课件4.2 氯化工艺安全

氯化工艺安全本节提纲氯化工艺概述氯乙烯的生产工艺乙烯氧氯化法工艺危险性及安全控制措施事故案例氯化工艺安全氯化工艺安全氯化定义：以氯原子取代有机化合物中氢原子的过程称为氯化。此种取代过程是用氯气直接进行处理被氯化的原料。氯化主要包括取代氯化、加成氯化、氧氯化等。氯化工艺安全工艺危险性分析（1）氯化反应是一个放热过程，尤其在较高温度下进行氯化，反应更为剧烈，速度快，放热量较大；（2）所用的原料大多具有燃爆危险性；（3）常用的氯化剂氯气本身为剧毒化学品，氧化性强，储存压力较高，多数氯化工艺采用液氯生产是先汽化再氯化，一旦泄漏危险性较大；（4）氯气中的杂质，如水、氢气、氧气、三氯化氮等，在使用中易发生危险，特别是三氯化氮积累后，容易引发爆炸危险；（5）生成的氯化氢气体遇水后腐蚀性强；（6）氯化反应尾气可能形成爆炸性混合物。以氯乙烯的制备为例介绍具体的氯化工艺：氯乙烯是一种应用于高分子化工的重要的单体，氯乙烯在通常情况下是无色、容易燃烧和有特殊气味的气体，在稍加压的条件下，可以很容易地转变成液体。可由乙烯或乙炔制得。氯化工艺安全氯乙烯主要生产方法有三种：①

乙炔法②乙烯氧氯化法③混合烯炔法这里主要介绍乙烯氧氯化法制得氯乙烯的生产工艺乙烯氧氯化法制得氯乙烯的反应原理以氯乙烯的制备为例：乙烯氧氯化法（主要包括三个部分）反应原理：①乙烯氯化CuCl2 2 2 2 223

