環氧丙烷裝置危險物料有害特性及防護措施的研究與應用

隗小山

(湖南石油化工職業技術學院,湖南岳陽 414012)

環氧丙烷裝置危險物料有害特性及防護措施的研究與應用

隗小山

(湖南石油化工職業技術學院,湖南岳陽 414012)

環氧丙烷是一種用途廣泛的有機化合原料,本文概述了中國石化長嶺分公司通過雙氧水直接氧化法生產環氧丙烷,分析了其生產原材料可能存在的危害特性,并提出了有效的安全防護對策。

環氧丙烷 雙氧水法 易燃 措施

1 環氧丙烷概述

環氧丙烷(C3H50)又稱氧化丙烯，簡稱PO，是僅次于聚丙烯的第二大丙烯衍生物，是重要的基礎化工原料之一[1]。環氧丙烷主要用于生產聚醚多元醇、丙二醇、異丙醇胺、二異丙醇胺、丙烯醇、非聚醚多元醇等，其中聚醚多元醇是生產聚氨酯泡沫、保溫材料、彈性體、膠粘劑和涂料等的重要原料，各類非離子型表面活性劑在石油、化工、農藥、紡織、日化等行業得到廣泛應用[2]。全世界每年需要8.0×106噸的環氧丙烷。

2 生產工藝和主要裝置組成

2.1 生產工藝

中國石化長嶺分公司10萬噸/年雙氧水法生產環氧丙烷裝置采用石油化工科學研究院開發的HTS-1催化劑催化轉化丙烯與雙氧水制備環氧丙烷技術，是該技術的第一套工業裝置，也是目前國內第一套采用自主知識產權建設的雙氧水法生產環氧丙烷的工業裝置。該裝置由石科院提供成套技術工藝包，中石化上海工程有限公司負責工程設計，中石化長嶺分公司負責工程施工。

2.2 裝置構成

中國石化長嶺分公司通過采用雙氧水法，每年生產10萬噸環氧丙烷，總共生產時間約為8000小時。生產所用裝置的擁有60%-110%的彈性操作范圍。裝置包括環氧化反應系統、環氧丙烷精制系統、丙烯回收系統、甲醇精制系統、排放氣處理系統和催化劑復活系統。其中，環氧化反應系統和環氧丙烷精制系統是裝置的核心部分，主要包括反應器、丙烯分離塔、環氧丙烷萃取精餾塔等設備。裝置的主要原材料有雙氧水、丙烯、甲醇、助劑、氨水、肼水、氫氧化鈉及催化劑，產品為環氧丙烷(表1)。

3 主要原料特性

3.1 雙氧水的特性

(1)危險特性;雙氧水在高溫下或同有機物相遇情況下，很容易發生化學反應，釋放出氧氣。遇到有機物，如鉻酸、或金屬粉末等常常伴隨劇烈化學反應的發生，甚至發生恐怖的爆炸。遇到過高的熱度也會發生急劇分解，導致容器不耐高溫反應爆破。(2)健康危害;雙氧水通過化學反應產生大量水蒸氣，強烈刺激人的呼吸道系統和灼傷人的眼睛，導致視力模糊，甚者失明。眼眼如果沾上雙氧水后果極其嚴重，可能導致眼睛失明。誤食雙氧水會導致中毒現象的發生，主要表現為頭暈耳鳴、心口痛、呼吸困難、嘔吐腹痛，體溫升高、結膜和皮膚出血。

3.2 丙烯的特性

(1)危險特性;丙烯是一種很容易燃燒的氣體，在有火光的地方容易發生爆炸。(2)健康危害;人如果吸入濃度為15%的丙烯，在短短30分鐘后，可能會導致喪失自己的意識。但當丙烯的濃渡為24%時，人喪失意識需3分鐘;當丙烯的濃渡為35%-40%時，人喪失意識僅20秒鐘;當丙烯的濃渡達到40%以上時，人喪失意識僅需6秒鐘，并引起嚴重嘔吐。

表1 環氧丙烷的參數指標

3.3 甲醇的特性

(1)危險特性;甲醇蒸氣是一種容易燃燒的氣體，與周圍空氣混合容易發生危險。碰到火光容易發生劇烈的燃燒爆炸。裝置甲醇的玻璃容器在高溫高壓下容易發生破裂。(2)健康危害;長期呆在裝有甲醇的地方，能夠麻醉人的神經中樞;短時間大量吸入甲醇會出現輕度眼上呼吸道刺激癥狀，后期出現頭暈困乏、四肢無力眩暈、雙眼模糊、意識喪失甚至昏迷不醒。長期遭受甲醇的侵蝕，可能導致人的神經衰弱，記憶力減退，視力退化，皮膚出現脫脂、皮炎等現象。

3.4 氫氧化鈉的特性

(1)危險特性;遇酸容易反應，釋放熱量。固體氫氧化鈉在陰暗潮濕的環境下，容易腐蝕鋁、鋅和錫等金屬制品，并釋放出氫氣。(2)健康危害;氫氧化鈉具有強烈的刺激性，粉塵會刺激灼燒人的眼睛、鼻子和臉頰;誤食會灼傷消化系統，導致粘膜糜爛、腸道出血或休克的嚴重后果。

4 有效預防危害的措施

4.1 提高原料存儲安全

(1)按照原料特性分開存放，因多數原料為燃燒爆炸物，多應存儲于陰涼、通風處，遠離火種、熱源的庫房。庫溫不宜超過30℃;(2)采用絕緣型照明設備和機械設備;(3)配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備;(4)倉庫設有安全警告或者鎖門，防止非相關人員或危險人員進入。

4.2 加強設備安全管理

(1)定期維護火災報警系統和自動噴淋系統，保證正常運行;(2)防火間距、消防通道的布置必須符合規范要求，若要改動整個建筑結構的，需增加水幕保護等防火、隔火措施;(3)增強員工的安全覺悟，提高管理設備人員水平;(4)引進國外先進的科學技術和主流設備，進一步解決安全隱患。

4.3 規范員工操作管理

(1)加強對員工的入職培訓，非常熟悉生產過程;(2)要求工作人員全面保護自己，耐酸堿服、手套、竹炭口罩紛紛用上;(3)不要接近易燃、易爆物品和酸堿性溶液;(4)限制應急處理泄漏的員工人數，人多則亂，盡可能切斷泄漏源。

5 結語

生產環氧丙烷的主要原材料中，丙烯和甲醇容易燃燒，雙氧水和氫氧化鈉在特定環境下發生化學變化容易產生大量氣體，嚴重危害人類的身體健康，文章從原料存儲、設備管理、員工培訓等方面列出了具體防護措施，旨在降低環氧丙烷生產過程中的危險。

[1]李翠.基于循環經濟的環氧丙烷行業污染防治研究-以錦化化工集團環氧丙烷裝置為例[D].大連理工大學,2008.

[2]康靜娜.微孔-中孔復合分子篩TS-1的研究[D].天津大學,2007.

本文是湖南2014年度湖南省教育廳科學研究一般項目《中石化長嶺分公司10萬噸/年環氧丙烷裝置危險物料有害特性及防護措施的研究與應用》(項目編號：14C0739)的階段性研究成果。