年产1 000吨类胡萝卜素生产中间体偕二膦酸酯风险程度的分析

黄 涛，班风俊

（1.池州市弘泰安全技术事务有限责任公司，安徽 池州 247000；2.安徽智新生化有限公司，安徽 池州 247000）

偕二膦酸酯（A1）为年产1 000吨类胡萝卜素项目的中间体，某化工企业原生产偕二膦酸酯的生产线（工序）位于105车间，该车间内还布置有中间体A4、A5的生产工序。为改善安全生产条件，改变105车间原有拥挤的设备布局，公司拟将偕二膦酸酯（A1）工序移至103车间。本工序生产过程原辅材料有石油醚、乙醇钠、二氯甲烷、亚磷酸二乙酯、氮气等，其中石油醚、乙醇钠、二氯甲烷、氮气等属于危险化学品[1]。该项目属于危险化学品安全生产许可范畴，为此，有必要对其预估风险程度进行有效分析。

1 偕二膦酸酯（A1）部分生产工艺

1）主反应釜（R-602）定量加入溶剂石油醚，搅拌下将严格称量的乙醇钠（固体）加入，充分溶解。

2）原料桶装亚磷酸二乙酯用真空吸入高位槽（V-603），吸入量严格计量。高位槽滴加亚磷酸二乙酯进入主反应釜R-602，与溶解在石油醚溶剂中的乙醇钠形成亚磷酸二乙酯的钠盐（以下简称钠盐）；反应温度为5℃～25℃，压力为常压。

3）将主反应釜产物转移至反应釜（R-603），继续定量滴加回收的副产物（单取代物），在5℃～25℃，微正压条件下反应7 h～10 h，反应热量用夹套冷冻水与釜上冷凝器（E-603）冷凝回流取走。反应结束，用氮气将物料转移至后面3台保温反应釜。

4）R-608萃取反应完成后，物料转移至循蒸槽V-609，用循蒸泵循环通过降膜蒸发器D-601加热蒸出萃取的二氯甲烷，加热热源为80℃热水，二氯甲烷用冷冻盐水二级冷凝回收套用，粗品送初馏系统。初馏系统是将少量残留溶剂、副产单取代物、产品等馏分间歇蒸馏分开。用循蒸泵将粗品送入降膜蒸发器D-602用导热油加热，部分蒸发，进入初馏塔T-601，在高真空条件下，采用分步升温蒸馏（塔底温度50℃～175℃），收集不同馏程的产物，第一段溶剂返回溶剂回收，第二段单取代物返回反应系统，第三段为含有少量重组分的产品，返回下批初馏系统，初馏系统循蒸槽余下重组分转入精馏系统循蒸槽。

5）热水系统共有3个温度等级，分别为40℃、50℃、80℃，分别供保温反应、主反应釜加热、萃取蒸馏釜加热与二氯甲烷回收循环加热用。循环热水在热水槽用蒸汽加热调温，设置温度自控调节，保证热水温度恒定，有利于安全。真空系统共有5套，分别用在保温反应（单级）、二氯甲烷蒸馏回收（单级）、主反应釜脱石油醚（多级）、初馏系统（多级）、精流系统（多级），为防止溶剂损失，真空尾气设置冷冻盐水回收溶剂的冷凝器。导热油加热装置有两套，分别供初馏系统、精馏系统，导热油供热采用电加热，设置温度自控调节回路[2-3]。

2 主要设备的布局

本工序设置在103车间，103车间东临香江大道、南面为已建的102车间、西面为配电房、北面为预留用地。103生产车间与上下游生产装置的关系具体布置如图1所示。

3 风险程度分析

3.1 具有爆炸性、可燃性、毒性、腐蚀性的化学品泄漏可能性

本生产工艺系统作业场所具有火灾爆炸性、腐蚀性的化学品，储存于仓库或罐区中，在未受到自然灾害（如地震等）、撞击等非正常情况下，发生泄漏的可能性较小。若阀门渗漏、管道破裂等可能引起泄漏。生产系统在加料过程中，由于需敞开操作，可能出现跑、冒、滴、漏现象，若违反操作规程，可导致这些化学物质的泄漏[4-5]。

3.2 具有爆炸性、可燃性的化学品泄漏后具备造成火灾、爆炸事故的条件和需要的时间

本项目中，因原料及产品为易燃易爆品，造成火灾条件是物品泄漏且遇点火源，不受时间限制，只要泄漏物遇点火源即可燃烧爆炸。具有爆炸性、可燃性的化学品泄漏后具备造成火灾、爆炸事故需要的时间，是根据所使用的危险化学品的爆炸极限以及泄漏量的大小和区域有无点火源而定，当危险化学品泄漏后与空气混合达到其爆炸极限，在爆炸、火灾的其他触发条件满足的情况下，均可能发生爆炸火灾事故[6]。

本生产线涉及具有火灾爆炸的物质有石油醚、二氯甲烷等，其中石油醚闪点较低。当其泄漏后挥发形成蒸汽，积聚达到爆炸极限，未及时处理将有可能出现火灾爆炸事故。本次评价以石油醚（闪点<-20℃、爆炸极限1.1%～8.7%）为例进行分析，计算石油醚泄漏后造成火灾爆炸事故需要的时间。

石油醚的爆炸下限为1.1%，设质量蒸发体积为100 m3，蒸发气体浓度到爆炸下限的时间为t。

其中，t—蒸发气体浓度达到爆炸下限的时间，s；

ρ—空气密度，kg/m3，取2.5；

Q—质量蒸发速度，kg/s，取0.1；

V—蒸发体积，m3，取100。代入（1）式，计算t=27.5 s。

经以上计算可知，石油醚泄漏后，在液面上方100 m3的空间范围内，约需27.5 s石油醚蒸汽可达到其爆炸下限。此时，在该空间内与电火花、静电、明火、雷击等接触即可发生爆炸。

3.3 具有毒性的化学品泄漏后扩散速率及达到人的接触最高限值的时间

本工序（偕二膦酸酯生产工序）涉及毒性化学品为二氯甲烷（第6.1类毒害品），二氯甲烷以液态存在，其沸点高于环境温度，泄漏后形成液池，从液池中蒸发主要为质量蒸发，蒸发速度缓慢，且因常压泄漏无相应的扩散能计算模型，故无法计算其扩散速率及达到人的接触最高限值的时间。

3.4 出现爆炸、火灾、中毒事故造成人员伤亡的范围

本次评价以石油醚泄漏为例，计算石油醚泄漏造成火灾爆炸事故的范围，计算结果如表1所示。

表1 石油醚造成事故的伤害范围估算表

4 结语

建设年产1 000吨类胡萝卜素中间体偕二膦酸酯（A1）的项目，生产过程原料种类复杂，其中多种原料属于危险化学品。中间原料和生产过程中的副产品在精心操作后泄漏的可能性很小；泄漏后扩散而形成蒸气云的可能性极小，发生可燃气体混合物爆炸的可能性也就极小；石油醚泄漏后，在液面上方100 m3的空间范围内，约需27.5 s石油醚蒸汽可达到其爆炸下限；石油醚泄漏造成的火灾爆炸事故导致的死亡半径为13.72 m以内。