摘 要

本文就环氧乙烷生产过程的危险性分析及安全设计开展论文研究工作，经过了重大危险源的辨识，发现该项目的危险性极高，生产过程中只要发生事故，就很有可能造成不可预估的人员伤亡和财产损失。本篇文章主要是从物料、设备、工艺过程这几个方面对环氧乙烷生产过程中的危险有害因素展开分析，并依据危险度分析结果，使用预先危险性分析、危险与可操作性分析、事故树、道化学等方法对项目进行分析。最后，针对该项目的安全生产特点，提出了有针对性的自动化控制要求及安全管理措施建议。

关键词：环氧乙烷 氧化工艺 事故树 自动化控制

Risk Assessment and Safety Design of Ethylene Oxide Production Process

Abstract

This paper studies the risk analysis and safety design of ethylene oxide(EO) production process. It is found that the project is extremely dangerous after identification of major hazard sources. If accidents occur in the production process, it will cause unpredictable casualties and property losses. This article mainly analyzes the hazardous and harmful factors in the production process of EO from the aspects of materials, equipment and process. Based on the results of hazard analysis, preliminary hazard analysis(PHA), hazard and operability study(HAZOP),fault tree analysis(FTA), Dow chemistry and other methods are used to analyze the project. Finally, according to the safety production characteristics of the project, targeted automatic control requirements and safety management measures are proposed.

Key Words:Ethylene oxide; Oxidation process; Fault Tree Analysis; Automatic control

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题的背景及其意义 1

1.2 危险性分析方法及国内外研究概况 1

1.3 化工过程中的安全设计 2

第二章 生产工艺概况 3

2.1 概况 3

2.2 工艺路线 3

2.2.1 环氧乙烷主要生产方法 3

2.2.2 反应机理 3

2.2.3 工艺流程 4

2.2.4 催化剂的选择 4

2.2.5 反应压力 4

2.2.6 反应温度及空速的影响 4

2.2.7 原料纯度及配比 5

2.3 主要物料 5

2.4 主要设备设施 5

2.5 反应器的物料衡算 6

第三章 危险有害因素分析 8

3.1 危险有害因素辨识 8

3.2 物料的危险有害因素分析 8

3.2.1 危化品的理化性质 8

3.2.2 危化品重大危险源辨识 8

3.2.3 重大危险源的分级 9

3.3 设备的危险有害因素辨识 9

3.3.1 乙烯、环氧乙烷储存罐 9

3.3.2 氧化反应器 9

3.3.3 环氧乙烷泵 10

3.3.4 混合器 10

3.3.5 氧气储罐 10

3.4 工艺过程危险有害因素辨识 10

3.4.1 工艺过程 10

3.4.2 危险、有害因素辨识 10

第四章 定性定量分析 14

4.1 预先危险性分析 14

4.1.1 预先危险性分析内容 14

4.1.2 预先危险性等级的划分 14

4.1.3 环氧乙烷生产的预先危险性分析 14

4.2 危险度评价法 17

4.2.1 简介 17

4.2.2 危险度分级 18

4.2.3 本项目的危险度评价 18

4.3 HAZOP分析 18

4.3.1 HAZOP分析的目的 18

4.3.2 环氧乙烷储罐的HAZOP分析 19

4.3.3 小结 20

4.4 事故树分析 21

4.4.1 事故树的建立 21

4.4.2 求最小割集 22

4.4.3 求最小径集 22

4.4.4 结构重要度分析 23

4.4.5 评价结果讨论 23

4.5 道化学火灾爆炸危险指数分析 23

4.5.1简介 23

4.5.2 氧化反应器的道化学评价过程 23

4.5.3 环氧乙烷储罐的道化学评价过程 26

4.6 蒙德法火灾爆炸毒性指数分析 29

4.6.1 环氧乙烷储罐的蒙德法评价过程 29

第五章 安全设计与措施 33

5.1 环氧乙烷生产的自动化安全设计 33

5.1.1 环氧乙烷反应单元ESD系统 33

5.1.2 精制单元ESD系统 34

5.1.3 罐区安全联锁系统 35

5.2 安全对策措施 36

5.2.1 防火防爆措施 36

5.2.2 中毒窒息防护措施 38

第六章 总结与展望 39

6.1 总结 39

6.2 展望 39

参考文献 40

致谢 42

第一章 绪论

1.1 课题的背景及其意义

环氧乙烷在乙烯工业衍生物中，作为主要的基本的化工原料，它的重要程度仅次于聚乙烯，它在很多产业中都具有非常普遍的应用，如洗涤、印染等等。现在国内环氧乙烷大多数是用来生产乙二醇，近占消费总量的百分之八十^[1]。

虽然环氧乙烷的用处非常多，但它却是一种易燃易爆的有毒有害物质，不易于运输。它作为一种易燃气体，在工艺生产过程中、道路运输过程中、仓储等情况下极易发生危险。除此之外，环氧乙烷对热源的敏感性非常高，只要其反应性物质中的活性基团受到外部能量的引发，就非常容易发生火灾、爆炸事故。因此我们必须对环氧乙烷生产过程中的危险有害因素进行分析，并制定相应的安全对策，降低这些危险有害因素。

1.2 危险性分析方法及国内外研究概况

现在普遍的评价方法分定性和定量两大类。随着时间积累，这两种方法也在很多方面有了很大的应用。以下便着重对各种定性和定量方法进行概述。