異辛烷生產安全問題分析

楊偉利，司 恭

(河南省安全科學技術研究院，河南 鄭州 450004)

異辛烷生產安全問題分析

楊偉利，司 恭

(河南省安全科學技術研究院，河南 鄭州 450004)

針對烷基化、加氫工藝特點，系統分析了異辛烷生產過程中涉及的危險有害物質和存在的主要危險有害因素，有針對性地提出了安全對策措施、建議。

異辛烷；生產；安全

隨著環境保護要求的日益嚴格，對車用汽油烯烴含量及硫含量提出了更高的要求。異辛烷辛烷值為100，是生產清潔高辛烷值汽油最理想的調和組分，其應用將會越來越廣泛[1]。生產中涉及的加氫工藝、烷基化工藝[2]屬于危險化工工藝，液化石油氣、氫氣、異丁烷、正丁烷、天然氣等是易燃易爆化學品，硫酸、鹽酸屬于第三類非藥品類易制毒化學品，且液化石油氣、天然氣、氫氣、二氧化硫、三氧化硫屬于重點監管的危險化學品，生產過程中具有較高的危險性，安全問題不容忽視。

1 烷基化生產異辛烷工藝技術

異辛烷生產主要包括原料處理系統、反應系統、制冷系統、流出物處理系統、分餾系統、酸堿系統等。

原料醚后C4經加氫脫除其中的雜質丁二烯，與芳后C4混合進入脫輕烴塔脫出輕組分，然后，與脫異丁烷塔過來的異丁烷混合后進入烷基化[3]反應器，該反應以濃硫酸作催化劑，反應后的物料進入酸沉降器，分離出硫酸，異丁烯與異丁烷反應生成2,2,4-三甲基戊烷，即異辛烷。另外，對工藝過程中異辛烷裝置產出的廢硫酸進行熱裂解，制取SO2爐氣。采用酸洗凈化，兩轉兩吸接觸法工藝，使廢硫酸得以再生，再生出的98%濃硫酸全部返回異辛烷裝置。

主要反應式及簡圖1如下：

圖1 異辛烷生產工藝流程簡圖

2 生產過程中涉及的主要危險有害物質

對異辛烷生產過程中涉及的原料、中間產物、副產品的種類、危險類別、分布情況進行辨識與分析，結果匯總見表1。

表1 異辛烷生產中涉及的主要危險有害物質種類、分布情況。

3 生產過程存在的主要危險有害因素

3.1 火災、爆炸

3.1.1 生產過程涉及的物料液化石油氣、氫氣、異丁烷、天然氣、氫氣和甲烷混合物、正丁烷均屬于易燃氣體，火災危險性均為甲類。異辛烷屬于甲類易燃液體。以上物質與空氣混合能形成爆炸性混合物，具有易燃易爆的危險性。

3.1.2 液化石油氣、天然氣、氫氣、二氧化硫、三氧化硫、1,3-丁二烯均屬國家安全監管總局公布的重點監管的危險化學品，危險性較大。

3.1.3 氫氣密度比空氣小，爆炸極限范圍寬(體積比4%～75%)，爆炸下限低、點火能量小(0.019mJ)，極易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱或明火即發生爆炸。與氟等鹵素會劇烈反應。

3.1.4 生產、儲存系統涉及的壓力容器較多，如烷基化反應器、干吸塔、脫輕塔、脫異丁烷塔、脫正丁烷塔、原料儲罐等。若受熱壓力升高、安全附件失效，存在發生物理爆炸的危險性，并可由此引發火災、爆炸等事故。

3.2 中毒、窒息

3.2.1 廢酸再生裝置使用的五氧化二釩屬于毒害品，作業人員有發生中毒的危險，尤其是在更換催化劑時更易發生中毒事故。二氧化硫屬于有毒氣體，具有毒害性。造成中毒的原因有：設備、管道、閥門部件密封不好或損壞；有毒氣體泄漏檢測報警探頭失效等；更換催化劑未采取有效的防護措施。

