某单位拟新建一套氯乙酸生产线, 采用主副氯化釜连续生产, 本文根据《关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》 (安监总管三[2009]116 号) 的要求, 判定该氯化反应是否属于首批重点监管的危险化工工艺, 并对确定的危险化工工艺按照要求进行自动化控制初步设计, 以达到安全生产。
1 生产流程简介
以冰醋酸为原料, 在醋酸酐催化剂的作用下与氯气反应, 制得氯乙酸。
反应方程式:
2 生产工艺简述
自醋酸罐区来的醋酸, 通过加料泵进入氯化釜中, 加入适量的醋酸酐 (催化剂) 。将主氯化釜料液通过夹套的蒸汽升温至95℃, 副氯化釜通过夹套的蒸汽升温至90℃后。来自液氯罐区、经过汽化的氯气通过流量计调节后进入主氯化釜开始反应, 将氯化釜夹套内的蒸汽切换为循环水, 控制反应温度保持在105℃。当氯化液密度达到1.355 时 (由在线密度计测量) 即达到反应终点, 停止通氯, 继续保温0.5h, 然后通过循环水降温到80℃左右放入氯化液中间罐, 氯化液通过中转泵送往结晶车间的结晶釜。主氯化釜反应放出的气体经三级冷却 (循环水、低温水、冷冻盐水) 后液相返回主氯化釜, 气相进入副氯化釜继续反应, 副氯化釜出来的气体再经三级冷却 (循环水、低温水、冷冻盐水) 后液相返回氯化釜, 气相进入醋酸吸收塔, 经吸收塔吸收逸出的低沸物及催化剂等, 吸收塔出来的气体经冷冻盐水冷却后进入三级降膜吸收塔, 经通过循环冷却器冷却的稀酸进行吸收生成盐酸送往罐区。降膜吸收塔未完全吸收的氯化氢气体, 再进入尾气吸收塔进行吸收, 塔下部出来的稀盐酸流入稀酸槽, 经稀酸泵一部分打入循环冷却器冷却, 进入尾气吸收塔吸收氯化氢气体, 一部分进入降膜吸收塔。尾气吸收塔出来的残余气体到碱洗塔, 进行碱液洗涤吸收, 达标后排空。
3 危险化工工艺的判定
该氯乙酸生产过程涉及的化学反应为氯化反应, 对照《国家安全监管总局关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》 (安监总管三[2009]116号) 中关于重点监管的氯化工艺的危险特点进行判定, 见下表:
综合以上分析, 氯乙酸生产涉及的氯化工艺属于国家安全生产监督管理总局确定的首批重点监管的危险化工工艺目录中的典型危险化工工艺。
4 氯化反应的特点
该氯化反应为主副氯化釜交替生产, 氯化釜为立式反应釜, 由专业生产厂家生产制造。材质为碳钢内衬搪瓷夹套釜, 总容积为25000L。内筒介质为氯气、醋酸、醋酸酐、氯乙酸, 夹套介质为循环水/蒸汽。氯化反应在氯化釜内进行, 釜内操作压力为0.1MPa, 操作温度为108℃。
氯化釜设置温度、压力、密度、液位的监测、调节、报警、联锁等控制设施。夹套中加入的蒸汽及循环水可通过远程控制阀控制。
氯化反应的尾气经过三级冷凝后送入副釜。事故状态下泄放气通过远程控制阀开关控制, 送入尾气吸收塔处理。
5 应采取的安全措施
5.1 危险化工工艺重要工艺参数的监控情况
根据《首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、重点监控参数及推荐的控制方案》的规定, 该氯化工艺重点监控工艺参数的具体设计情况详见下表:
5.2 危险化工工艺安全控制基本情况
根据《首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、重点监控参数及推荐的控制方案》的规定, 本项目氯化工艺所采用的安全控制情况详见下表:
5.3 危险化工工艺采用的控制方式
根据《首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、重点监控参数及推荐的控制方案》的规定, 本项目氯化工艺所采用的控制方式详见下表:
5.4 采取的其他安全措施
5.4.1 设置紧急泄放吸收系统, 当氯化釜温度超过112℃或压力超过0.2MPa时, 关闭进氯切断阀, 开大循环水调节阀进行紧急冷却, 同时将气体导入事故氯吸收装置。
5.4.2 紧急停车:操作台设置紧急按钮, 遇紧急情况时按下氯气、循环水紧急按钮, 关闭氯气切断阀, 终止反应, 全开循环水调节阀, 紧急冷却, 同时打开紧急泄放吸收系统。
6 结语
本文针对氯乙酸生产过程中涉及的重点监管的危险化工工艺, 按照《国家安全监管总局关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》 (安监总管三〔2009〕116 号) 的要求并结合生产的实际采取了自动化控制, 对氯乙酸装置的安全生产具有指导意义。
摘要：本文论述了氯乙酸的生产过程涉及的氯化反应属于国家安全生产监督管理总局确定的重点监管的危险化工工艺, 并按照对危险化工工艺提出的控制要求进行了初步设计, 以达到安全生产的目的。
关键词：氯化反应,危险化工工艺,自动化控制
参考文献
[1] 《国家安全监管总局关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》 (安监总管三〔2009〕116号) .
[2] 《氯气安全规程》 (GB11984-2008) .
[3] 《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》 (GB50493-2009) .