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        關于印發光氣及光氣化、電解(氯堿)工藝安全控制指導意見的通知

        2011/12/26 17:49
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        各市安監局,各縣(市、區)安監局,各有關企業,有關設計、施工單位:

        為規范、指導全省光氣及光氣化、電解(氯堿)工藝安全控制設計、安裝和改造工作,確保安裝改造后工藝裝置的安全運行,省安監局組織山東省化工研究院、山東匯智工程設計有限公司等單位和有關專家,依據國家安監總局《關于公布首批重點監管的危險化工工藝目錄的通知》(安監總管三[2009]116號)要求,研究制訂了光氣及光氣化、電解(氯堿)工藝安全控制指導意見,現印發給你們。請你們按照省安監局《關于印發氯化、硝化、磺化、聚合、氟化、加氫6種危險化工工藝安全控制設計指導方案的通知》(魯安監發[2009]108號)的有關要求,認真落實光氣及光氣化、電解(氯堿)工藝安全控制指導意見,工作中發現的問題,請及時反饋省安監局(?;帲?。

        附件:1.光氣及光氣化工藝安全控制指導意見

        2.電解(氯堿)工藝安全控制指導意見

         

        二〇一〇年六月十八日

        附件1

        光氣及光氣化工藝安全控制指導意見

        為做好全省涉及光氣及光氣化工藝相關企業的安全控制系統改造工作,指導設計單位相應的安全控制系統設計工作,并為各級安監部門的有關監督檢查工作提供參考,依據國家安全監管總局《關于公布首批重點監管的危險化工工藝目錄的通知》(安監總管三[2009]116號)、山東省安監局《關于推進化工企業自動化控制及安全聯鎖技術改造工作意見》(魯安監發[2008]149號文件),制定本意見。

        概述

        1.1光氣及光氣化工藝

        光氣及光氣化工藝包含光氣的制備工藝、以光氣為原料制備光氣化產品的工藝。光氣化工藝主要分為氣相和液相兩種。

        1.2光氣及光氣化反應類型

        1.2.1光氣

        光氣(碳酰氯)的生產是以干燥高純度的一氧化碳與干燥的氯氣在活性炭催化下進行一氧化碳酰氯化反應,是氣相連續化工藝。因沸點7.48/8.2℃,常溫常壓下為氣態,通常叫光氣。

        由于雙光氣、三光氣在我省實際生產中并無應用,因此本意見不包含相關內容。

        1.2.2光氣化反應的主要類型

        a.氯代酯化反應:光氣與醇類或酚類的羥基進行o-酯化反應合成氯代甲酸酯產品。典型產品:氯甲酸甲酯,碳酸二苯酯等。反應通式:

        b.酰氯化反應:光氣與熔融態羧酸或伯胺進行酰氯化反應,生成甲酰氯和氨基甲酰氯。典型產品:苯甲酰氯,十八酰氯等。反應通式:

        c.異氰酸酯化反應:光氣與胺進行N-?;磻铣砂被柞B然虍惽杷狨?。如:六亞甲基二異氰酸酯(HD1),甲苯二異氰酸酯(TD1),二苯甲烷二異氰酸酯(MD1)。反應通式:

         

