1、傳統(tǒng)丙二醇生產(chǎn)工藝中的危險(xiǎn)因素分析救者丙二醇廢用范周的曠大，目前的生產(chǎn)技術(shù)條件已經(jīng)無(wú)法滿足其出場(chǎng)的I，大需求，著大生產(chǎn)廠家對(duì)其合成方法做了大量的研究.獲得了多種生產(chǎn)工藝.工業(yè)生產(chǎn)丙二醇普遍采用環(huán)氧丙烷水合法，II標(biāo)產(chǎn)物在色度、氣味、純度等方面都能很好的這到弱川級(jí)的要求.然而,工業(yè)化的環(huán)輒丙烷水合生產(chǎn)工藝過(guò)程極其復(fù)雜,其臺(tái)切燃、易爆、仃毒仃害、腐蝕性、高溫、高壓等特點(diǎn)，一旦發(fā)生事故必將帶來(lái)系列的連鎖反應(yīng).給社會(huì)和國(guó)家造成嚴(yán)市:損失,另外”該2時(shí)卦境污染大，生產(chǎn)原料（石油或煤城資源）也日藉短缺，完全違背了國(guó)家倡導(dǎo)的"綠色經(jīng)濟(jì)"觀念。睡若傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝裝置的口超大型化和必雜化，It

2、次全問(wèn)題越來(lái)越受到政府和企業(yè)的高度審視，市場(chǎng)急需一種安全、可翦、清潔、高效、綠色環(huán)保的工藝替代傳統(tǒng)工藝口基于上述問(wèn)題.本章從物質(zhì)原料、工藝過(guò)程二個(gè)方面對(duì)傳統(tǒng)的內(nèi)：醉生產(chǎn)工藝（環(huán)輔丙烷水合法）進(jìn)行系統(tǒng)的、科學(xué)的危冷性分析.并從這兩個(gè)方面探討了丙二司生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響.圖2.1環(huán)被丙烷水介光制備1工內(nèi)一醉流程Figure2.1Twprocessofpropylenxosidchydmiontopix1uce1.Z-prcpaiiedifllnPO：坤N內(nèi)烷，P1五內(nèi)一醉*DP5端內(nèi)防TPG：二第丙二解.STM：蒸汽±5-藺*一導(dǎo)|湖南化工設(shè)計(jì)假。1海華東理工大學(xué)聯(lián)合化學(xué)反應(yīng)工程研究所

3、將環(huán)K內(nèi)烷水合法的實(shí)驗(yàn)裝置放大II?？诒督ǔ蒍點(diǎn)南長(zhǎng)溪火山化工宥限公司600Wa藥用級(jí)內(nèi)二醇裝置網(wǎng).環(huán)疆丙烷水合法的優(yōu)勢(shì)在于它可以在酸性催化劑或無(wú)催化劑的條件下進(jìn)行.具體I:藝流程如圖2.1所示。首先,反應(yīng)原料環(huán)氧丙烷(PO)和水經(jīng)泉分別由反應(yīng)精憎塔的中部和頂部加入，控制水與環(huán)氧丙烷的進(jìn)料摩爾比為1620:1.設(shè)置反應(yīng)溫度200*C,反應(yīng)壓力120MPa.環(huán)氧丙烷與水在無(wú)催化劑或酸性催化劑的作用卜進(jìn)行水合反應(yīng),在反應(yīng)段生成內(nèi).醇,并制產(chǎn)一縮二丙二醉、二縮內(nèi)二醉等.水解后的混合物在物的作用卜進(jìn)入脫水塔.在脫水塔內(nèi)完成內(nèi)：醇與水的分離.脫水塔的熱量主要來(lái)門于反應(yīng)精慵塔頂出來(lái)的高溫氣體,在真空條件卜

4、，控制溫度為82C.利用沸點(diǎn)的差弁可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)二醉(189*C)與水(100,C)的分離，脫水塔頂部饋出的水可返回反應(yīng)精馀塔循環(huán)使用.隨后由脫水塔出來(lái)的丙二醉釜液(丙二醉濃度：93.7%、水：0.02%)進(jìn)入精飽塔精帽進(jìn)行分離提純.精慵塔卜:要依輕蒸汽加熱，從塔頂出的冷凝水大部分用于問(wèn)流少部分用廣進(jìn)料,成品丙二醇(高濃度)由精瑞塔塔側(cè)線梁出，塔釜出料中含仃18.6%的內(nèi)：醉、81.4%的二丙:醇和三丙二醉，為實(shí)現(xiàn)兩二醇與副產(chǎn)物.內(nèi)醇的分離,進(jìn)而將精調(diào)塔釜采出的物料送入二內(nèi)塔。二內(nèi)塔塔頂采出的丙二醇返回精惟塔中，重組分品二丙二醇(97%以上)作為副產(chǎn)物。精慵塔頂采出的物料進(jìn)入回收塔中,利用回收塔的

