環(huán)氧乙烷安全生產(chǎn)技術(shù)要點

1、環(huán)氧乙烷安全生產(chǎn)技術(shù)要點   氧氣氧化法制環(huán)氧乙烷工藝中,乙烯氧化反應(yīng)單元氧化反應(yīng)器易發(fā)生“飛溫”,而導(dǎo)致火災(zāi)爆炸等重大事故的原因:主副反應(yīng)均為放熱反應(yīng);副反應(yīng)為完全氧化反應(yīng),反應(yīng)熱為主反應(yīng)的十幾倍;溫度升高將導(dǎo)致反應(yīng)選擇性下降,速率加快,系統(tǒng)進入“自熱”狀況,進而導(dǎo)致熱失控,甚至引發(fā)火災(zāi)爆炸事故。 溫度控制是保證氧氣氧化法制環(huán)氧乙烷生產(chǎn)安全的關(guān)鍵, 建議工業(yè)生產(chǎn)中采用改善反應(yīng)器結(jié)構(gòu)、改良催化劑、改進換熱方式、加入抑制劑以及采用比熱容更大的甲烷氣致穩(wěn)、用沸水汽化代替徹熱、采用小管徑、分段冷卻法等控溫措施。     1反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的改進 

2、   可通過擴大反應(yīng)管的直徑、減少反應(yīng)管根數(shù)或串聯(lián)多個反應(yīng)器的方法減弱反應(yīng)狀態(tài)的差異,降低局部飛溫發(fā)生的可能性。    2催化劑的改進    可通過在原料氣中帶入微量抑制劑,使催化劑部分毒化,降低催化性能;在原料氣入口附近反應(yīng)管上層放一定高度的惰性載體稀催化劑,或放一定高度已部分老化催化劑,降低入口附近反應(yīng)速率以降低放熱速率;選用傳熱性能好的環(huán)形載體催化劑,環(huán)形可克服球形載體催化劑氣體走短路的缺點,氣體攪動激烈,傳質(zhì)傳熱速率快,有利于熱量的移出。    3換熱方式的改善 &#

3、160;  增大換熱面積及合理選擇載熱體以增大換熱系數(shù)。一般反應(yīng)溫度在240以下宜采用加壓熱水作載熱體。反應(yīng)溫度在250300可采用揮發(fā)性低的礦物油或聯(lián)苯醚混合物等有機載熱體。反應(yīng)溫度在300以上則需用熔鹽作載熱體。    4抑制劑的加入    在原料乙烯氣體混合物中加入微量二氯乙烷抑制劑,可提高催化劑的選擇性,減少反應(yīng)放熱量,降低熱點溫度。    5采用甲烷代替n2 致穩(wěn)    甲烷比熱容是氮氣比熱容的1. 35倍,因而有利于反應(yīng)熱被循環(huán)氣帶出。在相同負荷下,甲烷

4、致穩(wěn)與氮氣致穩(wěn)相比, eo的反應(yīng)溫度可降低23,選擇性提高1% ,因而反應(yīng)熱效應(yīng)減少。甲烷致穩(wěn)時：乙烯控制在25%，氧小于8%（摩爾分數(shù)）。    6.用沸水汽化代替徹熱    沸水汽化徹熱的特點是反應(yīng)熱易帶走，基本上能維持殼層恒溫，反應(yīng)器列管具有均勻的溫度分布。    7.采用小管徑      熱油徹熱管徑越細，徑向溫差越小；反之管徑越粗，徑向溫差越大。    8、采用分段冷卻法    改變除熱速率，使與

5、放熱速率盡可能平衡。    1、氧化反應(yīng)器    乙烯與純氧的氧化反應(yīng)在氧化反應(yīng)器中進行，反應(yīng)產(chǎn)物是環(huán)氧乙烷。由于乙烯、環(huán)氧乙烷都是易燃易爆物質(zhì)，且又有氧存在，因此如果控制不好，就可能發(fā)生爆炸事故。    a.嚴格控制好乙烯、純氧、致穩(wěn)甲烷的混合比例。    b.嚴格控制反應(yīng)溫度不超過290，反應(yīng)壓力不超過2.0mpa。    c.聯(lián)鎖控制系統(tǒng)要處于完好狀態(tài)。    d.定期用高溫測厚儀對反應(yīng)器壁厚及其管道進行檢測，

