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谈通过设备及工艺改造提高丙烯腈装置安全性风险评价

发表时间：2020/10/27 来源：《基层建设》2020年第19期作者：翟东伟

[导读] 摘要：丙烯腈装置属于易燃易爆类的装置，且有着毒害性，在使用时会存在火灾、中毒等风险，当风险一点发生会对在场工作人员造成十分大的伤害，所以，还需要通过设备和工艺改造，将丙烯腈装置的安全性加以提升，消除对人身安全的影响。

        江苏斯尔邦石化有限公司江苏省连云港市 222000
        摘要：丙烯腈装置属于易燃易爆类的装置，且有着毒害性，在使用时会存在火灾、中毒等风险，当风险一点发生会对在场工作人员造成十分大的伤害，所以，还需要通过设备和工艺改造，将丙烯腈装置的安全性加以提升，消除对人身安全的影响。本文就对通过设备及工艺改造提高丙烯腈装置安全性风险评价进行分析，供参考。
        关键词：设备及工艺改造、丙烯腈装置、安全性、风险评价
        引言：丙烯腈装置主要用来生产丙烯腈，融合了丙烯、氨氧化方法进行生产，在运行的时候。反应原料一般都是液态丙烯和液态氨两种，均属于易燃易爆类物质，所以整个生产过程都伴随着极大的安全风险。其中，丙烯腈装置是高毒性物质，其空气当中的容许浓度每立方为两毫克。乙腈属于中等毒害物质，氢腈酸属于剧毒物质，容许浓度含量每立方为0.3毫克。所以，从整体上来讲，丙烯腈装置有着剧毒、易燃易爆等风险，还需提供设备和工艺改造来降低风险影响率。
        1.对设备及工艺的危害识别
        1.1因素识别
        丙烯腈装置在经过多年的运行后，会出现管线老化腐蚀情况，在平时的运行中还会出现跑、滴、冒以及漏等故障，特别是到了冬天，管线还会带着蒸汽伴热，当介质温度升高以后管线设备随之老化。如果易燃易爆物质泄漏，就可能引发火灾、中毒事故。在对丙烯腈装置进行研究的过程中，研究人员使用了LEC方法和FMEA方法识别出了危险因素。研究人员按照反应物料和产物、副产物性质、有害有毒物质分布情况、易燃易爆物质分布情况以及常规工作的危险性等进行了评价。[1]
        1.2反应原料和产物的性质
        通过研究发现，丙烯腈装置中的丙烯易燃易爆极限在20%至11.1%之间，有毒性等级为低级，空气当中的容许浓度最大值为4000ppm；丙烯腈装置中的液态氨易燃易爆极限在15.7%至27.4%之间，有毒性等级为低级，空气当中的容许浓度最大值为每立方30毫克；丙烯腈装置中的丙烯腈易燃易爆极限在3.1%至17.0%之间，有毒性等级为高级，空气当中的容许浓度最大值为每立方2毫克；丙烯腈装置中的乙腈易燃易爆极限在4.4%至16.0%之间，有毒性等级为中级，空气当中的容许浓度最大值为每立方3毫克；丙烯腈装置中的氢腈酸易燃易爆极限在6.0%至41.0%之间，有毒性等级为剧毒，空气当中的容许浓度最大值为每立方0.3毫克。[2]如表1所示。
        表1 丙烯腈装置中反应原料和产物的性质

