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苯酚丙酮裝置說明、危險因素以及防范措施

  
評論: 更新日期:2011年03月28日

 一、裝置簡介

  (一)裝置發(fā)展及類型

  1.裝置發(fā)展

  異丙苯法制備苯酚、丙酮是目前世界上獲得苯酚、丙酮的主要技術(shù)路線,從20世紀(jì)50年代開始工業(yè)化到目前為止,世界上約90%的苯酚來自該路線,在世界苯酚工業(yè)中占主導(dǎo):地位,2002年世界苯酚產(chǎn)能約為720×104t/a,其中91%采用異丙苯法。

  我國采用異丙苯法制備苯酚、丙酮始自20世紀(jì)60年代中期,國內(nèi)第一套萬噸級異丙苯;法苯酚丙酮裝置于1970年在燕化公司建成投產(chǎn),1986年國內(nèi)首套引進技術(shù)8×104t/a異丙苯;法苯酚丙酮裝置在燕化公司建成投產(chǎn),成為當(dāng)時國內(nèi)最大的苯酚丙酮生產(chǎn)裝置。目前國內(nèi)苯:

  酚丙酮主要生產(chǎn)廠家有燕山石化、高橋石化、華宇石化、吉林石化、廣州建濤集團,所采用的工藝路線都是異丙苯法制備苯酚、丙酮。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展、進步,苯酚丙酮裝置生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大,目前國內(nèi)單套裝置最大產(chǎn)能為燕化公司16×04t/a苯酚丙酮裝置,國內(nèi)正在籌建的單套裝置最大產(chǎn)能為20×104/a。德國Ineos苯酚有限公司以生產(chǎn)能力為62.0×104t/a為世界之最。

  隨著催化劑和生產(chǎn)工藝的發(fā)展,大多數(shù)生產(chǎn)裝置制取異丙苯工藝已從傳統(tǒng)的A1C13法轉(zhuǎn)為固體磷酸或沸石催化法,我國四大生產(chǎn)廠家和正在籌建的生產(chǎn)裝置皆采用后者。目前較先進的異丙苯制備苯酚工藝是Allied/UOP工藝,由美國UOP公司和美國聯(lián)合化學(xué)公司共同開發(fā),全球已有11家苯酚生產(chǎn)廠家采用該工藝。

  目前,世界許多生產(chǎn)廠家紛紛對苯酚的生產(chǎn)技術(shù)進行改進和開發(fā)新的生產(chǎn)工藝。通過對成熟的異丙苯制備苯酚工藝中催化劑和CHP分解、苯酚精制兩個工藝的研究,朝著工藝路線更短,經(jīng)濟效益更好的方向發(fā)展。???

  二、重點部位及設(shè)備

  (一)重點部位???

  1.烴化、轉(zhuǎn)位烴化反應(yīng)系統(tǒng)

  從圖3—8可以看出,烴化反應(yīng)系統(tǒng)主要由苯加料泵、循環(huán)塔、干苯罐、進料換熱器、烴化反應(yīng)器、苯烯混合器、丙烯儲罐、丙烯加熱器、丙烯加料泵、外循環(huán)換熱器、外循環(huán)泵、轉(zhuǎn)位烴化反應(yīng)器、二異丙苯儲罐、二異丙苯泵、進料混合器、進料預(yù)熱器組成。反應(yīng)溫度較高為160℃,壓力高為3.1Mh,一旦出現(xiàn)飛溫,易造成超溫超壓情況,造成設(shè)備泄漏,引發(fā)著火爆炸。

  2.氧化反應(yīng)系統(tǒng)

