乙醛裝車(chē)聚合事故分析
?? 一、事故經(jīng)過(guò)
2002年12月2日16點(diǎn)11分,車(chē)號為蘇BK5820、容積為22.7m3的乙醛專(zhuān)用槽車(chē),在揚子石化股份公司化工廠(chǎng)醋酸車(chē)間乙醛裝車(chē)平臺開(kāi)始裝醛,16點(diǎn)50分,裝車(chē)結束,共裝乙醛15噸。在關(guān)閉槽車(chē)進(jìn)料閥后加盲板時(shí),發(fā)現槽車(chē)溫度、壓力上升,槽車(chē)壓力上升至8Pa、溫度達70℃左右,伴有“咔嚓”的響聲。操作人員武某立即向車(chē)間領(lǐng)導匯報,同時(shí)將槽車(chē)尾氣盲板拆除,并將壓力卸至6Pa,關(guān)閉放空閥,進(jìn)料閥加盲板。
二、原因分析
1、在反應器內聚合
2002年12月2日槽車(chē)所裝乙醛來(lái)自乙醛球罐R-501c罐,內有190噸乙醛,其中70噸左右是11月29日白班生產(chǎn)的產(chǎn)品。當日,由于反應波動(dòng)大,分析工曾取原料乙烯分析三次,原料乙烯中氮氣含量高達5.7%,對比乙醛裝置原料乙烯的規格要求:
C2H4:≥99.7%
C2H4:≤30ppm
CH4、C2H6:≤50ppm
S(以H2S計)≤3ppm
雜質(zhì):≤0.3%
發(fā)現遠遠超過(guò)原料乙烯規格中所有雜質(zhì)總和0.3%,原料乙烯中惰性組份增加后,循環(huán)氣中乙烯含量會(huì )很快下降。因循環(huán)氣中乙烯含量足乙醛裝置安全生產(chǎn)的一個(gè)重要指標,其值低于60%時(shí)裝置會(huì )有爆炸的危險。為了裝置安全,尾氣放空量被大幅增加,并強加鹽酸,乙烯分壓就降低了,造成反應速度下降,除沫器后部氣量過(guò)大,催化劑中的氯化鈀、氯化銅被循環(huán)氣吹到除沫器簡(jiǎn)體掛壁,造成低沸物聚合。
2、在純醛中間貯罐內聚合
催化劑中的鈀、銅等重金屬以及氯離子等微量物質(zhì)被夾帶到蒸餾系統后,部分會(huì )被帶入乙醛成品中,在中間貯罐中的重金屬離子以及鹵素作用下,促使乙醛發(fā)生聚合反應,生成環(huán)狀化合物三聚乙醛。
12月3日打開(kāi)多處導淋排放,發(fā)現液體中帶有催化劑痕跡,證明了我們的推斷。
3、在成品球罐內聚合
3.1未按要求分析
純醛中間貯罐中的乙醛本身不合格,在向成品罐進(jìn)料前,未按要求進(jìn)行分析或分析的數據有誤。很可能是金屬離子、氯離子超標,中間貯罐向成品球罐R-501c送料時(shí),在輸送泵葉輪攪動(dòng)下,引起了聚合反應。
3.2貯存時(shí)間過(guò)長(cháng)
乙醛在球罐中貯存時(shí)間過(guò)長(cháng),沒(méi)有及時(shí)倒罐后再裝車(chē)。有的乙醛貯存達半個(gè)月以上,乙醛變質(zhì),H+增多,乙醛在室溫和H+存在時(shí),發(fā)生聚合反應生成微溶于水的液體三聚乙醚在0℃或0℃以下時(shí)聚合 成不溶于水的固態(tài)四聚乙醛。
4、在槽車(chē)內聚合
槽車(chē)中的乙醛發(fā)生聚合后,我們取乙醛球罐R-501c罐和槽車(chē)中的樣品分析,發(fā)現R-501c罐中乙醛正常。
