化工行業精對苯二甲酸裝置中氧化反應器危險性分析及評價

【摘 要】 本文論述了化工行業精對苯二甲酸裝置中氧化反應器產生事故的原因，并采用預先危險分析方法進行定性分析，列出危險等級，提出預防措施。

【關鍵詞】 精對苯二甲酸裝置 氧化反應器 預先危險性分析 預防措施

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2016.05.012

國內精對苯二甲酸（PTA）裝置（主要是恒力石化大連有限公司單套年產120萬噸、中國石化儀征化纖股份有限公司單套年產95萬噸）均采用了英威達工藝技術。以對二甲苯為原料，醋酸為溶劑，經液相空氣催化氧化生成粗對苯二甲酸（CTA），CTA經加氫、精制生成精對苯二甲酸（PTA）。工藝系統主要包括：氧化反應器冷凝器系統、高壓尾氣吸收系統、加氫反應器進料預熱器系統、產品輸送系統，其中氧化反應器冷凝器系統危險性最高，存在火災、爆炸危險。

1 氧化反應工藝

以對二甲苯（PX）為原料，以醋酸為溶劑，在催化劑（CMB鈷錳溴復合催化劑）的作用下，在一定壓力和溫度條件下，進入氧化反應器，空氣經空氣壓縮機加壓后送至反應器與對二甲苯（PX）進行氧化反應，生成粗對苯二甲酸。反應方程式如下：

kcal/g·mol

2 氧化反應器危險性分析

氧化反應系統包括氧化反應器、結晶器、冷凝器、漿料罐、母液循環罐和醋酸精餾塔等工藝設備，其中氧化反應器為主要且最危險設備。氧化反應中的對二甲苯、醋酸、氫溴酸、鈷錳催化劑、循環母液等與大量的空氣混合，在高溫、高壓的條件下進行劇烈氧化反應。反應器內溫度為180℃～220℃，壓力達到1.5MPa～1.8MPa。

氧化反應是國家安全監管總局《首批重點監管的危險化工工藝目錄》（安監總管三[2009]116號）中危險化工工藝。如果反應器對二甲苯進料突然中斷，將導致富氧氣體在幾秒鐘內穿過氧化反應器氣相空間和反應器上部系統，很容易引起反應器內的空氣與醋酸蒸汽的高溫混合氣體發生爆炸，造成人員傷亡和財產損失。

3 定量、定性評價

對氧化反應器危險因素采用預先危險性分析的方法進行定量、定性分析，分析結果見表1。

4 預防措施

（1）將氧化反應器內溫度和壓力與反應物的配比和流量、氧化反應器夾套冷卻水進水閥、緊急冷卻系統形成聯鎖控制系統。

（2）在氧化反應器處設置緊急停車系統，當氧化反應器內溫度超標或攪拌系統發生故障時，自動停止加料并緊急停車。

（3）設有高高液位、低低液位報警及聯鎖反應器停車控制系統。

（4）配備安全閥、爆破片等安全泄壓保護設施。

（5）壓縮空氣管線設置雙單向閥。

作者簡介

曾鵬，畢業于遼寧石油化工大學化學工程與工藝專業，注冊安全工程師，主要從事安全管理工作。

夏術軍，畢業于哈爾濱工業大學熱能動力工程專業，主要從事安全評價工作。