  從圖3—9可以看出,氧化反應(yīng)系統(tǒng)主要由氧化器加料泵、氧化進出料熱交換器、壓縮機、空氣堿洗塔、氧化反應(yīng)器、氧化器循環(huán)泵、循環(huán)冷卻器、脫氣槽、廢空氣冷卻器、廢空氣交換器、廢空氣深冷器、活性炭吸附器組成。由于過程產(chǎn)物過氧化氫異丙苯CHP存在著熱不穩(wěn)定性,遇熱易分解,分解放出大量熱又加速熱分解反應(yīng)的進行,和堿分解一樣,不僅造成生產(chǎn)過程CHP的損失,也會使系統(tǒng)溫度升高,同時伴隨著系統(tǒng)壓力升高,對安全生產(chǎn)影響極大。而且在生產(chǎn)過程中熱分解比堿分解更普遍,危險性也更大,應(yīng)予以高度重視。同時,CHP遇酸產(chǎn)生酸分解,生成苯酚和丙酮,苯酚是異丙苯氧化反應(yīng)的抑制劑,系統(tǒng)中含量過高會造成反應(yīng)終止,在生產(chǎn)過程中曾經(jīng)發(fā)生。CHP遇堿產(chǎn)生堿分解,生成副產(chǎn)物苯乙酮、二甲基芐醇造成生產(chǎn)過程CHP的損失,分解放熱量使系統(tǒng)溫度升高;CHP在可變價金屬離子引發(fā)下可產(chǎn)生分解生成二甲基芐醇等副產(chǎn)物,如二價鐵離子等。在氧化反應(yīng)過程中,許多副反應(yīng)產(chǎn)生有機酸,會對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕作用,嚴(yán)重時造成系統(tǒng)泄漏,也是應(yīng)予以特別關(guān)注。

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  3.提濃工序

  從圖3—10可以看出,提濃系統(tǒng)由提濃進料泵、預(yù)閃蒸進料加熱器、預(yù)閃蒸分離器、第一異丙苯汽提塔再沸器、第一異丙苯汽提塔塔底泵、第二異丙苯汽提塔、第一異丙苯汽提塔冷凝器、異丙苯汽提回流槽、第二異丙苯汽提塔、第二異丙苯汽提塔冷凝器、塔釜由第二異丙苯汽提塔再沸器、第二異丙苯汽提塔塔底冷卻器、第二異丙苯汽提塔塔底槽、異丙苯汽提回流槽、異丙苯泵組成。提濃過程的主要危險性是CHP的熱分解,特別是兩個提濃再沸器易發(fā)生CHP局部的過熱,加劇熱分解。同時,應(yīng)特別關(guān)注提濃液的冷卻,即第二異丙苯汽提塔塔底冷卻器效果,嚴(yán)防冷卻水未開或冷卻效果不好時,造成CHP的熱量積累,發(fā)生惡性熱分解事故。

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  4.分解工序

  從圖3—11可以看出,分解系統(tǒng)由分解進料泵、分解反應(yīng)器、硫酸注入泵、分解出料泵、混合器、分解反應(yīng)器冷凝器、分解反應(yīng)器尾氣深冷器、二級分解反應(yīng)器、分解液冷卻器組成。使用硫酸做催化劑在工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛,好處是分解迅速,用量少不需回收,缺點是CHP在硫酸的作用下迅速分解的同時也放出大量的熱,一旦過程失控,會因溫度壓力急劇上升而造成爆炸起火,因此分解過程的平穩(wěn)運行也是整套裝置中安全工作的核心。

  (二)重點設(shè)備

  空氣壓縮機是整套裝置的關(guān)鍵設(shè)備,由于設(shè)備龐大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,技術(shù)含量高,價格昂貴等因素,故大多數(shù)裝置一般只配備一臺,其作用是為氧化反應(yīng)提供所需的空氣。一旦出口管線堵塞,不但會造成全線停車,嚴(yán)重時會造成管線爆裂,甚至直接造成壓縮機損壞。同時壓縮機的冷卻系統(tǒng)工作不良,也可造成壓縮機損壞,導(dǎo)致全線停車,空氣流量變化大時,可能引起喘振,因此對空氣壓縮機應(yīng)作為整套裝置的關(guān)鍵設(shè)備實行特護。

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