5、間歇操作，從頂部采出工業(yè)內(nèi)二醉.2.1 物質(zhì)危險(xiǎn)性分析2.1.1 火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性火災(zāi)是一種失去控制的燃燒,它稈放的能玨主要以熱能的形式時(shí)周惘環(huán)境造成危需。爆炸是物質(zhì)瞬間完成的一種劇烈物理、化學(xué)變化,其能量彈放較快，上要以壓縮能造成危古.火災(zāi)可以由爆炸引發(fā)，爆炸也會(huì)引發(fā)火災(zāi).引發(fā)火災(zāi)爆炸的原因很多諸如：工藝設(shè)計(jì)和技術(shù)缺陷、設(shè)備缺陷、違反操作規(guī)程、危險(xiǎn)化學(xué)品處理不當(dāng)?shù)?在傳統(tǒng)制備丙二醇的過(guò)程中，涉及到大量易燃易爆、有毒有害特性的危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì)，當(dāng)發(fā)生泄漏時(shí),根據(jù)安全學(xué)中能星意外科放理論可能會(huì)再發(fā)火災(zāi)、爆炸、中毒、機(jī)械傷害等嚴(yán)重事故.內(nèi)：解生產(chǎn)裝置發(fā)生火災(zāi)爆炸事故后,周邊設(shè)施在熱輻射、沖碎片沖擊等物理

6、效應(yīng)作用下極易引發(fā)二次事故。環(huán)氧丙烷水合藝的原料主要仃：環(huán)狙內(nèi)烷、水、酸性催化劑.常態(tài)卜，環(huán)疆內(nèi)烷是一種無(wú)色透明液體，閃點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為37C和32.24C,因此它具仃高度易燃性和蒸發(fā)性。常溫卜.環(huán)氧內(nèi)烷可揮發(fā)出易燃的蒸汽，在丙二醇的生產(chǎn)區(qū)和環(huán)包內(nèi)烷儲(chǔ)存地會(huì)彌漫可燃蒸汽,它隨風(fēng)飄散,高低洼處聚積,使得環(huán)氧丙烷的使用和儲(chǔ)存具行火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性。若環(huán)氧內(nèi)烷發(fā)生泄漏,快速揮發(fā)出的易燃蒸汽迅速與空氣形成混合爆炸物.達(dá)到一定濃度后，遇火源就會(huì)發(fā)生火災(zāi)爆炸事故：環(huán)氣丙烷還具仃受熱膨脹性.容器中或反應(yīng)器內(nèi)的環(huán)輒丙烷在受熱之后發(fā)生膨脹，用起系統(tǒng)內(nèi)蒸汽壓力增大節(jié)超過(guò)設(shè)備壓力承受能力后，設(shè)備可能會(huì)破裂以至于爆炸。該工

7、藝中能夠引起火災(zāi)爆炸的另i物料是硫酸催化劑,硫酸具仃的強(qiáng)飆化性和腐蝕性，使其可以與絕大部分的金的及其及化物反應(yīng).濃硫酸與鋼質(zhì)反應(yīng)器（環(huán)班丙烷水合工藝所采用的設(shè)備股為鋼質(zhì)材質(zhì)助）表面的鐵反應(yīng)生成致密的氧化物,該氧化物可以保護(hù)反應(yīng)器不被濃硫酸進(jìn)一步融化，但低濃度的硫酸在催化環(huán)斜丙烷反應(yīng)的同時(shí)能與鋼質(zhì)反應(yīng)器發(fā)生反應(yīng)生成氫氣,聚集在反應(yīng)器內(nèi)頂部,當(dāng)達(dá)到爆炸極限后遇明火和高熱會(huì)引發(fā)爆炸事故.氧氣作為一種易燃易爆的危險(xiǎn)化學(xué)品，它的存在增加了丙二醇生產(chǎn)過(guò)程中的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)。212腐蝕危險(xiǎn)性硫酸（H2SO4）是一種麗要的工業(yè)原料,常態(tài)下為無(wú)色油狀液體，它作為一種強(qiáng)腐蝕性的物質(zhì)，在與其他物質(zhì)接觸時(shí)會(huì)發(fā)生物理或化