        工藝危險特性和重點監控的工藝參數

        2.1工藝危險特性 
        光氣劇毒,是一種強刺激、窒息性氣體,在生產和存儲過程中發生泄漏,人員一旦吸入光氣會引起肺水腫、肺炎等,具有致死危險。 

        2.2重點監控的工藝參數

        2.2.1一氧化碳單元:監控一氧化碳中氫氣、氧氣、二氧化碳和水分含量。

        2.2.2氯氣單元:監控液氯汽化器的熱水溫度,氯氣中的含水量,壓力滿足工藝要求,設置氯氣緩沖罐。

        2.2.3光氣合成單元:監控一氧化碳、氯氣流量和兩者配比;光氣合成器壓力、反應溫度;冷卻水進、出口溫度,壓力及流量。

        2.2.4光氣化產品合成單元:監控光氣壓力、流量,光氣化反應釜壓力、溫度。冷卻介質壓力、溫度。

        安全控制基本要求和聯鎖方式

        3.1光氣及光氣化反應過程中的控制要求

        3.1.1光氣化反應釜通入的光氣由流量計控制,設緊急切斷閥,監控光氣及反應釜內壓力。

        3.1.2在控制光氣流量的同時,控制反應溫度,及時移出反應熱,監控冷鹽水或冷卻水的進出口壓力和溫度。

        3.1.3監控尾氣中光氣的含量,尾氣經尾破系統后高空排放。

        3.1.4副產氯化氫用堿或水吸收,尾氣高空排放,設置緊急冷卻系統,氨水或堿液噴淋系統,毒氣檢測系統和緊急停車系統。

        3.1.5光氣裝置采用雙重電源加應急電源供電方案,裝置電源由兩個回路提供,應急電源采用柴油發電機組。

        3.1.6光氣原料一氧化碳和氯氣設在線紅外線分析儀,或進行定時取樣分析,檢測水份、H2、CnHm等雜質。

        3.1.7分別設置流量計監控原料一氧化碳和氯氣流量,供DCS系統計算調節兩者配比流量。

        3.1.8光氣合成車間分布式安裝多點環境可燃氣體(CO)檢測器、光氣檢測器和氯氣檢測器,檢測器信號由系統處理后按設定程序報警或啟動預設自動事故緊急處理程序停車及噴氨氣捕消,確保光氣生產安全。

        3.1.9光氣化產品車間僅在光化反應器(塔)周邊視需要設置若干環境光氣檢測器。進入光氣車間、光氣化產品生產車間人員佩帶環境光氣濃度指示試紙(或管)。

        另外,光氣合成反應釜、光氣化產品反應釜等設備均安裝現場檢測儀表,重要操作參數均由相應的變送器輸出信號至DCS控制作數據處理,工藝參數及過程控制均在控制室集中顯示、控制、管理,實時打印各種參數、報表,且設置聯鎖保護系統,事故狀態下能夠實現各種保證生產和安全的措施。實現對裝置、罐區、裝車、及公用工程設施重要參數的控制、記錄、報警、聯鎖等功能。在光氣裝置及光氣化裝置設置視頻監控系統,將視頻信號傳送至控制室。

        DCS畫面根據報警級別的高低分別選擇不同的顏色閃爍或報警音來提醒操作人員,操作鍵盤上預組態的報警指示燈可以提供非當前畫面的報警信息。

        3.2報警和安全聯鎖控制

        3.2.1光氣合成車間主要聯鎖緊急停車,以下任一因素(信號)即可執行光氣自動緊急停車。

        ▲自動緊急停車聯鎖參量:

        a. CO總管壓力下下限

        b. CL2總管壓力上限及下限

        c. CO、CL2混合器出口溫度上限

        d. 光氣反應器出口溫度上限

        e. 光氣清潔器出口溫度上限

        f. 光氣清潔器出口壓力上限

        g. 光氣反應器循環冷卻水壓力下下限

        h. 儀表空氣壓力下下限

        i. A、B二路總電源停電

        j. DCS控制室緊急停車按鈕

        k. 裝置現場手動緊急停車按鈕

        以上聯鎖有任一信號輸入,系統可執行以下操作:

        a. CO主閥關閉

        b. CL2主閥關閉

        c. 緊急停車報警啟動

        d. 各光氣化裝置停車報警啟動

        e. 關閉液氯蒸發器進口主閥

        f. 關閉液氯蒸發器熱水進口閥

        g. 啟動通風排毒系統,將事故部位的有毒氣體排至處理系統。該系統的裝置處理能力應在30min內消除事故部位絕大部分的有毒氣體。

        3.2.2緊急堿破壞系統獨立為液氯存儲單元設置,由于液氯一旦大量泄露,危害程度高,因此宜對液氯封閉存儲,由管線與緊急堿破壞系統連接。

        緊急堿破壞系統啟動聯鎖參量:

        a. 液氯蒸發器壓力上上限

        b. 環境氣體檢測到氯氣、光氣超標(可設定上限報警,上上限啟動)

