乙二醇装置由于其工艺、物料的特殊性,原料乙烯为易燃易爆气体,产品环氧乙烷的爆炸范围更广更危险,虽然有联锁系统的保护,但生产过程还是极具危险性的,所要求的工艺控制非常严格。即使这样,在世界范围内乙二醇装置还是发生了多起着火、爆炸事故。
(一)开停工时危害因素分析及其防范措施
1.开工时危害因素分析及其防范措施
开工时,装置从常温、常压逐渐升温升压达到各项正常操作指标。物料、公用工程等逐步引入装置。所以在开工时,装置的操作参数变化较大,操作步骤较多,较易产生事故。据行业交流了解,目前各装置都具备较为完善的技术规程和操作法,操作人员也能按规章制度严格执行,因而在开工过程中还没有发生事故的报道。用HSE管理体系中的工作危害性分析(ⅡIA)方法进行分析,在开工过程中的各项作业活动的危险性评价分数均较低,这主要得益于装置工艺管理体系的有效运行。
通常环氧乙烷反应系统开工步骤是较为重要的:
①装置内计划接人氮气、蒸汽、水等公用工程,系统进行充压、试漏、置换等准备工作;②反应器用HS加热升温;③确认联锁试验结束;④压缩机建立干气密封;⑤压缩机启动并逐渐升到规定转速;⑥系统切大循环;⑦氧气混合站吹扫;⑧具备投料条件,待令开车。
操作法的完善和规章制度的严格执行是避免事故的最好的防范措施。
2.停工时危害因素分析及其防范措施
装置停工时是装置由正常操作状态逐渐降压降温降量的过程。其各操作参数变化较大,所以也属于不稳定操作状态,主要应注意以下问题:
保证反应系统的置换吹扫时间,后系统操作在停进料后同样要进行充分置换,各塔残液按要求排空,各系统要降至常温常压,为各类检修创造条件。按停车范围的要求加装盲板,要指定专人负责,加装盲板要有记录,现场进行标识。
(二)正常生产中危害因素分析及其防范措施
正常生产时其各工艺参数是稳定的,但是在长周期运转过程中,由于受工艺设备、公用工程条件、人员操作水平、仪表电气等诸多因素的影响,正常生产中仍会有不少影响安全生产的因素。表3—39为2001年、2000年我国乙二醇装置开工率及非计划停车统计,从表中数据可以看出,造成乙二醇行业各装置非计划停车的因素依次为:仪表、设备、电气、外部原辅材料及公用工程的波动、工艺操作。其中仪表、电气故障为直接联锁动作停车,应定期维护更新。设备问题,通常导致正常生产不能维持,只能紧急停工处理,目前各石化装置都在推广预知维修,最大限度的减少非计划被迫停工。公用工程部分,不受车间控制但危险性最大,装置所做的工作就是加强对各类突发事故应急处理操作的培训,尽量将危险性降低,避免再次事故的发生。
(三)设备防腐
由于在乙二醇生产过程中会产生乙酸、C02等酸性物质,因此装置的设备维护主要也是考虑减少酸性腐蚀,包括将部分设备更换为不锈钢材质。系统的另一主要腐蚀为冲刷腐蚀,针对这一问题,部分设备已要求设计、制造单位加装防冲刷板。
(四)装置安全自保联锁系统及其作用
由于界外原料、动力供应的波动及装置不正常操作都将危及装置的安全,所以EO/EC装置都设置有装置安全自保联锁系统,即在某些工艺参数达到某一数值时,装置自保联锁系统动作,以保护装置。因EO/EG装置要求的安全系数较高,为了提高安全性,减少误动作,现各装置都采用ESD或FSC系统执行。
1.装置安全自保原则
乙烯氧化生产环氧乙烷的过程必须是在绝对安全的范围进行;
避免主要机组、设备的损坏;
不允许油、水等杂质窜人反应器,污染催化剂。
2.主要自保联锁说明
(1)循环气压力低
设置目的:防止循环气压缩机进入喘振区,造成机组及连接管线变形和损坏。
产生原因:防爆板破裂,后系统,循环气管线泄漏。
(2)气液分离罐液位高
设置目的:防止循环气带液损坏压缩机叶轮,同时防止液体进入反应器污染催化剂。
产生原因:吸收系统发泡,循环气系统切换速度过快。
(3)干气密封压差低
设置目的:防止循环气大量泄漏发生火灾和爆炸事故。
产生原因:MN总压低,过滤器堵,减压阀失灵等。
(4)压缩机润滑油压力低
设置目的:防止机组各润滑部位无润滑油,主轴与轴承磨损、温度升高而损坏设备。
产生原因:润滑油泵停车,电源故障,调节阀失灵等。