苯酐生產裝置火災爆炸危險性分析

石軍（濟寧市化工設計院，山東濟寧 272000）

苯酐生產裝置火災爆炸危險性分析

石軍（濟寧市化工設計院，山東濟寧 272000）

苯酚又名鄰苯二甲酸酐，主要用于制造增塑劑、苯二甲酸二丁酯、樹脂和染料等化工產品。國內苯酐生產一般采用以鄰二甲苯為原料、固定床氣相催化氧化法技術，主要生產過程包括氧化反應、冷凝回收、尾氣洗滌、粗品精制、結片包裝等。

苯酐；生產裝置；火災爆炸；危險性；分析

鄰二甲苯為第3.3類高閃點易燃液體，易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑能發生強烈反應。在管道中流速過快時容易產生和積聚靜電。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇火源會著火回燃；苯酐遇明火、高熱可燃，并有一定的腐蝕性和刺激性。苯酐生產裝置的火災爆炸危險性主要存在于以下幾個方面：

1 氧化反應過程

（1）氧化反應裝置長周期在高溫高壓環境下連續運轉，設備、管道、儀表等部位的焊縫及法蘭連接處，會因物料的震動及設備本身的強度下降，突然出現管道和設備開裂；另外，物料調節閥也會因頻繁的調節，而出現損壞，導致物料的異常泄漏，遇明火引發火災爆炸事故。

（2）鄰二甲苯在氧化反應器中與空氣混合，形成的混合氣體濃度在爆炸極限范圍內，如果氣流產生的靜電不能得到及時釋放，造成靜電積聚產生火花，極易引發反應器內混合氣體爆炸。

（3）氧化反應過程中會產生大量的熱量，這些熱量依靠熔鹽吸收轉移。如果熔鹽循環量不足或者熔鹽的調節系統出現故障，產生的熱量不能及時帶走，會造成反應器內溫度過高，從而出現容器爆炸。

（4）熔鹽的主要成分為硝酸鉀和亞銷酸鈉，這兩種物質為強氧化劑，如果反應器列管出現破裂，熔鹽進入反應器內，會導致鄰二甲苯與熔鹽接觸，兩者會發生劇烈的燃燒現象，甚至引發爆炸事故。

（5）鄰二甲苯與空氣進入反應器的流量依靠擬設置的流量調節系統進行控制，如果控制系統失靈，導致進入的鄰二甲苯過量，不能完全參與反應，會造成反應氣體中含有鄰二甲苯，并進入下一工序，如反應氣體出現泄漏，遇明火，極易引發火災。

（6）反應器內溫度、壓力等參數的控制系統如失靈，會導致反應失控，造成壓力、溫度超限，極易引發反應器爆炸。

（7）在反應裝置的主要部位如氣體預熱器、汽化器、混合器、反應器上封頭以及鄰二甲苯的噴嘴等處會因氣流的摩擦，產生靜電，另外，設備與配件之間因連接松動摩擦也會產生靜電，靜電荷積累到一定程度，如導除不暢會產生火花，引發可燃氣體火災爆炸。

（8）原料氣如果不純凈，夾雜鐵屑等異物進入反應器，或者系統安裝后和設備檢修后，清潔工作不徹底，導致容器內存在焊渣等異物，異物撞擊設備內壁產生火花，會引發混合性氣體火災。

（9）鄰二甲苯為易燃液體，在輸送過程中，如果管道系統法蘭開裂或者打料泵抽空，燒壞機械密封，或選用密封性能不良的軸封閉裝置和密封材料，會引起介質泄漏，如遇明火等易造成火災甚至爆炸事故。

2 苯酐氣體冷卻過程

（1）高溫苯酐氣體進入氣體冷卻器中，對水釋放熱量，產生高溫高壓的蒸汽，高壓蒸汽包屬于壓力容器，而其管道為壓力管道。

（2）高壓汽包和壓力管道在運行過程中，如因控制不當，出現超壓超溫現象，如未安裝使用安全閥等安全泄壓裝置、或泄壓裝置失效，有可能造成壓力容器爆炸事故。

（3）裝置使用的高溫設備和管道如：氧化反應器、氣體冷卻器、高溫蒸汽包及蒸汽管道，最高溫度能達到約400℃，形成了高溫熱源。

（4）熱器列管如出現滲漏，導致苯酐與水反應生成酞酸，酞酸具有腐蝕性，會與金屬設備生成酞鐵鹽等自燃物，苯酐氣體冷卻器的操作溫度高于酞酸鹽自燃溫度，因此有可能出現酞酸鹽自燃現象，從而引發系統火災爆炸事故。

（5）冷卻水如果水處理指標未達到要求，導致水質呈酸性對列管產生腐蝕，會造成列管泄漏，有可能造成高壓蒸汽竄入系統，造成容器爆裂。

3 苯酐冷凝回收過程

（1）如前工序氧化反應中鄰二甲苯加入過量，未反應氣體會進入冷凝回收系統，導致冷凝器內部存在可燃性混合氣體，有可能因靜電放電火花，而導致出現火災爆炸事故。

（2）苯酐冷凝回收裝置中使用導熱油冷卻實現苯酐氣體的凝華，因導熱油具有可燃性，如冷凝器在運行過程中閥門、管道、法蘭、焊縫等處出現異常泄漏，遇到明火和高熱，有可能發生火災事故。

（3）導熱油在使用過程中由于加熱系統的局部過熱，易發生熱裂解反應，生成易揮發及較低閃點的低聚物，低聚物間發生聚合反應生成不熔不溶的高聚物，阻礙油品的流動，會造成管道局部過熱變形炸裂的可能。

4 苯酐粗品精制過程

（1）粗苯酐精餾過程中一般采用減壓連續蒸餾，如果在蒸餾過程中出現違章作業或者設備出現漏點，會造成大量空氣吸入塔內，造成內壓力升高，從而造成物料沸點升高，有可能因塔內升溫升壓，發生蒸餾塔火災爆炸事故。

（2）苯酐為酸性腐蝕品，在蒸餾過程中，易造成蒸餾塔等設備及管道的腐蝕穿孔、壁厚減薄、結焦加速等現象，易造成設備失去承載力，導致設備發生泄漏事故，引發火災爆炸。

（3）蒸餾釜底部的重組分存在高沸點、高粘度、易分解的成分，容易在高溫下發生結焦或自燃現象，導致塔內出現火災事故。

5 苯酐結片包裝過程

苯酐粉塵是可燃性粉塵，當其與空氣混合達到一定濃度時，會具有爆炸性。當廠房內無通風除塵裝置或者未開啟時，有可能因苯酐粉塵彌漫，形成爆炸性粉塵云，如遇電器火花、機械火花、違章動火作業等明火，有可能引發苯酐粉塵爆炸。

［1］魯保旺，王林，甘合玲，黃振旭.鄰法苯酐生產氧化過程的控制［J］.河南化工.1999（04）.

［2］宋凱生，王學彬.苯酐氣體冷卻器（W—104）失效原因分析及改進［J］.齊魯石油化工.1998（02）.