        1.3物质的具体分布情况
        丙烯腈装置当中的丙烯和液态氨都分布在原料区域反应器区域当中，其主要接触到了三个丙烯球罐和四个液态氨球罐，以及四个蒸发器和反应器装置，这些设备都安装在易燃易爆区域内。[3]当原料从回收塔抽出后再使用回收精制部分转移到乙腈塔里面，整个过程会接触到乙腈塔、成品塔、管道、换热器以及机泵等设备，最终进入半成品区域和成品区域，而整个过程都存在中等级的毒性物质。其中，半成品区域有三个350立方米的储罐，成品区域有三个3000立方米的储罐，无人泵房主要是存放的氢腈酸，而氢腈酸拥有剧毒特征，所以，无人泵房属于重点危害区域。从以上分析可以看出，在整个丙烯腈装置中都属于易燃易爆区域，无论是回收系统还是精制系统都存在有毒特征，所以，在平时的生产过程当中，应当加强防火、防爆、防中毒手段，确保生产的安全性。
        1.4正常工作时的危险性分析
        丙烯腈装置在正常工作的时候，危险性比较多的情况主要发生在火灾、爆炸和中毒三方面。比如，工作人员在开阀门或关阀门的时候，有没有使用防爆扳手，在剧毒区域工作时，工作人员有没有穿戴好防护服或有无戴好防毒面罩，并携带报警器等，这些都是丙烯腈装置在正常工作时容易出现的问题，也是风险来源的主要原因。
        2.丙烯腈装置安全性风险评价
        2.1丙烯腈装置结构风险
        根据丙烯腈装置发生爆炸、中毒和火灾的情况来看，可以将危险可以将安全性风险区域分成五个部分，即回收精制平台、原料和反应物质系统、成品单元、回收精制泵房以及回收精制塔单元。各个部分存在的故障和评价方法都是不一样的，需要根据对应的部分选择适合的评价方法。[4]其中，反应系统中的反应器进料子系统和丙烯球罐区域和液态氨球罐区域出现最多的风险就是火灾，这主要是因为法兰垫片老化腐蚀导致的；回收系统乙腈塔子系统中的乙腈塔最常见的风险就是乙腈泄露，是由于液面计的垫片老化腐蚀引起的，或根部短接腐蚀引发；精制系统脱氰酸子系统中的脱氢塔最常见的风险就是氢氰酸泄露引发中毒事故或火灾丙烯腈泄露，是因为垫片老化或腐蚀引起的；氢氰酸系统出现泄漏引发中毒事故，是以你为管线腐蚀较为严重导致的；P-132系统出现氢氰酸泄漏导致中毒和着火，是因为排PS线没有清洗干净导致的，使得原料物质残存在管道内引发的。
        2.2评价结果分析
        在对五个部分进行安全性风险评价的时候，主要应用了LEC方法和FMEA方法这两种方法。通过具体的分析可以看出，当设备出现老化或腐蚀现象时会影响到丙烯腈装置的安全性，并且，当生产工艺存在不合理现象时，也会给威胁因素的形成缔造契机，所以，企业需要加强设备和工艺的改造，将丙烯腈装置的安全性提升上去，这是亟待解决的问题。[5]企业应当尽快成立一支专门的研究小组，针对丙烯腈装置存在的各种危险性问题进行合理的优化，加强设备和工艺的改造，从而将其危险性因素加以控制。
        结束语：本文主要研究了通过设备与工艺改造提高丙烯腈装置安全性，在分析时，采用LEC方法和FMEA方法深入，将丙烯腈装置分成回收精制平台、原料和反应物质系统、成品单元、回收精制泵房以及回收精制塔单元五个部分。丙烯腈装置在正常工作的时候，危险性比较多的情况主要发生在火灾、爆炸和中毒三方面，只有加强风险防范，通过改造设备和工艺来降低风险率，增强安全性。
        参考文献：
        [1]金玉辉.丙烯腈装置吸收塔联锁控制策略浅析[J].石油化工自动化，2017，53（02）：63-65.
        [2]陈文飞，陈虎.RBI风险评估技术在苯乙烯丙烯腈装置压力管道上的应用[J].石油化工设备，2015，44（06）：71-74.
        [3]孙颖楠.丙烯腈装置风险识别与安全操作管理系统建立[D].中国石油大学（华东），2013.
        [4]张启波，王清.基于环境参数监测评估的丙烯腈装置安全预警技术研究[J].安全与环境学报，2012，12（02）：177-181.
        [5]宋文娟.丙烯腈装置应急控制技术研究与应用[D].中国石油大学，2009.