环氧乙烷储罐工艺控制及安全设计

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1、环氧乙烷储罐工艺控制及安全设计摘要：简述环氧乙烷的危险特性，主要介绍环氧乙烷储罐在工艺控制和设计中采取的安全措施，提出环氧乙烷储罐操作中应该注意的主要问题。关键词：环氧乙烷储罐；工艺；安全设计中图分类号：C35文献标识码：A引言环氧乙烷是一种易燃、易爆和易发生聚合反应的化学物质。主要用于制造乙二醇、表面活性剂、洗涤剂、增塑剂以及树脂等。环氧乙烷闪点＜—17.8°C(开杯)，沸点10.4°C,在1个大气压条件下爆炸极限为3%〜100%(V),危险程度为甲A类。环氧乙烷是一种强麻醉剂，能引起急性中毒及慢性中毒，

2、属于高度危害化学介质。因此对环氧乙烷的储存和运输要求非常严格。本文主要介绍环氧乙烷储罐的工艺控制及安全设计。1工艺简述生产环氧乙烷与乙二醇是采用以乙烯为原料，用纯氧进行氧化的工艺路线。简要工艺流程是将乙烯、纯氧、致稳甲烷以一定的比例与循环气混合送入氧化反应器，在银催化剂作用下进行氧化反应，生成环氧乙烷。反应温度200-290",反应压力2MPa。反应生成的环氧乙烷气体用水吸收其中的环氧乙烷，再经解析、精馅，得到纯净的环氧乙烷。将纯净的环氧乙烷与水按一定比例送入乙二醇反应器，反应生成乙二醇。再经蒸发、脱水、精

3、馆得到产品乙二醇。该装置的物料乙烯和环氧乙烷都是易燃、易爆物质，且有毒；乙二醇可燃,有轻毒。2重点部位2.1氧化反应器乙烯与纯氧的氧化反应在氧化反应器中进行，反应产物是环氧乙烷。由于乙烯、环氧乙烷都是易燃易爆物质，且又有氧存在，因此如果控制不好，就可能发生爆炸事故。2.2环氧乙烷泵环氧乙烷的分解爆炸温度571°C,如果达到此温度无需进空气就会发生爆炸。由于环氧乙烷易气化，如果对环氧乙烷泵操作不当，会产生气蚀造成空转，使泵内温度升高，容易达到环氧乙烷的分解爆炸温度；如环氧乙烷泵的叶轮安装不正,会发生擦壁,也能

4、使温度升高达到分解爆炸温度。为防止环氧乙烷泵的温度升高，设有防止泵憋压的联锁控制和轴承温升联锁控制。该泵设有水喷淋保护。2.3环氧惭烷贮罐环氧乙烷在有酸、碱、醛的环境下易发生聚合反应，能放出大量的热；与水反应也能放出大量的热。由于这些反应放出的大量热，会导致环氧乙烷的分解操作，因此环氧乙烷的贮罐中绝不能有酸、碱、醛、水等物质。为保证环氧乙烷贮罐的安全，用冷冻盐水保持5*左右的低温，而且用0.2MPa的氮气进行氮封，以使气相组成过离爆炸极限。环氧乙烷贮罐设有水喷淋保护。3工艺控制设计3.1设计条件(1)环氧乙

5、烷蒸气能与空气形成范围较广的爆炸性混合物，因此储罐需要氮气密封，且氮封中的氧含量不得大于0.5%o(2)环氧乙烷温度高于40"开始聚合,因此储罐操作温度范围为：一10〜2CTC,设计压力根据氮封系统压力确定。(3)储罐的充装系数不大于0.79kg/l,确定储罐的容积与数量时，应当综合考虑生产要求、供应能力以及满足最大储存量与防火安全距离的要求，并且考虑当事故发生时，事故储罐内的物料能够导入其他储罐内，以便减少事故危险和物料的损失。(4)为了确保环氧乙烷的低温储存，采用罐内设换热管的制冷方式，同时对罐内介质进

6、行循环。(5)罐体保冷材料采用发泡玻璃，厚度根据保冷要求确定。(6)储罐上设置水冷却喷淋装置，保证有充足的水源提供。(3)环氧乙烷接触碱金属、氢氧化物或高活性催化剂如铁、锡和铝的氧化物可大量放热，并可能发生爆炸。为避免环氧乙烷的聚合和污染，罐体材料优先采用不锈钢或不锈钢复合板，密封垫片采用聚四氟乙烯材料，禁止使用石棉、橡胶等材料。3.2压力控制由于环氧乙烷沸点较低，常温下饱和蒸气压力较高（在20°C时，环氧乙烷饱和蒸气压为145.91kPa）,工艺上采用低温压力加上氮封储存。为了减少环氧乙烷蒸汽的挥发和排放

7、对环境造成的污染，环氧乙烷储罐设有氮气的加压保护，通过分程控制系统，使环氧乙烷储罐内的氮封压力维持在正常操作值范围内。当储罐内的压力过低时，调节阀PCV-A自动打开向罐内补氮；当罐内的压力过高时，调节阀PCV-B自动打开，少部分含有环氧乙烷的氮气通过压力控制阀排放到废气处理设施进行处理。3.3配套泵的设计环氧乙烷储罐输送泵一般采用罐内介质循环和向生产车间供料共用同一输送泵的工艺。罐内介质循环的好处是防止环氧乙烷聚合物阻塞泵出、入口等管路。泵出口设置限流孔板，保证备用泵内的液体循环流动。由于环氧乙烷易气化，如

8、环氧乙烷泵操作不当，会产生气蚀造成空转，使泵内温度升高，容易达到环氧乙烷的分解爆炸温度;如环氧乙烷泵的叶轮安装不正，会发生擦壁，也可能使温度升高至分解爆炸温度。为防止环氧乙烷泵的温度升高，设置防止泵憋压的联锁控制和轴承温升联锁控制，且环氧乙烷泵需要设置水喷淋保护。3.4主要工艺控制主要工艺控制简图见图lo图一此流程图仅为工艺控制简图，没有包括倒罐及备用泵系统。4安全设计4.1安全泄放系统(1)环氧乙烷是极危险的物