3.2.2 異辛烷具有毒害性。用作吹掃、置換氣的氮氣具有窒息的危險性。硫酸、鹽酸均屬于Ⅲ級(中度危害)有毒物質。因此生產過程中存在發生中毒、窒息事故的可能性。

3.3 灼燙、腐蝕

灼燙包括化學灼傷、高溫燙傷、低溫凍傷等。

3.3.1 硫酸、鹽酸均為國家安全監管總局公布的第三類非藥品類易制毒化學品，同屬酸性腐蝕品，具有強腐蝕性。廢酸再生的中間產物三氧化硫也屬于酸性腐蝕品，具有腐蝕性。腐蝕性物質的危險危害性主要表現在兩個方面，一是對人的化學灼傷，二是對物的腐蝕。

3.3.2 生產過程中使用蒸汽、導熱油爐，生產場所的部分設備和管道外壁溫度較高，如果保溫及隔熱措施不當，都會造成高溫燙傷。混合C4、混合丙烷、正丁烷等液化烴在生產、儲存、裝卸過程中若發生泄漏，可造成人員凍傷。

3.4 其他危險有害因素

除以上幾種主要危險有害因素外，還存在電氣傷害、機械傷害、高處墜落、物體打擊、噪聲與振動、車輛傷害等，也應引起足夠的重視。

4 安全對策措施

4.1 確保防火間距符合要求

廠區內合理布置，保證生產車間、儲存設施、公輔設施、辦公設施合理分區。異辛烷企業生產裝置區、儲罐區、裝卸區火災危險性均為甲類，應嚴格按照GB50160-2008《石油化工企業設計防火規范》等國家標準保持相應的防火間距，減少相互影響。

廠區應按規定設置環形消防通道。建筑物的耐火等級、層數、建筑面積、防火分區、防爆泄壓設施等應嚴格執行國家規定。

4.2 提高危險化工工藝的密閉化、自動化水平

4.2.1 針對烷基化工藝，采取相應的自動化監控措施，設計可靠的監測儀器、儀表。重點監控烷基化反應釜內溫度和壓力、烷基化反應釜內攪拌速率、反應物料的流量及配比等工藝參數。安全控制要求設置反應物料的緊急切斷系統、緊急冷卻系統、安全泄放系統、可燃和有毒氣體檢測報警裝置等。

4.2.2 針對加氫工藝，重點監控加氫反應釜溫度、壓力、加氫反應釜內攪拌速率、氫氣流量、反應物質的配料比、系統氧含量、冷卻水流量、氫氣壓縮機運行參數、加氫反應尾氣組成等。安全控制要求設置溫度和壓力的報警和聯鎖、反應物料的比例控制和聯鎖系統、緊急冷卻系統、攪拌的穩定控制系統、氫氣緊急切斷系統、循環氫壓縮機停機報警和聯鎖、氫氣檢測報警裝置等。

4.2.3 實現進料、輸送等環節的密閉化、機械化、自動化操作，減少從業人員與危險有害物質的接觸。

4.3 提升重點監管危險化學品安全設施水平

針對重點監管危險化學品應突出重點、強化安全管理工作。異辛烷生產過程中涉及液化石油氣、氫氣、異丁烷、天然氣、正丁烷、二氧化硫、三氧化硫、五氧化二釩等多種易燃、有毒危險物質，其中液化石油氣、天然氣、氫氣、二氧化硫、三氧化硫屬于重點監管的危險化學品，極易引起火災、爆炸、中毒事故，造成人員傷亡。為及時發現泄漏情況，應根據生產場所、儲存區介質不同，安裝液化石油氣、氫氣、二氧化硫等可燃、有毒氣體檢測報警儀。

4.4 完善防爆電氣的設置

由于生產中涉及的物料大多具有火災爆炸危險性，火災危險性均為甲類，生產裝置區、儲罐區、裝卸區均屬于爆炸危險性氣體環境，異辛烷、液化石油氣、正丁烷、異丁烷區域電氣設備的防爆電氣等級不應低于IIAT2，氫氣區域電氣設備的防爆電氣等級不應低于IICT1，甲烷區域電氣設備的防爆電氣等級不應低于IIAT1。裝車區、灌裝區罩棚下按要求設置防爆型應急照明設施。

