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山东危险化工工艺安全控制通用设计山东安监局
蒸馏系统安全控制指导意见
为有效防范涉及易燃、易爆和有毒有害物料的蒸馏过程事故的发生,指导全省化工、医药企业蒸馏操作安全控制系统的改造和安全操作规程的修订工作,提升蒸馏操作的本质安全水平,并为有关设计单位相应的安全控制系统设计提供参考,依据国务院安委会办公室《关于进一步加强危险化学品安全生产工作的指导意见》(安委办[2008]26号)、省政府办公厅《关于进一步加强危险化学品安全生产工作的意见》(鲁政办发[2008]68号)和有关法规、标准的规定,制订本意见。
1.概述
1.1工艺简介
蒸馏是指利用液体混合物中各组分挥发性能的不同,通过部分气化或部分冷凝,来达到组分相对分离的一类化工单元操作。蒸馏操作广泛应用于化工、医药等行业,如:石油炼制的常减压蒸馏,基本有机化工产品的提纯,精细化工产品的精制,化学制药过程的溶剂回收,空气分离等。
1.2分类
1.2.1按组分,可分为双组分和多组分蒸馏。
1.2.2按操作压力,可分为常压蒸馏,减压蒸馏(用于常压下沸点较高、难挥发或高温下蒸馏能引起分解、爆炸、聚合等的热敏性物质的混合物,减压可以降低物料的沸点,借以降低蒸馏温度,增加安全性,如硝基甲苯在高温下分解爆炸、苯乙烯在高温下易聚合;还可用于剧毒物料蒸馏,防止泄漏到空气中),加压蒸馏(用于常压下为气体的物系)。
1.2.3按生产连续性,可分为连续蒸馏和间歇蒸馏。
1.2.4按操作方式,可分为无回流、有回流蒸馏;其中,无回流的又分为简单蒸馏和平衡蒸馏,有回流的蒸馏称为精馏;精馏又可分为一般精馏和恒沸精馏、萃取精馏、水蒸汽精馏等。
1.3装置组成
一套完整的蒸馏系统一般由蒸馏塔、再沸器、冷凝冷却器、回流罐、物料泵、产品储罐等部分组成,也可能是其中两个或几个部分的组合。简单蒸馏系统通常是由蒸馏釜及其加热装置、冷凝冷却器及受液槽组成。釜式蒸馏的加热装置有釜外夹套式,釜内盘管式,有些物料还采用釜外直接火加热式或电热式。
2.危险性分析
蒸馏的物料,绝大多数易燃、易爆、有毒或有腐蚀性;蒸馏过程中,还涉及系统(设备)内压力的变化。因此,蒸馏系统的主要危险性有:火灾、爆炸、中毒、窒息、灼烫等。
2.1危险物料可能引发的事故
2.1.1爆炸危险性杂质在塔内某一位置富集积聚可能引起爆炸,如硝基物中的多硝基物、液氧中的烃类、能引起环氧乙烷聚合的催化剂等。
2.1.2蒸馏过程中,体系内始终呈现气液共存状态,若易燃、易爆的物料外泄或吸入空气,可形成爆炸性气体混合物。特别是高温下蒸馏自燃点低的物料时,一旦高温物料泄漏出来,遇空气即能发生自燃导致火灾事故。
2.1.3蒸馏釜底的残留物,特别是间歇蒸馏过程的残留物,如果是高沸点、高粘度、高温下容易分解或发生聚合反应的成分复杂的混合物,极易在高温下发生热分解、自聚或积热自燃。当残留物中含有热敏性、燃烧爆炸性的物质时,则火灾爆炸危险性更大。
2.1.4蒸馏易燃液体,特别是不易导电的液体时,物料在管道内高速流动,蒸馏釜内液体激烈搅拌、摩擦、喷溅,均可能产生静电且易积聚,存在静电放电引起火灾的可能性。
2.1.5高温下操作的蒸馏设备内,如进入冷水或其他低沸点物质,瞬间会引起大量气化造成设备内压力骤升,导致容器爆炸事故。
2.1.6蒸馏凝固点较高的物质,设备的出口管道被凝结、堵塞,会造成设备内压力升高,发生容器爆炸。
2.1.7蒸馏有毒或腐蚀性物料时,发生设备泄漏则容易引发中毒或化学灼伤事故。
2.1.8蒸馏过程中一旦存在高、低温物料,防护不当则造成烫伤或冻伤。
2.2违反操作规程可能引发的事故
2.2.1连续蒸馏
连续蒸馏一般操作比较复杂,辅助设备多,蒸馏过程某一控制指标或某一操作环节出现偏差,都会影响整个蒸馏系统的平衡,导致事故发生。
如果蒸馏温度过高,有造成超压爆炸、泛液、冲料、过热分解及自燃的危险;若温度过低,则有淹塔的危险。
若加料量超负荷,对于塔式蒸馏,则可使气化量增大,使未冷凝的蒸气进入受液槽,导致槽体超压爆炸。
当回流量增大时,不但会降低体系内的操作温度,而且容易出现淹塔致使操作失控。
2.2.2间歇蒸馏
对于易燃易爆物料,因周期性的加料放料,易置换不彻底而混入氧气引发事故。
一旦加热介质流量过大,会造成汽化过量,导致设备超压。
若蒸馏釜液位过低,导致烧干蒸馏釜,引发事故。
因加料量超负荷,可造成沸溢性火灾。
如果馏出物放料阀关闭即开始加热,易造成系统超压。
2.2.3减压蒸馏
因各种原因造成压力上升,会导致物料沸点升高,可能造成超温而引发事故。
生产中出现违章操作使大量空气吸入减压塔内,可能发生火灾,甚至减压塔发生爆炸事故。
2.2.4平衡蒸馏
如果进料温度过高,造成液体过热度太大,在闪蒸塔内急剧闪蒸而发生超压事故。
2.3设备、设施缺陷引发的事故
2.3.1蒸馏大都在高温下进行,设备与管线等会出现金属疲劳,如选材
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