蒽醌法双氧水生产装置的危险性和预防措施

最轻
很大
非常大
较轻
最轻
非常大
中等
注：氧化单元F3＝10.97大于8，则按8计。
编者注：由于片面所限，上述表中的中间过程删去了，只保留结果。
表4F&EI值及危险等级
F&EI
1～60
61～96
97～127
128～158
≥159
危险系数
最轻
较轻
中等
很大
非常大
3.3单元补偿后危险指数计算
前面计算的单元单元火灾爆炸指数是指单元中物质和工艺的固有危险性，没有考虑任何实际安全措施，根据《道氏》补偿系数的取值原则和实际情况，从工艺控制、物质隔离和防火措施3个方面分别进行计算，结果见表5。
表5补偿后火灾、爆炸危险指数计算表
编者注：由于版面有限，上述表中只保留结果，中间过程删去了。
3.4评价结果
（1）物质系数MF中最大的是芳烃与空气混合气（氧化尾气）、浓品过氧化氢，均为29；其次，为芳烃和烯H2O2混合液及氢气分别为24和21；最小的为芳烃、芳烃夹带少量H2O2的混合液，均为14。这说明氧化、浓缩和包装单元的物质本身危险性大，应充分重视。
2.4.2静电雷电危险
双氧水生产用原料氢气、重芳烃为易燃易爆物质，在管道过程中均易产生静电，如无静电跨接接地装置或失效，存在静电集聚、放电引发系统发生火灾、爆炸的危险。尤其空气和氢气的混合物最小点火能只有0.017mJ，极易被静电火花引燃。
装置缺少避雷设施或避雷设施接地不良，接地电阻过大，都可能遭到雷击或雷电感应放电，因此，对生产厂房、仓库等要设避雷设施，并按时进行检查测试，保证避雷设施完好，设备管道接地电阻应在规定范围内，避免雷电感应造成的损失。
蒽醌法双氧水生产装置的危险性和预防措施有哪些？
提问时间: 2007-03-24 18:21:19评论┆举报
最佳答案此答案由提问者自己选择，并不代表新浪爱问知识人的观点
回答：长川
级别：学长
3月24日19:06危险及有害因素分析
双氧水生产的火灾危险性分类按照《建筑设计防火规范》第3.1.1条的要求是属于甲类，其生产的原料氢气和重芳烃是众所周知的易燃易爆物质，其产品过氧化氢是一种强氧化剂，生产过程中涉及到的危险、危害物质，品种多、数量大，可以说该工艺流程是用危险的原料生产危险的产品。因此，双氧水生产的主要危险因素是火灾和爆炸，另外还有毒害、腐蚀及其他危险及有害因素。
表1单元内危险物质的确定
评价单元
确定的危险物质
备注
配制
重芳烃
可燃液体，在加温加压下稳定性较差
氢化
H2
易燃易爆气体，在无氧状态下非常稳定
氧化
芳烃蒸气+氧气
易燃混合气体，在封闭状态下可能爆炸
萃取
重芳烃+稀H2O2
可燃液体，在非加温加压下不够稳定
后处理
重芳烃+少H2O2
可燃液（气）体，在加温加压下稳定性差
2.4.5机械伤害
双氧水装置中有多种液体泵、压缩机等转动设备，存在机械伤害危险。
3用《道氏火灾爆炸危险指数评价》（第七版）评价
3.1工艺单元的划分
根据5万t/a双氧水生产的工艺流程及设备布置情况，将本装置划分为以下7个单元：配制、氢化、氧化、萃取、后处理、浓缩、包装、
3.2单元固有危险指数的计算
3.2.1物质系数的确定
过氧化氢的燃烧爆炸性、腐蚀性及毒害性存在的部位有：氧化塔、萃取塔、净化塔、干燥塔、后处理工序、浓缩、包装、储罐区等。
2.4共性伤害
2.4.1触电伤害
装置中有物料泵、风机、空气压缩机、电动葫芦等电器设备，若电器设备发生事故或电器安装不规范，缺少接地或接零，或接地接零损坏失效，会发生触电伤害事故。沿墙壁敷设或沿地面铺设的临时线路无保护套管或绝缘损坏，接触人体会发生触电事故。因装置用电为低压电源，触电均表现为低压触电。配电室、氢化塔、氧化塔、萃取塔、净化塔、干燥塔、后处理工序、浓缩、包装、储罐区、消防泵房等为危险较大的场所。
工作液中的2-乙基蒽醌被催化氢化时，在酸性条件下会发生某些副反应，而氧化时又生成了过氧化氢。过氧化氢在碱性条件下会加速分解，为此，要求在氢化工序保持弱碱性，而在氧化工序保持酸性，以保持蒽醌的有效使用寿命和过氧化氢的稳定性，在后处理工序又要求保持碱性，以分解循环工作液中夹带的过氧化氢。如果操作不当就会导致酸、碱物质串混，带来危险。
2.1.3萃取工序
萃取塔顶排出的萃取液能否封住后处理工序碱干燥塔的倒流碱液，是安全的最大保证，一旦干燥塔的碱液倒流到萃取塔，就会引起萃取塔塔中的双氧水迅速分解，放出氧气，使塔内急剧升压，轻者从塔顶放空管泛出萃取液，重者发生萃取塔爆裂。
萃取液中双氧水含量高低，除了直接影响产量外，还影响后处理工序的安全运行。当双氧水含量高时，后处理工序的干燥塔负荷加大，被塔中的碱液分解后释放出的氧气就多，不管是排入大气还是对于干燥塔设备本身，都是不安全的。一般将萃余液中双氧水的含量控制在0.7％左右。