8、學(xué)反應(yīng)，造成該物質(zhì)的損傷.硫酸的腐蝕危險(xiǎn)性主要表現(xiàn)在對(duì)人體組織的傷害和金屬反應(yīng)器的損壞.硫酸與人體組織接觸時(shí)，能迅速與蛋白質(zhì)及脂肪發(fā)生酰胺水解和桶水解反應(yīng)，從而分解人體生物組織，對(duì)人體造成化學(xué)性燒傷。它而肉體的強(qiáng)腐蝕性還與其強(qiáng)脫水性仃關(guān)，因?yàn)榱蛩徇€會(huì)與生物組織中的碳水化合物發(fā)生脫水反應(yīng)并釋出大量熱能.因此,多數(shù)情況F硫酸所造成的傷害都比其他強(qiáng)酸（鹽酸、硝酸）大.另外,若硫酸不慎與眼睛接觸可能會(huì)造成永久性失明：不慎誤服時(shí)，硫酸成分中的浮質(zhì)會(huì)刺激人體呼吸道等組織，導(dǎo)致肺水腫,對(duì)體內(nèi)器官構(gòu)成不可逆的傷害，甚至丟掉性命.硫酸本身含仃的W是仃效的陰極去極化劑，陰極去極化反應(yīng)主要是：2/V+2CT：.內(nèi)二

9、醉生產(chǎn)中設(shè)備金屬材料的電極電位-殷都低于氫的電極電位L當(dāng)反應(yīng)器與硫酸溶液接觸時(shí),會(huì)發(fā)生不同程度的“溶解”.影響硫酸陽(yáng)蝕特性的因素主要是次度和溫度,濃硫酸。稀硫酸相比，不僅具行酸性,而且具行較強(qiáng)的輒化性,所以濃硫酸除r具仃氫去極化作用,還能發(fā)生氧去極化反腐，這種反質(zhì)特性使將某些耐怖城酸腐曲的材料在接觸濃硫酸后會(huì)迅速腐蝕。濃硫酸對(duì)反應(yīng)設(shè)備如：槽、泉、閥等的陶蝕作用校弱,但當(dāng)反應(yīng)設(shè)備經(jīng)常放空、長(zhǎng)期閑置不用時(shí),濃藤酸的強(qiáng)吸水性引起n身濃度卜降，時(shí)設(shè)備的腐蝕加強(qiáng)，以致出現(xiàn)穿孔等現(xiàn)象,腐蝕性液體的泄漏對(duì)人體和環(huán)境造成影響。反應(yīng)溫度越高,硫酸的隔蝕速率就越快，同等條件卜硫酸的腐蝕作用就越研。2.1.3毒性危

10、險(xiǎn)性化1生產(chǎn)中的有港化學(xué)物料可能會(huì)引起人或動(dòng)物中毒，常見化學(xué)物質(zhì)的中毒類型仃刺激性毒物中毒、窒息性毒物中毒、麻醉性中毒、神經(jīng)毒性以及腐蝕中毒等.傳統(tǒng)工藝中的硫酸催化劑會(huì)對(duì)人體造成隔蝕中毒，環(huán)氧丙烷進(jìn)入人體后與體液組織發(fā)生反應(yīng)，擾亂或破壞機(jī)體的正常生理功能,引起暫時(shí)性或持久性的病理狀態(tài)，甚至危及生命安全。化學(xué)物質(zhì)的毒性大小與自身的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)仃關(guān)，一般情況3揮發(fā)性和溶解度大的化學(xué)物質(zhì)所具仃的毒性較強(qiáng).環(huán)鈍內(nèi)烷的毒性危險(xiǎn)性主要發(fā)現(xiàn)為對(duì)人體和動(dòng)物的傷害，弓I起他們中毒的途徑有呼吸道、消化道和皮膚三種。呼吸中毒。在生產(chǎn)過(guò)程中若發(fā)生泄漏,大量環(huán)軸內(nèi)烷液體的蒸汽與空氣中的固體粉塵進(jìn)入人體呼吸道,被肺部裹

