甲胺生产过程主要危险因素分析.docx

甲胺生产过程主要危险因素分析一、火灾、其他爆炸1.物料及生产过程生产原料甲醇为易燃、可燃物质；液氨与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸，均具有燃爆危险性；在常压下20。C时，氨气的爆炸极限为15-27%,随着温度、压力的升高，爆炸极限的范围增大。因此，在一定的温度、压力和催化剂的作用下，氨的氧化反应放出大量热，一旦氨气与空气比失调，就可能发生爆炸事故；由于液氨呈碱性，具有强腐蚀性，在混有少量水分或湿气的情况下无论是气态或液态氨都会与铜、银、锡、锌及其合金发生化学作用，因此若涉氨的设备设施材质选择有误，均有可能导致氨与其发生反应，引起物料泄漏，甚至引发火灾、爆炸事故；产品一甲胺无水、二甲胺无水、三甲胺无水、一甲胺溶液、二甲胺溶液、三甲胺溶液等均属于易燃、易爆物质，其与空气混合能形成爆炸性混合物，接触热、点火源或氧化剂易燃烧并发生爆炸；副产的二甲醛、氢气、丙烯等属于易燃气体，与空气混合能形成爆炸性混合物，接触热、点火源或氧化剂易燃烧并发生爆炸，同时二甲醛接触空气或在光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧化物。因此在甲胺生产过程中若物料保管不善，设备密封性不好或设备缺陷，导淋未设双阀、无丝堵等导致其泄漏，均有可能发生火灾、爆炸事故。甲胺的合成反应是一个比较复杂的可逆反应，生产过程中需不断增加系统中反应物的浓度，或减少系统中生成物的浓度，同时，在合适的工艺操作条件才能确保生产正常进行，若物料的浓度不达标、比例失调、物料流速过快或过慢、物料打料泵或循环泵故障、蒸汽或冷却水突然失供等均有可能导致反应逆向进行或紊乱，进而使得反应失温、失压、失衡引起火灾爆炸事故或闪爆事故。一甲胺无水的爆炸极限为1.9-20.8%,二甲胺无水的爆炸极限为2.8-14.4%,二甲胺无水的爆炸极限为2.0-11.6%,丙烯的爆炸极限为1.0-15.0%,二甲醛的爆炸极限为3.45-27%,氢气的爆炸极限为4-75.6%,因此，当装置开/停车未及时采用惰性气体吹扫、未测装置内氧含量浓度、装置内混入空气或装置出现泄漏等，极易发生爆炸事故。甲胺的合成工艺属于危险化工工艺中的典型胺基化工艺，合成反应过程是一个放热过程，但反应前需对液氨、甲醇等混合原料采用蒸汽进行预热、汽化（正常生产后采用反应的余热与物料进行换热），原料混合物是在高温、高压下进入装有催化剂的合成塔进行反应。生产过程中若汽化器、高温换热器、合成塔等设备设施上的温度显示仪表失灵，换热器损坏、故障或调节阀失灵，液氨管线堵塞或打料泵故障停用，蒸汽中断（如：突然停电、泵机故障）、蒸汽不足（如：温度过低、压力不足等）、爆破片失效、安全阀被堵塞等，均有可能引起反应热来不及移走或反应逆向进行，进而引发火灾、爆炸事故。甲胺装置未采用氮气保护，装置静电接地不良或未进行接地,导致静电积累，增大了火灾爆炸的风险。可燃气体探测及报警装置安装位置不合理，对甲醇、一甲胺无水、二甲胺无水、三甲胺无水、氢气等泄漏的响应延迟，可能导致泄漏的可燃、易燃气体与空气形成爆炸混合物，遇到火源发生爆炸事故。若装置电气设备不防爆，装置内零件脱落碰撞形成火花，可能发生火灾、爆炸事故。产品在脱氨塔中进行脱氨过程中，若打料泵故障停用、仪表失灵或工艺操作失误等导致生产过程失温、失压或生产异常，均有可能引起火灾爆炸事故，另外，脱氨塔、冷凝器等设备设施若发生泄漏、外溢，一甲胺无水、二甲胺无水、三甲胺无水、氨气等与空气形成爆炸性混合气体，遇明火、火花等激发能源，引发火灾、爆炸事故。