单元
配制
氢化
氧化
萃取
后处理
浓缩
包装
物质系数（MF）
21
21
29
24
14
29
29
1.一般工艺危险系数（F1）
1.95
2.502.851.70Fra bibliotek1.70
2.35
1.70
2.特殊工艺危险系数（F2）
1.80
2.55
3.85
2.00
2.00
2.50
2.00
3.工艺单元危险系数F3=（F1×F2）
3.51
6.38
氧化反应是放热反应，而过氧化氢遇热则分解。这是一对矛盾，倘若物料配比失调，温度控制不当，极易爆炸起火。氧化工序采用空气液相氧化的工艺。虽然本工艺具有氧化剂来源丰富、生产效率高等优点，但安全性较差。这主要表现在氧化反应和条件上，因为氢化液用空气氧化是气-液相反应，气相向液相扩散速度慢，又由于空气中氧含量的限制，反应速度就受到了影响，提高温度虽然有利于反应的进行，但又不利于空气中氧被氢化液吸收，这又是一对矛盾。另外氧化反应是放热反应，反应热若不及时移走，温度过高，引起爆炸。解决办法就是提高空气压力（或空气速度）来提高反应速度，这就增加了不安全因素，如果空气进入量大，氧在反应器内吸收不完全，使得尾气中氧含量增高，达到爆炸极限浓度范围，遇火花或受到冲击就会引起爆炸。
2.1生产过程危险及危害因素分析
本工艺使用芳烃、磷酸三辛酯、氢气等可燃性物质，在催化剂的作用下，经过化学反应生成具有强氧化性的过氧化氢，通常情况下，不允许H2O2与有机可燃物在一起。该装置是利用工作液与氢气一起，通过催化氢化反应得到氢化液，后者再通过与空气中的氧进行氧化反应，使溶液中的氢蒽醌还原成原来的蒽醌，同时生成过氧化氢。尽管工艺过程是在可控的条件下操作，但生产中客观地存在着不安全因素。
危险存在部位：原料储存区、工作液配置、氢化塔、后处理工序、包装区等。
2.3产品的危险性
过氧化氢的危险性主要表现在以下3个方面：
2.3.1燃烧爆炸性
过氧化氢在pH为4±0.5时最稳定，在碱性溶液中极易分解，在强光，特别是短波射线下也能发生分解。其分解速度在65℃时每周约1％；在100℃时每天约2％；在140℃时发生迅速分解并爆炸。它的爆炸极限为25％～100％，74％以上的过氧化氢，其上限可达26％，遇电火花会发生气相爆炸。但实际它的爆炸危险性主要是由于它与有机物反应或由于杂质催化分解而发生爆炸。它与许多有机物如糖、淀粉、醇类、石油产品等形成的混合物是敏感的，在冲击和热量或电火花作用下能发生爆炸。过氧化氢本身是不燃的，但它能与可燃物反应并产生足够的热量而引起着火，又由于它分解所放出的氧能强烈助燃，最终可导致爆炸，因此应特别注意火灾。
2.3.2腐蚀性
过氧化氢具有一定程度的腐蚀性，随材质不同而促进其分解。工业上一般选用下列材料：金属材料可用纯度99.5％以上的铝、不锈钢、锂、锆，不能用普通钢、铜、铜合金、铅、钛。塑料可用硬质及软质聚氯乙烯等，非金属材料可用玻璃及陶瓷类。
2.3.3毒害性
它的毒性主要是由它的活性氧化作用所引起的，如对眼睛、黏膜和皮肤的化学灼伤，以及使普通衣物着火等。过氧化氢可通过呼吸道吸入，皮肤接触吸收和吞入等途径引起中毒。但是，它的蒸气压小，挥发性低，吸入蒸气中毒的可能性较小，且它具有强烈烧灼感，故吞入的可能性也很小。主要是皮肤接触引起的烧伤，使局部皮肤和毛发发白（但过一段时间后可复原），产生刺痛、搔痒。由于接触量、时间、作用部位不同，产生程度不等的化学灼伤。渗入皮肤角质层后分解产生氧，使表皮起泡，手掌、指尖及甲床等处角质层较厚，末梢神经丰富，疼痛更为剧烈，难以忍受，患者常因此坐立不安，情绪急躁，不易入眠。剂量较大，冲洗不及时，可留下永久疤痕。蒸气刺激眼睛，脱离接触后症状迅速消失；液滴溅入眼内，可引起结膜炎、虹膜睫状体炎及角膜上皮变性、坏死和混浊，影响视力或导致完全失明。
10.97
3.40
3.40
5.87
3.40
4.火灾、爆炸指数F&EI=（F3×MF）
49.1
134.0
232.0
81.6
47.6
170.2
98.6
5.单元破坏系数
0.52
0.75
0.93
0.67
0.46
0.83
0.75
6.暴露半径（m）
12.6
34.7
59.4
20.9
12.2
43.6
25.2
7.危险度
氢化反应是还原反应，也是放热反应。本工艺采用催化氢化，虽然具有工艺简单、消耗低、三废少等优点，但对设备和操作的要求高，另外，氢化反应涉及氢气、空气（开车时）和活性催化剂，这些都是发生爆炸的条件，生产操作中稍有不慎，将三者同时混在一起，或不注意氮气与空气、氢气的置换或置换不当，危险就会发生。
2.1.2氧化反应