ClCHCH

ClCH

CH

Cl

FeCl

或②二氯乙烷热裂解ClCH2CH2Cl

CH2

CHCl

HCl③氧氯化反应2CuCl2 2 22H

O

1/2O

ClCHCH

ClCH2

CH2

2HCl氯化工艺安全乙烯氧氯化法制得氯乙烯的工艺流程乙烯氧氯化法制氯乙烯的生产工艺主要由直接氯化、氧氯化、二氯乙烷精馏、裂解、氯乙烯裂解几个部分组成。乙烯氧氯化法制得氯乙烯的工艺流程生成C2H4CL2，有部分含C2H4、O2的尾气510℃、2.0MPa下进行热裂解产生C2H3CL、HCL首先氯气和乙烯在直接氯化反应器中反应生成二氯乙烷，并剩有部分含乙烯、氧气的尾气。二氯乙烷去二氯乙烷精制单元精制，除去其中的水、低沸物和高沸物。精制后的二氯乙烷去二氯乙烷裂解单元，在裂解炉中于510℃、2.0MPa下进行热裂解，产生氯乙烯和氯化氢。氯乙烯、氯化氢和未裂解的二氯乙烷一起进入氯乙烯精制单元进行分离，得到高纯度的氯乙烯。分离出来的氯化氢返回氧氯化反应器，与氧气、乙烯反应生成二氯乙烷，该二氯乙烷也进入二氯乙烷精制单元精制。从4个方面分析乙烯氧氯化法制得氯乙烯的工艺过程危险性：直接氯化单元二氯乙烷裂解单元氧氯化单元氯乙烯精制单元工艺过程危险性分析1、直接氯化单元该单元采用乙烯和氯气进行直接氯化反应。由于隔膜法生产的氯气中含氧达4%，故反应后的尾气中有氧气存在，而直接氯化反应中为使氯气转化率尽可能提高，又采取了乙烯与氯气1.25:1克分子比，所以在尾气中氧气与乙烯共存，有形成爆炸性混合物的可能，一旦控制不好就有可能发生事故。工艺过程危险性分析另外，该单元有部分尾气放空（单独开车时，将全部放空），尾气中90%是乙烯，与空气接触时，若遇到明火就会爆炸，所以放空是很危险的，特别是在雷雨天气。2、二氯乙烷裂解单元该单元是在高温、高压下使二氯乙烷在裂解炉中进行热裂解，裂解炉炉管长期处在高温、高压条件下，加之内部物料中含有氯化氢和微量水，会加速对炉管的腐蚀，故炉管长时间使用必将会出现腐蚀穿孔，物料泄漏入炉膛内而引起燃烧爆炸事故。工艺过程危险性分析另外，其他设备（如急冷塔、换热器）也有腐蚀的可能，因此，该单元的原料必须很好的控制，使之不含水，否则腐蚀会进一步加速。3、氧氯化单元该单元所用原料有乙烯、氧气、氯化氢。乙烯、氧气的共存本身就有爆炸的可能。反应后产生的尾气中含有大量的乙烯和氧气，故在进料过程中必须考虑乙烯、氧气、氯化氢的进料克分子比，使尾气中的氧含量控制在12.5%之内，控制失误将有爆炸危险。工艺过程危险性分析工艺过程危险性分析4、氯乙烯精制单元该单元的任务是将氯化氢、氯乙烯及二氯乙烷分离。这三种物料沸点相差很大，故精馏较难控制，一旦控制不好，不但引起分离效果不好而且还会引起部分设备超压，安全阀起跳，大量易燃、易爆物料喷出，这是很危险的。由于氯化氢存在，一旦系统中存有水，也会造成设备的腐蚀而发生意外事故。因此，也可以得出如下结论，水是氯乙烯装置中的“万恶之源”！从4个方面分析乙烯氧氯化法制得氯乙烯的安全控制措施：直接氯化单元二氯乙烷裂解单元氧氯化单元氯乙烯精制单元安全控制措施直接氯化单元① 经常检查乙烯与氧气投料克分子比和尾气中的氧含量，使之控制在10%，防止氧含量超过12.5%而进入爆炸范围。② 定期督促对尾气氧含量联锁系统进行校验、维护维修，保持其完好的工作状态。当氧气表出现问题时，必须督促及时维修。在此期间，尽量控制较高的克分子比，并通过色谱分析氧含量，以指导生产。③ 经常性地对尾气放空部位进行检查，在放空部位要放好消防灭火设施，一旦因明火使放空尾气燃烧时，千万不能停车（因停车后系统压力降低，会将火吸入系统中），而是打开氮气程控阀，用氮气稀释尾气，并用灭火器将火熄灭。安全控制措施二氯乙烷裂解单元① 要对裂解炉进行科学管理，其中包括开、停车的升降温速度要按规定进行；每年大检修对炉管进行全面检查、测厚；保证所进物料全面合格等。② 要严格检查所进物料的含水不大于10ppm，否则应停止进料。③ 经常检查碳四液化气罐和燃料系统，防止燃料系统泄漏。坚持每天的正常排水，并坚持两人操作，其中一人监护。安全控制措施氧氯化单元① 经常检查乙烯、氧气和氯化氢的进料克分子比，保持进料中的氧含量在10%之内。② 定期对进料中氧含量联锁仪表进行校正，确保其正确好用，并定期以精密仪器分析进行验证。③ 必须保证氮气的正常供应，特别是因空分停车而造成停车时，尤其要注意，以保证该单元安全停车。安全控制措施氯乙烯精制单元①在氯乙烯精馏单元，要注意对各控制点操作条件的检查，发现问题要及时调整，防止经常性超压放空；本系统的设备腐蚀情况也要进行定期检查和检测。②对罐区内的各密封点，必须坚持经常性的巡回检查，遇到问题及时处理。③对本装置的消防及防护设备应定期检查，接触有毒有害物质的作业必须严安全控制措施2007年7月5日凌晨，某公司各车间按停车计划开始逐步停车并进行局部置换，至10时左右，各车间需动火作业的部位隔绝、吹扫、置换工作已全部完成，经分析合格后开始动火作业。因在建项目建设的需要，在氯乙烯气柜与乙炔气柜之间、氯乙烯单体储槽西侧和北侧、单体泵房北侧都需进行管架电焊安装作业。当日外界气温较高，单体泵到新鲜单体储槽之间的管道存有大量的氯乙烯单体，当安装作业至19时左右，单体泵出口压力由最初的0.33MPa升至1.64MPa，单体泵出口逆止阀的垫子被冲破，大量的氯乙烯单体泄漏气化冲散至泵房外，遇对面管架动火作业产生的炽热电焊渣引燃发生着火，