        c. 現場及控制室手動按鈕

        以上聯鎖有任一信號輸入,系統可執行以下操作:

        a. 關閉環境緊急排放總管旁通閥

        b. 環境風總管進堿破塔主閥

        c. 堿液大流量待機循環泵啟動

        d. 事故槽進入閥門打開,將發生事故設備內的劇毒物料導入

        e. 堿液冷卻器循環冷卻水總閥打開

        f. 大風量抽風機啟動

        g. 大風量抽風機進口閥開啟

        h. 液氯引風總管閥門開啟

        i. 報警啟動后,由人工進入手動調整、檢查系統閥位、流量、溫度、壓力等。

        3.3主要安全設計措施

        3.3.1光氣合成及光氣化反應裝置設應急破壞處理系統,在正常生產狀況下應保持運行;另宜對氯氣存儲單元密閉,設置緊急堿破壞系統,對氯氣泄漏進行獨立吸收處理。

        3.3.2光氣及光氣化裝置控制室需隔離設置,控制室內應保持良好的正壓通風狀態,取風口應遠離污染源處。

        3.3.3光氣生產車間設置噴氨或噴蒸汽管線,便于現場破壞有毒氣體。在可能泄漏光氣部位設置可移動式彈性軟管負壓抽氣系統,將有毒氣體送至破壞處理系統。

        3.3.4光氣化裝置處于密閉廠房時應設機械排氣系統,重要設備如光氣化反應器等,宜設局部排風罩,排氣接入應急破壞處理系統。

        3.3.5光氣及光氣化產品生產車間配備洗眼器和淋洗設備。

        3.3.6輸送含光氣物料應采用無縫鋼管,并宜采用套管。

        3.3.7含光氣物料管道連接應采用對焊焊接,管道系統應做氣密試驗,焊縫要求100%射線探傷檢驗并做消除應力處理。

        3.3.8對含光氣物料的管道系統應劃分區域,設置事故緊急切斷閥,室外的氣態光氣輸送管道宜有伴熱保溫設施,輸送管道不宜安設放凈閥。輸送液態光氣及含光氣物料管道不宜設置玻璃視鏡。

        3.3.9劇毒品儲槽的出料管不宜側接或底接,劇毒品貯槽裝設安全閥,在安全閥前裝設爆破片,安全閥后接至應急破壞系統,在爆破片與安全閥之間裝超壓報警器。

        3.3.10劇毒品儲槽設事故槽。

        3.3.11液氯與反應器間設置止回閥和緩沖罐。

        3.3.12光氣總管給多個工序供光氣時,應從分配罐上分別送至用戶。

        3.3.13設置有毒、易爆氣體泄漏監測系統。有氯氣、CO和光氣泄漏時,可進行報警或啟動預設的緊急處置程序。

        3.3.14液態光氣和異氰酸甲酯等裝置要嚴格控制水混入。

        3.3.15計劃停車時,必須在停車前將設備內的物料全部處理完畢。

         

        附件2

        電解(氯堿)工藝安全控制指導意見

        為做好全省涉及電解工藝(氯堿)相關企業的安全控制系統改造工作,指導設計單位相應的安全控制系統設計工作,并為各級安監部門的相關監督檢查工作提供參考,依據國家安全監管總局《關于公布首批重點監管的危險化工工藝目錄的通知》(安監總管三[2009]116號)、山東省安監局《關于推進化工企業自動化控制及安全聯鎖技術改造工作意見》(魯安監發[2008]149號文件),制定本意見。

        概述

        1.1工藝簡介

        電流通過電解質溶液或熔融電解質時,在兩個電極上所引起的化學變化稱為電解反應,涉及電解反應的工藝過程為電解工藝。工業上用電解飽和食鹽水溶液的方法來制取NaOH、Cl2和H2,稱為氯堿工業。許多化工產品(氫、氧、氯、燒堿、過氧化氫等)的制備,都是通過電解來實現的。

        1.2工藝危險特點

        電解工藝有如下特點:

