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精细化工一釜多用风险分析及防控

发布时间:

2024-01-18 09:43

精细化工行业由于是批量式生产,通常设计是一釜多用,也就是一个釜可能用于物料配制、反应、淬灭、萃取、蒸馏或浓缩、结晶等单元操作,对操作步骤的执行顺序和执行时间长短有严格要求,如果缺乏有效管控,可能会导致重大安全生产事故。

 

常见釜式反应器

 

搅拌式釜:承载的单元功能有配制、反应、蒸馏、分层、结晶等,如果辅助一些中转容器,可以强大到在一个釜内把所有的单元操作完成得到产品。

 

 
 

一釜多用:风险点

 

①主要是反应工艺或反应条件不同,而配套的加热或冷却条件、反应釜承压能力、真空条件、搅拌条件、反应釜材质不兼容而导致的潜在超温超压,轻微的导致喷料泄漏,严重的,可能导致爆炸。

②一釜多用时,反应釜配套安装的各类管线、阀门、安全联锁等相对复杂,增加员工操作失误的概率。

③同一产品不同操作单元共用一个釜。如溶解、反应、淬灭、分层、浓缩等单元操作在同一个釜内进行,由于不同操作阶段存在提前操作或遗漏操作的情况,可能导致前一反应未进行,后一物料进入后不兼容造成安全风险。

④不同产品切换时共用同一个釜。如产品一的生产中该釜的功能是氯化反应,而产品二的生产中该釜的功能是取代反应、叠氮化反应等,由于化学品物性的不同,可能存在前一个产品残留导致诱发后一个产品的剧烈反应,造成安全风险。

⑤同一个釜设计条件为反应热失控等级严重度3级进行的设计考虑,而不同产品引入的反应热失控等级大于3级,共用该釜时,可能存在安全措施达不到工艺安全要求,造成安全风险。

⑥不同产品或同一产品的一釜多用时,因操作失误,在物料转移时,可能因开错阀门或接错管道导致错误物料引入,造成安全风险。

⑦不同产品或同一产品不同步骤共用一个釜时,可能存在因物料性质不同,造成化学品与设备材质不兼容,可能存在设备腐蚀、管道腐蚀、静电积聚等,造成物料泄漏、内爆的风险。

⑧因产能过于饱和,生产计划安排过于紧凑,可能存在危险工艺的反应被错误安排在低安全等级设计的反应釜上,造成因安全措施的不足,导致热失控发生闪爆事件。

⑨不同品种共用一个反应釜时,因品种切换时,反应釜与反应釜之间的切换距离太远,采用临时软管连接中转物料或采用移动吨桶中转物料等方式,在中转过程中,可能存在物料泄漏风险。同时现场软管私搭乱放,现场凌乱导致绊倒、堵塞通道等造成安全隐患。

⑩非18类危险工艺的单元反应可能由于反应热数据的缺失,该产品的反应被安排在低安全等级的反应釜上,造成因安全措施的不足,如移热能力不足、无DCS控制等,导致热失控发生闪爆事件。

 

 
 

一釜多用:风险防控

 

①新的项目设计,可以考虑按照功能区分,反应类的操作与后处理操作按区域划分,在设计初期可根据平面图充分考虑布局。

②同一车间或厂房内,考虑完成所有预产产品,不同反应单元所有物料的兼容性评估。

③同一车间或厂房内,考虑完成所有预产产品,不同反应单元所有物料与设备材质的兼容性评估。

④涉及化学反应的釜或罐的设计可以按照至少反应热失控等级3级所需工程能力,火灾工况(以二氯甲烷计算)两相流的泄放能力考虑比较适用的设计,如工艺使用高能化合物或存在高能化学反应时,需重新能量衡算经评估后,考虑:

· 降低产能;

· 间歇工艺改为半间歇工艺,衡算最小加料时间;

· 经HAZOP分析后,重新变更设备;

· 微通道反应器。

⑤产生气体的反应或使用气体的反应,完成尾气主管并管后的尾气风险评估和合适的尾气处理措施方案,如脱-BOC产生的异丁烯,氯化亚砜产生的二氧化硫,硼烷类气体等。

⑥同一车间或厂房内,不同品种转产时,编制转产方案(含风险识别、风险控制措施、清洗方案等),完成操作规程,人员培训。

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