石軍（濟(jì)寧市化工設(shè)計院，山東濟(jì)寧 272000）

苯酐生產(chǎn)裝置火災(zāi)爆炸危險性分析

石軍（濟(jì)寧市化工設(shè)計院，山東濟(jì)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(chǎn)品。國內(nèi)苯酐生產(chǎn)一般采用以鄰二甲苯為原料、固定床氣相催化氧化法技術(shù)，主要生產(chǎn)過程包括氧化反應(yīng)、冷凝回收、尾氣洗滌、粗品精制、結(jié)片包裝等。

苯酐；生產(chǎn)裝置；火災(zāi)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(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)。在管道中流速過快時容易產(chǎn)生和積聚靜電。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)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(chǎn)裝置的火災(zāi)爆炸危險性主要存在于以下幾個方面：

1 氧化反應(yīng)過程

（1）氧化反應(yīng)裝置長周期在高溫高壓環(huán)境下連續(xù)運轉(zhuǎn)，設(shè)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(shè)備本身的強(qiáng)度下降，突然出現(xiàn)管道和設(shè)備開裂；另外，物料調(diào)節(jié)閥也會因頻繁的調(diào)節(jié)，而出現(xiàn)損壞，導(dǎo)致物料的異常泄漏，遇明火引發(fā)火災(zāi)爆炸事故。

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

（3）氧化反應(yīng)過程中會產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量依靠熔鹽吸收轉(zhuǎn)移。如果熔鹽循環(huán)量不足或者熔鹽的調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，產(chǎn)生的熱量不能及時帶走，會造成反應(yīng)器內(nèi)溫度過高，從而出現(xiàn)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(zhì)為強(qiáng)氧化劑，如果反應(yīng)器列管出現(xiàn)破裂，熔鹽進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，會導(dǎo)致鄰二甲苯與熔鹽接觸，兩者會發(fā)生劇烈的燃燒現(xiàn)象，甚至引發(fā)爆炸事故。

（5）鄰二甲苯與空氣進(jìn)入反應(yīng)器的流量依靠擬設(shè)置的流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行控制，如果控制系統(tǒng)失靈，導(dǎo)致進(jìn)入的鄰二甲苯過量，不能完全參與反應(yīng)，會造成反應(yīng)氣體中含有鄰二甲苯，并進(jìn)入下一工序，如反應(yīng)氣體出現(xiàn)泄漏，遇明火，極易引發(fā)火災(zāi)。

（6）反應(yīng)器內(nèi)溫度、壓力等參數(shù)的控制系統(tǒng)如失靈，會導(dǎo)致反應(yīng)失控，造成壓力、溫度超限，極易引發(fā)反應(yīng)器爆炸。

（7）在反應(yīng)裝置的主要部位如氣體預(yù)熱器、汽化器、混合器、反應(yīng)器上封頭以及鄰二甲苯的噴嘴等處會因氣流的摩擦，產(chǎn)生靜電，另外，設(shè)備與配件之間因連接松動摩擦也會產(chǎn)生靜電，靜電荷積累到一定程度，如導(dǎo)除不暢會產(chǎn)生火花，引發(fā)可燃?xì)怏w火災(zāi)爆炸。

（8）原料氣如果不純凈，夾雜鐵屑等異物進(jìn)入反應(yīng)器，或者系統(tǒng)安裝后和設(shè)備檢修后，清潔工作不徹底，導(dǎo)致容器內(nèi)存在焊渣等異物，異物撞擊設(shè)備內(nèi)壁產(chǎn)生火花，會引發(fā)混合性氣體火災(zāi)。

（9）鄰二甲苯為易燃液體，在輸送過程中，如果管道系統(tǒng)法蘭開裂或者打料泵抽空，燒壞機(jī)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(zhì)泄漏，如遇明火等易造成火災(zāi)甚至爆炸事故。

2 苯酐氣體冷卻過程

（1）高溫苯酐氣體進(jìn)入氣體冷卻器中，對水釋放熱量，產(chǎn)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(dāng)，出現(xiàn)超壓超溫現(xiàn)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(shè)備和管道如：氧化反應(yīng)器、氣體冷卻器、高溫蒸汽包及蒸汽管道，最高溫度能達(dá)到約400℃，形成了高溫?zé)嵩础?/p>

（4）熱器列管如出現(xiàn)滲漏，導(dǎo)致苯酐與水反應(yīng)生成酞酸，酞酸具有腐蝕性，會與金屬設(shè)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(xiàn)酞酸鹽自燃現(xiàn)象，從而引發(fā)系統(tǒng)火災(zāi)爆炸事故。

（5）冷卻水如果水處理指標(biāo)未達(dá)到要求，導(dǎo)致水質(zhì)呈酸性對列管產(chǎn)生腐蝕，會造成列管泄漏，有可能造成高壓蒸汽竄入系統(tǒng)，造成容器爆裂。

3 苯酐冷凝回收過程

（1）如前工序氧化反應(yīng)中鄰二甲苯加入過量，未反應(yīng)氣體會進(jìn)入冷凝回收系統(tǒng)，導(dǎo)致冷凝器內(nèi)部存在可燃性混合氣體，有可能因靜電放電火花，而導(dǎo)致出現(xiàn)火災(zāi)爆炸事故。

（2）苯酐冷凝回收裝置中使用導(dǎo)熱油冷卻實現(xiàn)苯酐氣體的凝華，因?qū)嵊途哂锌扇夹?，如冷凝器在運行過程中閥門、管道、法蘭、焊縫等處出現(xiàn)異常泄漏，遇到明火和高熱，有可能發(fā)生火災(zāi)事故。

（3）導(dǎo)熱油在使用過程中由于加熱系統(tǒng)的局部過熱，易發(fā)生熱裂解反應(yīng)，生成易揮發(fā)及較低閃點的低聚物，低聚物間發(fā)生聚合反應(yīng)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(xù)蒸餾，如果在蒸餾過程中出現(xiàn)違章作業(yè)或者設(shè)備出現(xiàn)漏點，會造成大量空氣吸入塔內(nèi)，造成內(nèi)壓力升高，從而造成物料沸點升高，有可能因塔內(nèi)升溫升壓，發(fā)生蒸餾塔火災(zāi)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(shè)備及管道的腐蝕穿孔、壁厚減薄、結(jié)焦加速等現(xiàn)象，易造成設(shè)備失去承載力，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生泄漏事故，引發(fā)火災(zāi)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(fā)生結(jié)焦或自燃現(xiàn)象，導(dǎo)致塔內(nèi)出現(xiàn)火災(zāi)事故。

5 苯酐結(jié)片包裝過程

苯酐粉塵是可燃性粉塵，當(dāng)其與空氣混合達(dá)到一定濃度時，會具有爆炸性。當(dāng)廠房內(nèi)無通風(fēng)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(jī)械火花、違章動火作業(yè)等明火，有可能引發(fā)苯酐粉塵爆炸。

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

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