4.5 重大危險源安全措施

4.5.1 根據《危險化學品重大危險源辨識》標準，液化石油氣、正丁烷、異丁烷的臨界量均為50t，由于異辛烷生產企業均具有一定的規模，一般均會構成危險化學品重大危險源。對構成重大危險源的場所或者設施，應設置視頻監控系統，視頻監控應做到全覆蓋、無盲區。監控記錄應可追溯。

4.5.2 液化石油氣、正丁烷儲罐應設置安全閥、壓力表、液位計、溫度計，并應裝有帶壓力、液位、溫度遠傳記錄和報警功能的安全裝置。

4.5.3 對重大危險源應當登記建檔，進行定期檢測、評估，并制定應急預案，告知從業人員和相關人員在緊急情況下應當采取的應急措施。

4.5.4 依據《危險化學品重大危險源監督管理暫行規定》，裝備緊急停車系統，設置緊急切斷裝置，配備獨立的安全儀表系統。并采用定量風險評價方法確定個人和社會風險值，并符合相關可容許風險限值標準。

4.6 配備個體防護用品和應急救援器材、設施

4.6.1 現場配備化學安全防護眼鏡、防靜電工作服、防凍傷手套等。

4.6.2 生產車間、儲存區應配備空氣呼吸器、防毒面具、耐酸堿服、耐酸堿手套、急救藥品等事故應急物品。

4.6.3 液化石油氣作業現場配備正壓自給式空氣呼吸器、防靜電工作服、兩套以上重型防護服。

4.6.4 硫酸儲存區設置圍堰，地面進行防滲透處理，并配備儲液池，儲存區備有合適的工具收容泄漏物。硫酸儲存區還應設置洗眼器、淋洗器。

4.6.5 在廠區高處設置風向標，發生事故時能夠準確地確定應急疏散方向。

4.7 強化應急處置措施

液化石油氣、正丁烷、氫氣等物料一旦發生著火，應迅速切斷氣源。若不能切斷氣源，則不允許熄滅泄漏處的火焰。

4.8 其他安全措施

硫酸、鹽酸屬于第三類非藥品類易制毒化學品，應當按照《易制毒化學品管理條例》的相關要求加強硫酸、鹽酸購買、儲存等方面的管理。鍋爐、導熱油爐及其安全附件，應按照國家有關規定檢驗合格。選擇有資質的中介機構對作業場所進行職業危害檢測。

5 結束語

隨著國家對環保要求的日益提高，異辛烷作為優質的符合國五標準的汽油添加劑將迎來廣闊的市場前景[4]，但隨之可能會帶來較多的安全生產問題。異辛烷生產企業均具有一定的規模，生產過程中危險有害物質種類較多，大多具有易燃易爆、中毒、窒息、灼傷、腐蝕的危險性，且涉及危險化工工藝、重點監管的危險化學品、易制毒化學品、重大危險源。應采取有針對性的安全對策措施，切實推進異辛烷行業安全生產工作穩步提高，以提升異辛烷生產的本質安全水平。

[1] 侯桂萍，于廣欣，安文珍，等.異辛烷的開發[J].煉油與化工，2006,17(1)：20-22.

[2] 趙敏潔.硫酸烷基化技術進展[J].河南化工，2014,31(6)：25-27.

[3] 何濤波，高 飛.硫酸烷基化反應技術進展[J].化工技術與開發，2015,44(9)：46-49.

[4] 白爾錚.間接烷基化工藝及其技術經濟評估[J].精細石油化工進展，2003,4(4)：24-26.

(本文文獻格式：楊偉利，司 恭.異辛烷生產安全問題分析[J].山東化工，2016，45(14)：139-141.)

Iso-octane Production Safety Analysis

YangWeili，SiGong

(Henan Academy of Safety Science and Technology，Zhengzhou，Henan 450004，China)

For alkylation, hydrogenation process characteristics, the system analyzes the Hazardous Substances and Hazardous major iso-octane production factors involved in the process, puts forward the security countermeasures and suggestions.

iso-octane; production; safety

2016-05-15

楊偉利(1970—)，主要從事安全科學技術研究工作。

TQ086

B

1008-021X(2016)14-0139-03