作,嚴格把好產品質量、工程質量和工作質量關,切實落實每個環節的安全生產責任制,加強對檢維修、物資采購和施工作業隊伍的管理和監督;同時須建立、健全裝置事故預案,并經常不斷地進行防事故演習,以提高工人的技術素質。這些都是裝置安、穩、長、滿、優生產的必要條件。
2.主要危險危害的防范措施
主要危險危害的防范措施列于表3—34、表3—35。
3.PTA裝置常見事故及處理
由于PTA裝置反應溫度高、壓力高,因此在PTA裝置熱媒加熱系統和反應器系統易發生事故的部位較多,主要表現為熱媒加熱系統管線、閥門的磨蝕而引發的設備問題。常見事故及處理見表3—36—1、表3—36—2、表3—36—3。