脱氨后的产品在萃取精制塔精制过程中，若打料泵故障停用、仪表失灵或工艺操作失误等导致生产过程失温、失压或生产异常,均有可能引起火灾爆炸事故，另外，萃取塔、冷凝器等设备设施若发生泄漏、外溢，一甲胺无水、二甲胺无水、三甲胺无水等与空气形成爆炸性混合气体，遇明火、火花等激发能源，引发火灾、爆炸事故。萃取精制后的产品在脱水塔脱水、分离塔进行分离过程中，若打料泵故障停用、仪表失灵或工艺操作失误等导致生产过程失温、失压或生产异常，均有可能引起火灾爆炸事故，另外，脱水塔、分离塔、凝器等设备设施若发生泄漏、外溢，一甲胺无水、二甲胺无水等与空气形成爆炸性混合气体，遇明火、火花等激发能源，引发火灾、爆炸事故。甲醇吸收塔在用甲醇溶液对自前面各塔塔顶冷凝器中不凝气及合成系统的原料储槽气体进行吸收过程中，若打料泵故障停用、仪表失灵或工艺操作失误等导致生产过程失温、失压或生产异常，均有可能引起火灾爆炸事故，另外，甲醇吸收塔、塔釜、冷凝器等设备设施若发生泄漏、外溢，甲醇、一甲胺、二甲胺等与空气形成爆炸性混合气体，遇明火、火花等激发能源，引发火灾、爆炸事故。该装置在脱氨、萃取、脱水、分离等过程中，未严格控制各塔夹套蒸汽阀门的开度，未定期对温度监测仪表进行维护保养,出现升温过快（如蒸汽阀门损失、仪表失灵）、冷凝器冷却不足（如：夏天冷却水温度过高、冷凝器管壁结垢传热不良、冷却水压不足、冷却水管线结垢导致流速不畅）、冷却水中断（如：发生停电而无备用电源、循环水泵机故障）、蒸汽渗入塔内、爆破片失效、安全阀被堵塞等，塔温急剧增高，可能导致塔料超温、超压，可能发生爆炸事故；易燃物料来不及冷凝，其蒸气从接收罐逸出，与空气形成爆炸性混合物，遇明火、火花等激发能源,可能发生爆炸事故。该装置在脱氨、萃取、脱水、分离等过程中升温速度过快、蒸汽压力过高，接近溶液沸点时，未调小蒸汽阀门（必要时关闭蒸汽阀门），发生暴沸冲料，可能发生爆炸、火灾事故。该装置在脱氨、萃取、脱水、分离等过程中，若蒸汽阀门损坏、蒸汽压力表失灵、温度显示仪表失灵、操作不当等，造成各塔超温、超压，可能发生爆炸事故。冷凝器管线发生堵塞、管线阀门损坏、气相管阀门误关闭等,物质蒸汽造成蒸偏系统超压，可能发生爆炸事故。真空系统的缓冲罐内积料过多、物料抽入真空系统，造成易燃易爆物品进入真空泵，若真空泵的润滑效果不好，可能产生高热，有燃烧爆炸的危险，同时，大量的易燃易爆物在真空泵出口处与空气形成爆炸性混合气体，遇明火、电气火花、高热等激发能量可能发生火灾、爆炸事故。甲胺溶液配置过程中若物料管线、阀门发生泄漏或配置过程中放出的热量未能及时移除，造成物料泄漏或设备超压，可能会引发火灾、爆炸的事故。反应起始，若工艺条件参数或配比控制不准，产生的不合格甲胺混合液送至罐区储存，后期又返回装置再处理，物料在输送、转料过程中，可能因操作失误或设备阀门老化、损坏等造成泄漏,遇点火源或高热引发火灾爆炸事故。2 .生产工艺操作分析生产过程中，发生工艺过程异常时，若人为处理不当、未能及时控制及调整工艺参数、设备无紧急泄爆装置或失灵，设备或管道不能承受突发事故下的超温、超压，可能发生火灾、爆炸事故。生产装置运行过程采用DCS控制系统及安全仪表系统SIS,若SlS系统、DCS控制系统故障不动作，或控制系统因设备、电气等原因造成控制失灵，导致装置物料输送异常、错误等，可能造成火灾、爆炸事故。若压力、温度、液位仪表显示、报警、可燃气体泄漏报警等配备不完善，或未检测失灵，或操作人员对生产过程监控不力，不能及时发现装置等的压力、温度异常，可能造成爆炸事故。