槽車(chē)中含三聚乙醛11.0%,含未知物0.5%,含金屬離子Fe(mg/kg)1.0。從槽車(chē)樣品中我們發(fā)現Fe離子超標,我們分析認為Fe離子是乙醛聚合的條件之一。所以,槽車(chē)本身帶有雜質(zhì),槽車(chē)中Fe離子超標,也可能導制槽車(chē)中乙醛發(fā)生聚合反應。
三、乙醛聚合的防范措施
1、加強工藝管理,控制好壓差
加強乙烯原料的監控,從根源上杜絕乙醛聚合的發(fā)生,減少反應波動(dòng),出現乙烯質(zhì)量問(wèn)題后,增加成品中重金屬及氯離子分析。嚴格按《乙醛裝置工藝技術(shù)規程》和《乙醛裝置操作法》操作,調整好工藝參數,控制好各反應器的壓差,避免催化劑的夾帶。
2、加強巡檢,優(yōu)化報警設置
加強巡檢,增加貯罐處巡檢的次數,及時(shí)觀(guān)察現場(chǎng)中間貯罐、球罐溫度和壓力的變化,現場(chǎng)罐區噴淋電磁閥前后的保護閥是否處于全開(kāi)狀態(tài),以便在緊急情況下,中控室隨時(shí)開(kāi)啟噴淋開(kāi)關(guān),給槽車(chē)和貯罐冷卻降溫。進(jìn)一步完善乙醛貯罐監控系統,將現場(chǎng)貯罐溫度、壓力引入DCS集散控制系統,并設定報警值,動(dòng)用歷史曲線(xiàn)分析溫度走勢情況,實(shí)現實(shí)時(shí)監控,確保更高的安全系數。
3、規范裝車(chē)作業(yè)
3.1對裝車(chē)工的要求
裝車(chē)工須經(jīng)技術(shù)培訓,明確裝車(chē)作業(yè)人員職責,取得上崗資格證后,方可操作。
3.2裝車(chē)前的準備
裝車(chē)前槽車(chē)貯罐應做好氮氣置換和氧含量的分析,氧含量應小于1%(VOL)。根據槽車(chē)容積、乙醛密度及90%的充裝系數,認真核定裝車(chē)數量,嚴禁超裝。超裝會(huì )造成槽車(chē)氣體空間減少甚至沒(méi)有氣體空間,以至槽車(chē)內氧氣濃度相對增大,隨著(zhù)環(huán)境的變化,易發(fā)生聚合、爆炸事故。裝車(chē)前應認真填寫(xiě)罐裝檢查確認表,經(jīng)裝車(chē)工確認后,方可裝車(chē)。
3.3裝車(chē)時(shí)的要求
裝車(chē)時(shí),球罐壓力控制在0.25MPa一0.30MPa,根據流量計的讀數,流量不得大于20t/h。
3.4加強人員培訓,不斷提高處理水平
加強乙醛發(fā)生聚合反應的事故演練和乙醛聚合后處理步驟的學(xué)習。反復演練處理過(guò)程:迅速關(guān)閉進(jìn)料管線(xiàn)上的考克,關(guān)閉貯罐上的放空,打開(kāi)噴淋電磁閥給貯罐降溫,關(guān)閉進(jìn)出料閥手動(dòng)閥,打開(kāi)高壓水槍?zhuān)o容器或槽車(chē)降溫。讓每位職工都熟練掌握,不斷提高職工的預防能力和應變能力,遇到緊急情況,才會(huì )做到心中有數,知道應該先“干什么”,然后再“做什么”。
乙醛是低閃點(diǎn)易燃A3級化學(xué)危險品,聚合后潛在危險很大。若發(fā)生爆炸,對人員的生命和環(huán)境都有很大的危害,但只要加強對乙醛聚合反應的認識,研究聚合的形成過(guò)程,加強管理,提高安全意識,規范裝車(chē)作業(yè)程序,措施得力,就能完全預防乙醛在裝車(chē)中聚合反應的發(fā)生。
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