双氧水装置工艺危险性和控制条件研究

1.项目概况:

双氧水是一种高含能物质,极不稳定,遇热、光、粗糙表面、重金属及其它杂质会引起分解,同时放出氧和大量的热,在蒽醌法生产双氧水工艺中,双氧水含量大、分布广,由此引发的事故很多。同时,蒽醌法生产双氧水工艺含有有机易燃液体、氢气、氧气等物料,具有一定气相燃爆危害。然而,国内自上世纪60年代开发出蒽醌法生产双氧水工艺以来,很少有对该工艺危险性及控制方案的深入研究,导致生产部门无法对危险进行有效的预防及控制。本课题根据蒽醌法生产双氧水装置的特点,进行了如下工作:

(1)首先,对蒽醌法生产双氧水装置发生过的典型事故进行分析,充分认识双氧水装置的危险性,避免工厂发生类似事故;

(2)采用危险与可操作分析(HAZOP)的方法,全面识别蒽醌法生产双氧水装置的危险因素;

(3)针对HAZOP分析识别出的危险因素,通过实验定量研究危险产生的临界条件及最大危害后果等;

(4)根据HAZOP分析、实验研究的结论,结合各单元的物料特性、工艺条件等特点,对各单元进行深入并定量的危险性分析,提出安全防护措施;

(5)采集失效概率等数据,建立可接受的风险标准,采用保护层分析方法对可能发生事故的场景进行半定量的风险评估;

(6)对8万吨/年双氧水装置操作规程进行审核,确保装置正常开停车及紧急开停车时的安全;

(7)整体结论及建议。

2.主要成果:

(1)针对酸性工作液受槽、双氧水储罐等设备中双氧水分解放热可能造成的危害,根据分解速率、气体释放速率、热量释放速率、蒸发潜热,研究开发了双氧水储罐及酸性工作液受槽的放空口面积评估技术。

(2)利用Friedman等转化率法模拟计算双氧水等物料分解的动力学参数,得到双氧水在不同储存温度下的分解特征,研究开发了酸性工作液受槽、双氧水储罐的报警温度设置及安全控制技术。

(3)利用自行研究开发的模拟装置,对氧化液受槽气相燃爆临界条件进行系统研究,提出了氧化液受槽事故预防和安全防护技术。

(4)对含环己烷氢气用于氢化塔氢源的安全性进行了研究,提出了工作液中环己烷的安全控制临界浓度。

(5)研究开发了工况条件下,反应器、储罐、中间罐等设备气相燃爆特性的评估技术。

3.创新点和知识产权:

(1)申请了“一种测试工况条件下设备气相燃爆特性的装置”发明专利;

(2)获得了“双氧水储罐及酸性工作液储罐放空口面积评估技术”、“酸性工作液储罐报警温度设置及安全控制技术”、“氧化液储罐安全防护技术”及“工况条件下储罐气相燃爆特性评估技术”等四项专有技术。

4.成果应用情况:

(1)巴陵石化公司根据报告的建议进行改造,并对装置操作法进行了修改和完善,有效降低了装置的危险性,保证了人员及设备的安全。

(2)把HAZOP分析表作为全员培训教材。

(3)研究成果对新建的10万吨/年双氧水装置的安全性也具有重要的指导意义。

 

信息来源: 
2014-12-02