11、面的肺泡吸收后,隨著血液循環(huán)引起人體中毒。另外,呼吸道的鼻、喉、氣管粘膜等所具有的吸收能力，也很容易吸收該物質(zhì)而引起器官中毒.在生產(chǎn)線上的員工，由于長(zhǎng)時(shí)間處于有毒物質(zhì)的環(huán)境中,發(fā)生呼吸中毒的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他人,建議在生產(chǎn)一線的員工實(shí)行輪崗制,減少與毒物接觸的時(shí)間.消化中化。消化中毒一股比呼吸中毒緩慢,這是由于肝臟的解夠作用。引發(fā)消化中市的原因可能是I:作人員在使用環(huán)氧丙烷等試劑后,沒(méi)有漱門、洗手就飲食、吸煙等.仃毒化學(xué)物質(zhì)侵入人體消化器仃引起中毒.皮膚中毒。環(huán)氣內(nèi)烷溶液與皮膚接觸后，從皮膚破裂的地方伐入人體，隨昔血液循環(huán)在全身迅速獷散。2.2 工藝過(guò)程危險(xiǎn)性分析化【:生產(chǎn)過(guò)程是通過(guò)仃控制的化學(xué)

12、反應(yīng)來(lái)改變物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)的過(guò)程醐.12過(guò)程的危險(xiǎn)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是工藝本身存在危險(xiǎn)，二是化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的新物項(xiàng)可能存在新的危險(xiǎn)。通過(guò)對(duì)工在的分析與研究,得出環(huán)所丙烷水合反應(yīng)有以卜危險(xiǎn)：放熱的化學(xué)反應(yīng)：含有易燃物燃且在高溫高壓卜運(yùn)fj的化學(xué)反應(yīng)：有毒物料存在的化學(xué)反應(yīng)：儲(chǔ)仃壓力能鼠較大的化學(xué)反應(yīng)。2.2.1 反應(yīng)類型環(huán)氧丙烷水合反應(yīng)實(shí)質(zhì)上是環(huán)輒丙烷的水解,在化工生產(chǎn)過(guò)程中,水解屈廣比較危心的化學(xué)反應(yīng),按照化學(xué)反應(yīng)熱危險(xiǎn)程度增加的次序,它屈于第一類化工過(guò)程.該反應(yīng)屬F放熱反應(yīng)網(wǎng),水解過(guò)程通常伴仃大解熱量放出。對(duì)于放熱的化學(xué)反應(yīng).熱危險(xiǎn)是生產(chǎn)過(guò)程的口要危險(xiǎn)源之一，在任何情況卜都存在反應(yīng)失控

13、的危險(xiǎn),分析研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)輒丙烷水合工藝的熱失控可以分為以下兩種類型：物質(zhì)原料具有熱不穩(wěn)定性而導(dǎo)致熱失控.環(huán)氧內(nèi)烷具右熱不穩(wěn)定性，它在運(yùn)臨、儲(chǔ)存和使用過(guò)程中公仃由于摩擦生熱、分解放熱、外界熱量等因素引起熱失控.如果在體系散熱能力低或散熱故障時(shí)，能星失衡也能導(dǎo)致熱失控.水合反應(yīng)的失控.化學(xué)反應(yīng)的熱火控會(huì)時(shí)內(nèi)二醉的安全生產(chǎn)帶來(lái)巨大的影響,例如：操作條件的偏差引起環(huán)氧丙烷、水和催化劑沒(méi)能充分的混合；過(guò)快的加料速度、攪拄故障等造成傳質(zhì)不佳、物料與熱員積累，反應(yīng)不能按照預(yù)期進(jìn)行.在這些條件卜.水令反應(yīng)會(huì)放出大量的熱，當(dāng)系統(tǒng)冷卻故障時(shí)能班的進(jìn)步積累.導(dǎo)致反應(yīng)失控的發(fā)生，引發(fā)事故.2.2.2 工藝條件危險(xiǎn)性溫

14、度是弓I起丙二醇生產(chǎn)中火災(zāi)爆炸的一個(gè)中火因爆，反應(yīng)溫度的合理控制不僅對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低能源消耗意義幣:大，也是防火防爆所必須的.環(huán)飆內(nèi)燒水合工藝需要的溫咬高達(dá)2（H）-C,雖然常溫卜的環(huán)軌內(nèi)烷不易燃燒,但反應(yīng)溫度過(guò)高，環(huán)氣內(nèi)烷仃可能發(fā)生燃燒或者分解著火,引起系統(tǒng)壓力升高，最終今致爆炸事故。溫度過(guò)低，化學(xué)反應(yīng)速率緩慢或停滯,當(dāng)溫度恢復(fù)正常時(shí),過(guò)多的未反應(yīng)物料劇烈反應(yīng)會(huì)引起爆炸。在反應(yīng)過(guò)程中，如果升溫速率過(guò)快或冷卻降溫設(shè)施故障,系統(tǒng)產(chǎn)力:的熱電不能及時(shí)移走，短時(shí)間聚集的熱星會(huì)引發(fā)火災(zāi)爆炸事故.另外,工藝中使用的塔、槽、排等設(shè)備承受溫度的能力仃限，反應(yīng)的溫度過(guò)高，設(shè)備發(fā)生蜻變.金相組織遭到破壞,硫