6、并做好記錄。    e.裝銀催化劑時，必須保護好，銀脫落催化劑球會萎縮。生產(chǎn)進水會使銀催化劑中毒。    2、環(huán)氧乙烷泵     環(huán)氧乙烷的分解爆炸溫度571，如果達到此溫度無需進空氣就會發(fā)生爆炸。由于環(huán)氧乙烷易氣化，如對環(huán)氧乙烷泵操作不當，會產(chǎn)生氣蝕造成空轉(zhuǎn)，使泵內(nèi)溫度升高，容易達到環(huán)氧乙烷的分解爆炸溫度；如環(huán)氧乙烷泵的葉輪安裝不正，會發(fā)生擦壁，也能使溫度升高達到分解爆炸溫度。為防止環(huán)氧乙烷泵的溫度升高，設(shè)有防止泵憋壓的聯(lián)鎖控制和軸承溫升聯(lián)鎖控制。該泵設(shè)有水噴淋保護。  &

7、#160; a.該泵不能有泄漏，如有泄漏要立即檢修。    b.防泵憋壓和軸承溫升的聯(lián)鎖控制要處于完好狀態(tài)。    c.定期檢查水噴淋保護系統(tǒng)，要保持暢通好用。   3、環(huán)氧乙烷貯罐    環(huán)氧乙烷在有酸、堿、醛的環(huán)境下易發(fā)生聚合反應(yīng)，能放出大量的熱；與水反應(yīng)也能放出大量的熱。由于這些反應(yīng)放出的大量熱 ，會導(dǎo)致環(huán)氧乙烷的分解操作，因此環(huán)氧乙烷的貯罐中絕不能有酸、堿、醛、水等物質(zhì)。為保證環(huán)氧乙烷貯罐的安全，用冷凍鹽水保持5左右的低溫，而且用0.2mpa的氮氣進行氮封，以使氣相組成過離爆炸極限。環(huán)氧

8、乙烷貯罐設(shè)有水噴淋保護。    a.貯罐的液位要低于80%，存放環(huán)氧乙烷的貯槽必須清潔，并保持在0一下。    b.貯罐中絕不能混入酸、堿、醛、水等。    c.氮封系統(tǒng)要維持正常。水噴淋系統(tǒng)要保證暢通好用。       4、其它部位     a.純氧由氧壓機供給。氧壓機易發(fā)生著火事故，因此要加強巡檢，做好記錄，準確分析判斷異常情況，以便及時采取有力的防護和補救措施。輸送純氧的管道必須干凈，不能有油脂。&#

9、160;   b.定期檢測接地系統(tǒng)，保證良好接地，符合靜電接地要求。    c.環(huán)氧乙烷裝槽車或鋼瓶長距離運輸，要充以0.7mpa的氮封進行保護，槽車或鋼瓶要符合有關(guān)安全要求。    d.環(huán)氧乙烷沸點低，極易發(fā)揮，不要用手接觸，以防凍傷。    e.環(huán)氧乙烷進入眼內(nèi)會造成眼發(fā)炎或失明，因此在排放環(huán)氧乙烷時，要做好個人防護。    f.定期校驗可燃氣體報警儀，保證處于完好狀態(tài)。       防止反應(yīng)

10、氣“尾燒”及異構(gòu)    1、建議反應(yīng)器出口處增加一臺冷卻器,在此段的列管內(nèi)填充載有微量氯化銫的三氧化二鋁球，館外通冷卻水降溫。    2.改變反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，將反應(yīng)器上、下封頭內(nèi)腔設(shè)計制造成喇叭狀，使反應(yīng)后的物料迅速離開高溫區(qū)；喇叭狀還可以減少進入反應(yīng)器的含氧混合氣在進口處返混造成乙烯燃燒的現(xiàn)象，使氣體分布更均化。       乙烯氧化制環(huán)氧乙烷主副反應(yīng)均為強放熱反應(yīng),溫度對反應(yīng)選擇性較為敏感,對于這種反應(yīng)最好采用流化床反應(yīng)器。由于所使用催化劑原因選用了列管式固定床反應(yīng)器,該類反應(yīng)器的顯著缺點就是:傳熱效果差。    列管式固定床反應(yīng)器    1.為了減少管中催化劑床層的徑向溫差，一般采用小管徑，常用的是直徑為25-30的無縫鋼管，但管子數(shù)目要相應(yīng)增多    2為降低床層阻力，常采用球形催化劑    3合理選擇載熱體和載熱體的溫度控制