对本岗位工艺过程进行风险分析

第二节对本岗位工艺过程进行风险分析一、工艺过程的危险性本工艺使用芳烃、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。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。过氧化氢在使用中所发挥的强氧化性长处，正是生产中要预防的短处，即要求生产中不能混入与之“相关”的物质，这就对全套生产装置、包装材料乃至贮运设备都提出了苛刻的要求，正是H2O2生产和使用的这一矛盾，给安全生产带来了一定难度。二、工作场所潜在事故发生因素1、氢化反应氢化工序固定床内使用钯催化剂催化氢化，氢化液再生床内使用碱性氧化铝再生蒽醌降解物，在异常情况下，钯催化剂或氧化铝可能会随工作液进入后续工序，从而导致过氧化氢混杂分解。氢化反应是还原反应，也是放热反应。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、氧化反应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。3、萃取工序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≤0.3g/l。萃取用的纯水质量关系到产品的稳定度。其电导率一般控制在不高于1μS/cm，特别是水中的重金属离子必须去掉，因为重金属离子能促使双氧水的分解。4、后处理工序当系统工作液组分发生变化、萃余液中H2O2含量偏高或操作不当时，可能引起后处理中工作液带碱严重，使进入氢化工序工作液碱度升高，甚至将高碱度带入后续工序，严重影响系统安全稳定运行。5、原料装置生产中许多原料为易燃、易爆、有毒的有害物质，如重芳烃、磷酸三辛酯、蒽醌等既可燃又具有一定的毒性，氢气是众所周知的易燃易爆物质，这些物料除本身的危险性外，它们给生产带来的危害，往往是不应有混合、夹带和泄漏，钯催化剂、活性氧化铝、空气、杂质等一些物物质本身虽然无危险，但误入系统也会造成事故。危险存在部位：工作液罐区、工作液配置、氢化塔、后处理工序、包装区等。6、产品过氧化氢的危险性主要表现在以下3个方面：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。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。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。7、其他①触电伤害装置中有泵、电机、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、主厂房、空压机、消防泵房等为危险较大的场所。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。③高空坠落及高空落物打击双氧水装置中氢化塔、氧化塔、萃取塔、净化塔、干燥塔、后处理工序、浓缩塔等有平台、爬梯、高位电动葫芦或者检修脚手架等，职工在操作及检修交叉作业中，有高空坠落及高物打击的危险。④噪音伤害双氧水装置中有空气压缩机、泵等转动设备，如出现故障或润滑不好，以及长时间在附近操作，会产生噪音伤害。在噪声较大的岗位，操作人员须带耳罩以降低噪声危害。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。三、控制失效的影响1、氢效过高氢化效率的高低，代表氢化程度的高低，其对副反应产生影响较大。氢效过高，副反应大量发生，导致工作液蒽醌消耗大，降解物增多，过多的降解物会堵塞触媒床层、管道、过滤器等，系统流量降低，运行受阻。2、萃余过高从萃取塔顶排出的萃余液含有少量的双氧水和水，萃余液双氧水含量指标控制≤0.3g/l，如果高于指标，多余的双氧水分解成氧气，将导致在氢化塔中氢氧混合，形成爆炸性混合物，氧含量达到爆炸范围时，就会引起爆炸；另外，在干燥塔内由于萃余液双氧水含量超标，导致干燥塔带碱，对后续工序造成影响。3、后处理带碱后处理工序带碱量稍大，会加速活性氧化铝消耗，使生产成本提高，若后处理工序大量带碱，会使系统操作困难，危险性增强。碱液随工作液进入氢化工序，虽然氢化工序是在弱碱性条件下发生反应，但碱性太强，会使钯催化剂活性降低，氢化效率降低，直接影响产量。碱液随工作液进入氧化工序，氧化塔内有双氧水，双氧水遇碱分解，使氧化收率降低，且易产生蒽醌降解物，若用大量磷酸中和，双氧水中不挥发物含量增加，影响产品质量。更严重的是氧化工序和萃取工序呈碱性，会使双氧水分解生成氧气和水，并放出大量热，双氧水遇热会加速分解，压力瞬间上升，使氧化塔、萃取塔超压，严重时可能引起爆炸、燃烧等恶性事故，因此后处理工序带碱将危及系统及人身安全。4、循环工作液碱度高生产中要求进入氢化工序的工作液碱度≤0.004g/L，弱碱性有利于氢化反应，但是当工作液进入氧化塔后应被磷酸中和到酸度≥0.002g/L。如果此时工作液仍成碱性，会使氧化塔内生成的双氧水分解，且氧化反应中副反应将加剧，产生大量降解物。如果继续进入到萃取塔，则会引起塔中H2O2剧烈分解，处理不当，轻者破坏萃取正常操作，重者发生爆炸。四、人为因素等1、2、五、针对工艺操作中的风险制定安全措施及应急处置措施1、双氧水分解是发生着火爆炸的主要原因。在氧化、萃取、净化以及产品贮存、包装和运输等过程中，应严格避免含有双氧水的物料与碱类、重金属及有催化性的杂质相接触，并保持生产设备的洁净。2、萃余液中H2O2含量应控制在0.3g/L以下。进入氢化工序的工作液碱度≤0.004g/L，工作液在进到氧化工序时应保证足够的加酸量，使氧化液酸度0.003~0.006g/L。3、双氧水不应贮在密闭容器中，所有容器都应留有足够面积放空管，以释放分解产生的气体，避免容器中压力增高而引起爆炸。在两个关闭的阀门之间要防止滞留双氧水，以免其分解形成高压而爆炸。4、为避免杂质污染，出系统的不合格双氧水不能重新返回系统净化处理，从大贮槽内取出的双氧水如未用完，不能返回贮槽。进入系统的工作液必须清洗干净,并且要定时排掉生产中生成的降解物。5、可燃物质如木材、棉布等应远离双氧水甚至工作液系统。6、生产中出现异常情况，如氧化塔、萃取塔内出现碱性，双氧水急剧分解、温度突然升高时，应立即停车处理，必要时要打开排料阀排放。7、严格避免工作液蒸气和氢气与空气（或氧气）混合，以免形成爆炸性气体。主要注意在开停车阶段，氢化塔必须用氮气进行置换，才能进氢。8、防止静电着火爆炸，由于工作液、氢气、双氧水在管道中急速流动容易产生静电荷，故其设备和管线均需用铜线或铜板静电接地，法兰与法兰之间也应保证用铜线连通。在排放氢气时，要注意控制流速，缓慢释放，避免引起静电着火。