苯酐生产装置火灾爆炸危险性分析

石军（济宁市化工设计院，山东济宁 272000）

苯酐生产装置火灾爆炸危险性分析

石军（济宁市化工设计院，山东济宁 272000）

苯酚又名邻苯二甲酸酐，主要用于制造增塑剂、苯二甲酸二丁酯、树脂和染料等化工产品。国内苯酐生产一般采用以邻二甲苯为原料、固定床气相催化氧化法技术，主要生产过程包括氧化反应、冷凝回收、尾气洗涤、粗品精制、结片包装等。

苯酐；生产装置；火灾爆炸；危险性；分析

邻二甲苯为第3.3类高闪点易燃液体，易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。在管道中流速过快时容易产生和积聚静电。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃；苯酐遇明火、高热可燃，并有一定的腐蚀性和刺激性。苯酐生产装置的火灾爆炸危险性主要存在于以下几个方面：

1 氧化反应过程

（1）氧化反应装置长周期在高温高压环境下连续运转，设备、管道、仪表等部位的焊缝及法兰连接处，会因物料的震动及设备本身的强度下降，突然出现管道和设备开裂；另外，物料调节阀也会因频繁的调节，而出现损坏，导致物料的异常泄漏，遇明火引发火灾爆炸事故。

（2）邻二甲苯在氧化反应器中与空气混合，形成的混合气体浓度在爆炸极限范围内，如果气流产生的静电不能得到及时释放，造成静电积聚产生火花，极易引发反应器内混合气体爆炸。

（3）氧化反应过程中会产生大量的热量，这些热量依靠熔盐吸收转移。如果熔盐循环量不足或者熔盐的调节系统出现故障，产生的热量不能及时带走，会造成反应器内温度过高，从而出现容器爆炸。

（4）熔盐的主要成分为硝酸钾和亚销酸钠，这两种物质为强氧化剂，如果反应器列管出现破裂，熔盐进入反应器内，会导致邻二甲苯与熔盐接触，两者会发生剧烈的燃烧现象，甚至引发爆炸事故。

（5）邻二甲苯与空气进入反应器的流量依靠拟设置的流量调节系统进行控制，如果控制系统失灵，导致进入的邻二甲苯过量，不能完全参与反应，会造成反应气体中含有邻二甲苯，并进入下一工序，如反应气体出现泄漏，遇明火，极易引发火灾。

（6）反应器内温度、压力等参数的控制系统如失灵，会导致反应失控，造成压力、温度超限，极易引发反应器爆炸。

（7）在反应装置的主要部位如气体预热器、汽化器、混合器、反应器上封头以及邻二甲苯的喷嘴等处会因气流的摩擦，产生静电，另外，设备与配件之间因连接松动摩擦也会产生静电，静电荷积累到一定程度，如导除不畅会产生火花，引发可燃气体火灾爆炸。

（8）原料气如果不纯净，夹杂铁屑等异物进入反应器，或者系统安装后和设备检修后，清洁工作不彻底，导致容器内存在焊渣等异物，异物撞击设备内壁产生火花，会引发混合性气体火灾。

（9）邻二甲苯为易燃液体，在输送过程中，如果管道系统法兰开裂或者打料泵抽空，烧坏机械密封，或选用密封性能不良的轴封闭装置和密封材料，会引起介质泄漏，如遇明火等易造成火灾甚至爆炸事故。

2 苯酐气体冷却过程

（1）高温苯酐气体进入气体冷却器中，对水释放热量，产生高温高压的蒸汽，高压蒸汽包属于压力容器，而其管道为压力管道。

（2）高压汽包和压力管道在运行过程中，如因控制不当，出现超压超温现象，如未安装使用安全阀等安全泄压装置、或泄压装置失效，有可能造成压力容器爆炸事故。

（3）装置使用的高温设备和管道如：氧化反应器、气体冷却器、高温蒸汽包及蒸汽管道，最高温度能达到约400℃，形成了高温热源。

（4）热器列管如出现渗漏，导致苯酐与水反应生成酞酸，酞酸具有腐蚀性，会与金属设备生成酞铁盐等自燃物，苯酐气体冷却器的操作温度高于酞酸盐自燃温度，因此有可能出现酞酸盐自燃现象，从而引发系统火灾爆炸事故。

（5）冷却水如果水处理指标未达到要求，导致水质呈酸性对列管产生腐蚀，会造成列管泄漏，有可能造成高压蒸汽窜入系统，造成容器爆裂。

3 苯酐冷凝回收过程

（1）如前工序氧化反应中邻二甲苯加入过量，未反应气体会进入冷凝回收系统，导致冷凝器内部存在可燃性混合气体，有可能因静电放电火花，而导致出现火灾爆炸事故。

（2）苯酐冷凝回收装置中使用导热油冷却实现苯酐气体的凝华，因导热油具有可燃性，如冷凝器在运行过程中阀门、管道、法兰、焊缝等处出现异常泄漏，遇到明火和高热，有可能发生火灾事故。

（3）导热油在使用过程中由于加热系统的局部过热，易发生热裂解反应，生成易挥发及较低闪点的低聚物，低聚物间发生聚合反应生成不熔不溶的高聚物，阻碍油品的流动，会造成管道局部过热变形炸裂的可能。

4 苯酐粗品精制过程

（1）粗苯酐精馏过程中一般采用减压连续蒸馏，如果在蒸馏过程中出现违章作业或者设备出现漏点，会造成大量空气吸入塔内，造成内压力升高，从而造成物料沸点升高，有可能因塔内升温升压，发生蒸馏塔火灾爆炸事故。

（2）苯酐为酸性腐蚀品，在蒸馏过程中，易造成蒸馏塔等设备及管道的腐蚀穿孔、壁厚减薄、结焦加速等现象，易造成设备失去承载力，导致设备发生泄漏事故，引发火灾爆炸。

（3）蒸馏釜底部的重组分存在高沸点、高粘度、易分解的成分，容易在高温下发生结焦或自燃现象，导致塔内出现火灾事故。

5 苯酐结片包装过程

苯酐粉尘是可燃性粉尘，当其与空气混合达到一定浓度时，会具有爆炸性。当厂房内无通风除尘装置或者未开启时，有可能因苯酐粉尘弥漫，形成爆炸性粉尘云，如遇电器火花、机械火花、违章动火作业等明火，有可能引发苯酐粉尘爆炸。

［1］鲁保旺，王林，甘合玲，黄振旭.邻法苯酐生产氧化过程的控制［J］.河南化工.1999（04）.

［2］宋凯生，王学彬.苯酐气体冷却器（W—104）失效原因分析及改进［J］.齐鲁石油化工.1998（02）.