15、酸介質(zhì)的圈蝕性增強(qiáng)，一旦仃可燃?xì)怏w泄漏就可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸等事故。在傳統(tǒng)工藝中,通常采用加壓操作（120MPa）來(lái)加速環(huán)氣丙烷水解，提高轉(zhuǎn)化率，增加丙二醉的產(chǎn)吊。但是當(dāng)壓力達(dá)到或超過(guò)反應(yīng)設(shè)備的承受能力后,一旦操作失誤會(huì)引發(fā)大規(guī)模的安全事故.例如，壓力增大,設(shè)備中物料和能量不斷累枳,致使物料的流動(dòng)和能盤處于不平衡的狀態(tài),若系統(tǒng)內(nèi)的壓力超過(guò)設(shè)備的承受極限,設(shè)備可能發(fā)生超壓破裂,引起火災(zāi)爆炸等事故。另外，壓力過(guò)高設(shè)備容易發(fā)生疲勞腐蝕，造成反應(yīng)液泄漏.危害操作人員和周陽(yáng)人群的生命安全.2.3 環(huán)境危險(xiǎn)性分析近年來(lái)，全球環(huán)境問(wèn)題II益嚴(yán)峻，能源資源的急劇耗附對(duì)持續(xù)發(fā)展構(gòu)成威脅，現(xiàn)代工業(yè)“高生產(chǎn)、高消耗、

16、高污染”的發(fā)展模式，實(shí)現(xiàn)國(guó)民生產(chǎn)總值快速增長(zhǎng)的同時(shí)，也帶來(lái)了不容忽視的環(huán)境問(wèn)題。隨苕國(guó)家相關(guān)政策的出臺(tái)和公眾環(huán)境意識(shí)不斷的提高，人們對(duì)化學(xué)制品的生產(chǎn)、加工、運(yùn)可、使用過(guò)程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)加強(qiáng)了管理.從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)行.保護(hù)環(huán)境，發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)勢(shì)在必行.內(nèi)二醉生產(chǎn)中造成環(huán)境污染的途徑主要仃兩個(gè)，一是廢棄物的排放,包括反應(yīng)后的酸性溶液（硫酸）以及未反應(yīng)完全的環(huán)氧丙烷：二是化工事故，火災(zāi)爆炸及腐蝕泄漏等化工事故造成大里仃否化學(xué)物質(zhì)外泄.為戰(zhàn)少對(duì)環(huán)境的危害，可以通過(guò)采取制備新型催化劑、廢物處理技術(shù)以及研究新的丙二解生產(chǎn)技術(shù)等措破.廢弁物時(shí)環(huán)境的危害也棄物對(duì)環(huán)境的危害是傳統(tǒng)工藝的核心問(wèn)題。酸性催化劑在催化環(huán)氧丙烷

17、水解反，后分離困難，直接排放到環(huán)境中，硫酸根離子與環(huán)境的多種金屬離子結(jié)合形成破松鈣、硫酸鎂等穩(wěn)定的硫酸鹽,不僅降低上填肥力、破壞上填結(jié)構(gòu),還對(duì)地卜水產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，具體表現(xiàn)為以卜兒個(gè)方而：1）水生生態(tài)系統(tǒng)的酸化，魚類的生存，繁殖受到戒脅.酸性溶液流入水生系統(tǒng)后,浮游動(dòng)植物不斷減少，從而影響到魚類的生存和率殖。當(dāng)酸度小于5.5時(shí),部分魚類難以生存：當(dāng)酸度小于4.5時(shí)，大部分水生生物死亡.2）陸生生態(tài)系統(tǒng)的酸化，土壤初耕化,隨著陸生生態(tài)系統(tǒng)的酸化，土塔中的營(yíng)養(yǎng)元素（鉀、鈣、鎂等）流失、有毒元素不斷溶出,微生物的固氮及分等有機(jī)質(zhì)等活動(dòng)受到抑制.土填的貧耕化造成綠色植物產(chǎn)量卜降.3）間接影響和危害人體健康。酸性的侵蝕作用使地下水中銅、鋁、鎘等金屬元素的濃度超出正常值的兒卜、上仃倍，食用該水體污染的魚類,必然對(duì)人體健康造成傷害.化工事故對(duì)環(huán)境的影響化工事故是化學(xué)物質(zhì)