生产过程中误操作、生产装置控制失误导致设备、容器内温度、压力迅速增大造成设备、容器破裂；热交换接触面长期运行、锈蚀等，均易发生易燃物料的设备、管道泄漏与空气容易形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引发火灾、爆炸事故。在甲醇、液氨投料过程及产品的输送过程中，介质流速过快,容易产生和积聚静电，如果管道法兰连接处不进行跨接、设备未设置静电接地或静电接地失效，积聚的静电会放电产生火花，引燃易燃物，从而引发火灾、爆炸事故。系统中设备、计量罐、管道的防雷设施未定期检测失效，装置中高大的设备防雷设施未定期检测失效，有遭受雷击引起火灾、爆炸的危险。3 .生产设备安全设施缺陷分析(1)物料液氨预热、汽化、反应合成及脱氨过程涉及到液氨、氨气，由于氨呈碱性，具有强腐蚀性，在混有少量水分或湿气的情况下无论是气态或液态氨都会与铜、银、锡、锌及其合金发生化学作用，若上述生产工艺的设备设施使用非标设备或设备的原材料和焊接缺陷、腐蚀、疲劳、超寿命使用等原因，均易导致发生燃烧爆炸事故。(2)甲胺生产设备的基础不牢、框架损坏、地基不均匀下沉等，造成设备、管线扭曲、破裂，易燃物料大量跑冒，存在引发火灾、爆炸的危险。系统的设备、管道、阀门设置不符合要求，会发生超压泄漏。泄漏的物料遇明火、高热或静电火花极易发生火灾和爆炸。系统设备开停频繁、温度升降骤变等原因，极易引起设备、管道及其连接点、阀门、法兰等部位泄漏，造成着火或爆炸。(3)甲胺生产装置中使用的甲醇、液氨自罐区管道输送,输送管道可能因支撑、管件缺陷、区域腐蚀、温度、压力等交替变化、振动、碰撞等原因造成管道、法兰损坏或泄漏，引起火灾、爆炸事故。（4）甲胺生产装置内各设备设施的安全附件未按要求进行定期检测，造成损坏、失灵或跑冒、泄放等，存在发生火灾和爆炸的危险。（5）甲胺生产装置所在的区域属于防爆区域，若防爆区域内电气设备不防爆或达不到规定的防爆等级，送、停电时产生电火花，遇物料泄漏，可能造成爆炸事故。若遇突然停电时，备用电源不能自动投入运行，系统内压力失衡，能造成串料，造成火灾、爆炸事故。电气设备电缆、电线穿管封堵不严密均易引起火灾、爆炸事故。（6）甲胺生产装置区未设置导液设施，易燃物料发生泄漏后，形成漫流且未能及时回收，特别是流入地沟、电缆沟等，极易造成火灾、爆炸。生产过程中使用非防火花工具，操作人员穿化纤衣服、带钉皮鞋；将明火带入、吸烟；使用手机等非防爆电子产品均容易引起火灾、爆炸事故。（7）甲胺生产装置中输送泵与管线的法兰、阀门等，由于使用不当、维修不好和其它机械损坏而发生跑、冒、滴、漏现象，在遇到各种电气、雷电、静电火花和明火时均会发生燃烧事故,具体原因分析如下：1）泵在运行过程中由于各种原因发生振动，若操作人员疏于检查或维护保养不到位，泵体及其连接的管件、阀门会产生裂纹或密封件损坏，而发生物料的跑、冒、滴、漏且气化积聚，量大时也会与周围空气混合聚集，形成爆炸气体。2)若对泵的额定流量和管线的直径配置不符合或者管道质量不好，内壁粗糙，造成工艺管道中的流速超过限定流速，使输送可燃液体产生静电荷，当静电荷积累达到一定量，若泵体、阀门和管线无防静电接地或防静电接地装置损坏，便会产生静电火花，引发火灾爆炸事故。3)机泵需配用电机，夜班需要照明，这些电气用具如不使用防爆型则会产生电气火花，遇到爆炸性混合气体，可能会引发火灾爆炸事故。二、容器爆炸甲胺生产装置涉及液氨槽、甲醇槽、脱氨塔回流罐、合成塔、脱氨塔、萃取塔、分离塔、甲醇塔、共沸物槽等压力容器，液氨、一甲胺、二甲胺、三甲胺等压力管道，如果不定期检验，或使用检验不合格设备设施，或安全附件不全或失效，可能发生物理爆炸事故。