        1.2.1電解食鹽水過程中產生的氫氣是極易燃燒的氣體,氯氣是氧化性很強的劇毒氣體,兩種氣體混合極易發生爆炸,當氯氣中含氫量達到5%以上,則隨時可能在光照或受熱情況下發生爆炸。

        1.2.2電解原料或化鹽水中有氨或銨存在時,氨或銨在電解過程的酸性條件(pH<4.5)下與氯氣或次氯酸反應生成三氯化氮。反應方程如下:

        NH4+ + 3Cl2        NCl3+3HCl+H+

        NH3+3HClO        NCl3+3H2O

        三氯化氮是一種爆炸性物質,原料中銨鹽含量過高或液氯排污不及時,易在液氯汽化系統富集,極易造成三氯化氮爆炸事故。

        1.2.3電解溶液腐蝕性強。此外,電解飽和食鹽水的工藝過程中,氫氧化鈉、濕氯氣、氯水、鹽酸、次氯酸鈉等均有較強的腐蝕性。

        1.2.4液氯的生產、儲存、包裝、輸送、運輸過程可能發生液氯的泄漏。

        1.3山東省氯堿裝置概況

        目前,氯堿行業使用的電解槽主要有兩大類:一是金屬陽極隔膜電解槽,二是離子膜型電槽,槽型有單極槽和復極槽,循環方式有強制循環和自然循環兩種。山東省氯堿企業選用的離子膜電解槽主要有旭化成、氯工程公司、伍德公司、迪諾拉公司、北化機及ICI公司生產的電槽,電槽所用離子膜主要供應商有美國杜邦公司、日本旭化成和旭硝子公司。省內隔膜槽型目前主要有30型、16型金屬陽極電槽。

        根據我省氯堿生產設備的現狀,本意見分別對離子膜和隔膜電解槽以及電解后續工序各工藝參數提出了檢測與控制要求。另外,氫氧化鉀生產裝置的檢測與控制可參照本意見執行。

        主要安全設計措施

        2.1設立安全聯鎖停車系統或具有安全聯鎖停車功能的其他系統,保證生產過程設備運行安全。

        2.2為使氫氣總管和氯氣總管之間保持一定壓差,氫氣總管和氯氣總管的壓力需進行自控。也可將氯氣總管壓力作為主動量,氫氣總管壓力作為從動量組成雙閉環比值調節系統。若氫氣總管和氯氣總管壓力失常,裝置則聯鎖停車。

        2.3保證氫氣系統嚴密性,不允許存在負壓操作,防止空氣混入系統形成爆炸性混合物。

        2.4開停車前應當用氮氣等惰性氣體對氫氣系統進行吹掃置換。

        2.5生產廠房必須有良好通風,防止氣體積累。電解廠房設計必須滿足規范要求的泄壓面積。

        2.6廠房周圍安裝避雷設施,設備及管道安裝可靠的防靜電設施。

        2.7氫氣緊急放空管道安裝阻火器或水封和滅火設施(氮氣、蒸汽)。

        2.8電解、氯氫處理根據危險區域劃分等級,一次儀表應分別采用隔爆或本安防爆措施。

        2.9操作室與生產裝置有效隔離并滿足安全間距要求。

        2.10設立事故氯吸收系統,在事故狀態下避免氯氣外溢、污染環境。

        2.11安全聯鎖停車系統與事故氯氣吸收系統應配置備用電源或應急電源,以保證在主供電源停電時仍能正常啟動。

        2.12液氯儲槽應設置備用儲槽,一旦發生儲槽氯氣泄漏事故操作人員可通過開泵、倒槽啟動備用儲槽系統。

        2.13設置有毒、易燃氣體泄漏檢測系統。氯氣、氫氣泄漏時,可進行報警或啟動預設的緊急處置程序。

        2.14設立消防站和氣防站,消防站防御火災,氣防站防御氯氣泄漏等突發事件,并合理配置一定數量的氯氣撲消器具。消防站具備氣防功能時可只設消防站。

        電解工序安全控制要求

        3.1離子膜法電解

        3.1.1離子膜電解槽檢測、控制要求

        離子膜電解槽檢測、控制應符合下表要求:

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