发生事故的因素主要有：(1)安全附件失效：安全阀、压力表、超压报警装置，未按规定时间进行校验，存在失效可能，会使压力控制失效，超压情况下不能正确显示压力，起不到超压报警和安全泄压，引起超过设备管道耐压极限发生爆裂和爆炸。(2)压力设备、管道在长期使用过程中，因腐蚀、外伤、疲劳极限而形成局部机械强度减弱而形成隐患。(3)密封部件失效：在阀门、法兰、轴封等密封点，因垫片老化破损，密封圈、填料磨损，紧固件松动断裂而形成密封失效，可燃易燃气体从密封点泄漏或冲出。(4)储罐超装导致容器破裂。(5)压力容器、压力管道未定期委托有资质的单位进行检测或使用不合格的产品；对在用的压力容器未定期进行自行检查和日常维护保养，对发现的异常情况未及时处理；安全管理不到位，作业人员违章操作或仪表、联锁报警装置、附件等出现意外、损坏等原因，均有发生容器爆炸事故的可能，内部可燃物急剧膨胀冲出，具有引发二次化学爆炸火灾的危险性。三、中毒和窒息1.物料危险性分析生产使用的原料液氨属于高毒化学品，甲醇具有一定的毒性,副产的氨气、一氧化碳、氮气、甲烷、二氧化碳等属于高毒或具有窒息性废气，其发生泄漏后人员误吸入有可能造成中毒和窒息。生产装置发生火灾、爆炸产生有毒有害气体，或火灾、爆炸造成设备损坏致使有毒物料泄漏、气化扩散出现中毒和窒息危险。2.生产工艺操作过程生产装置使用氮气开、停车和设备、管线的置换、吹扫以及设备的氮气保护，虽然氮气本身对人体无毒，但泄漏到作业环境中，达到一定的浓度，人体会由于缺氧而发生窒息。3,各工序造成中毒和窒息事故的因素分析(1)进入各容器内检修或拆装管道时，残液喷出造成人员中毒。(2)输送管道、机泵设备等填料或连接件法兰泄漏，逸出有毒物质发生中毒。(3)机泵检修拆开时残液喷出，造成人员中毒。(4)泵运行过程中机械件腐蚀损坏造成泵体损坏，发生泄漏，引起人员中毒。(5)人员到储罐附近巡检时，有毒作业场所通风不良或局部通风不畅、作业环境有毒物质浓度超标，人员长时间吸入，有发生中毒的危险。(6)生产装置发生火灾、爆炸产生有毒有害气体，或火灾、爆炸造成设备损坏致使有毒物料泄漏、气化扩散。(7)废弃有毒物料容器、包装物中残留的毒害物，可能对人员造成的伤害。(8)设备检修时置换清洗不彻底或未完全与系统隔绝(如未加盲板)，未办理进入设备作业手续而进入设备内作业，有引起检修人员中毒和窒息的危险。(9)操作人员违反操作规程，在有毒物料的运送、转移、排污操作中失误，人体直接接触有毒物质造成中毒。(10)生产操作、事故处理过程，未按规定佩戴劳动保护用品或防护用品不符合要求，存在人员中毒的可能。4 .受限空间引起的中毒窒息甲胺生产装置设置合成塔、脱氨塔、萃取塔、分离塔、液氨槽、甲醇槽、回流罐等，长时间的运行使用后，由于介质的冲刷、腐蚀、磨损等原因，需要人员进入容器内部进行检查、维修、清扫等工作，由于容器内空间狭小，通风不畅，照明不良，观察有限，联系不便，加之设备与工艺管道相连通，内部介质存在有害因素，若作业过程中未按有限空间作业的有关规定进行作业，如容器置换不彻底或相关物料管线未有效隔离，人员在无防护的情况下进入作业，由于吸入有毒蒸气或容器内含氧量不足而造成中毒和窒息。四、灼烫甲胺装置生产过程中原料预热器、汽化器、合成塔、脱氨塔、萃取塔、分离塔等均采用蒸汽升温，设备及附属管道有较高的温度。如设备、管道的隔热保温层有脱露之处，生产、检修过程中未采取相应的高温防烫措施，设备、管道表面处于高温状态，操作、检修人员不慎接触裸露的高温设备、管道表面有发生烫伤的可能。高温设备、管道法兰连接处发生物料泄漏或喷溅，也可能导致人员烫伤。工作人员在操作过程中未按要求穿戴劳动防护用品或防护用品不符合标准、要求，有造成人员烫伤的可能。