三乙醇胺装置系统HAZOP分析报告

山东宏艺科技股份有限公司三乙醇胺装置HAZOP分析报告编制：审核：批准：日期：2015年10月21日HAZOP小组确认表组长李秀彬签字确认备注副组长王守国组员黄永刚组员赵贵亮组员韩立民组员赵洪祥HAZOP分析报告目录1前言2总则2.1HAZOP分析目的2.2HAZOP分析依据的图纸2.3HAZOP分析依据的资料2.4HAZOP分析的基本流程3概况介绍3.1装置规模3.2流程叙述3.3原料及产品3.4公用工程简介4HAZOP简介4.1HAZOP分析方法4.2分析动机5、HAZOP分析过程描述5.1准备工作5.1.1HAZOP小组组成及分工5.1.2HAZOP分析的范围5.2分析过程5.2.1HAZOP分析的时间和地点5.2.2装置节点划分5.2.3HAZOP分析使用的偏差列表6HAZOP分析成果6.1HAZOP分析记录表6.2HAZOP分析建议措施说明6.3HAZOP分析成果6.4HAZOP执行附：1、流程图（节点划分图）2、分析记录表3、建议措施汇总表4、风险评价准则1前言根据国家安监总局相关要求，为了实现本质安全，减少在危化品储存过程中可能存在的危害因素，合理分配安全资金投入等目的，山东宏艺科技股份有限公司有限责任公司安环科组织对公司三乙醇胺生产装置开展HAZOP（危险和可操作性）分析工作。HAZOP分析与研究主要针对研究范围内各参数偏差产生的原因、可能导致的后果及已采用的安全措施，对偏差产生的风险进行了分析，并对部分引起较大风险并且控制措施不足的偏差提出了进一步削减风险的措施。2.总则2.1HAZOP分析的目的本次HAZOP分析的主要目包括：①识别出三乙醇胺装置中可能存在的设计缺陷、设备故障、作业过程中的人员失误等可能带来的各种后果；②提出控制或降低风险以及改善工艺系统可操作性的措施，从而防止事故的发生或减小事故可能的后果。③通过HAZOP分析活动提高干部员工对更加装置深层次的认识，加强系统风险预防、控制手段。④在公司内部锻炼出一支具有一定HAZOP分析理论知识和实际操作能力的队伍。2.2HAZOP分析依据的图纸本次HAZOP分析的图纸为淄博汇智设计院提供的《三乙醇胺装置工艺管道及仪表流程图》。2.3HAZOP分析依据的资料本次HAZOP分析所依据的资料主要包括：（1）《生产工艺操作规程》（2）《三乙醇胺装置工艺管道及仪表流程图》（3）《特种设备台账》（4）《设备操作规程》（5）《安全设施台账》2.4HAZOP分析的基本流程3.装置概况介绍3.1三乙醇胺装置规模三乙醇胺装置年设计生产规模为2000吨，拥有一个罐区（2台100m3确定分析范围解释总体流程检查并赞同设计意图选择节点选择参数选择引导词对所选择参数使用引导词，得到偏差说明分析产生的原因、结果、已有措施，风险等级评估，提出建议措施。偏差是否可信是否得到所选参数的引导词偏差所有引导词是否都用于所选参数是否所有节点都已分析分析结束是否所有参数都已分析编制HAZOP分析报告环氧乙烷贮罐、2台50m3液氨贮罐），五套三乙醇胺反应系统。3.2罐区工艺3.2.1罐区组成环氧乙烷罐区由两台100m3不锈钢材质的卧式贮罐组成，两台贮罐一备一用，充装系数0．85，贮量：79吨。储罐区四周有围堰，高度约为1.2m。储罐区设置了有毒有害气体报警器2台、2只视频监控探头。液氨罐区由两台50m3碳钢材质的卧式贮罐组成，两台贮罐一备一用，充装系数0．85，贮量：32吨。储罐区四周有围堰，高度约为1.2m。储罐区设置了有毒有害气体报警器2台、2只视频监控探头。所有贮罐有高低液位、温度、压力远传报警系统。在储罐区进口安装了人体消除静电设施，所有管道均有静电接地，配备了移动式干粉灭火器。在储罐区两侧安装了独立避雷针3.2.2环氧乙烷罐区贮存工艺方法和特点环氧乙烷储罐原料是由专用槽罐车辆运输，压料至贮罐后充入N2进行氮封，氮封压力控制在0.2-0.4MPa左右。环氧乙烷贮罐有温度、压了、液位远传监控报警.在压料同时，三个数据出现异常情况时，进料管线上的紧急切断阀门自动关闭进料。液氨储罐原料是由专用槽罐车辆运输，压料至贮罐后充入N2进行氮封。贮罐有温度、压了、液位远传监控报警.在压料同时，三个数据出现异常情况时，进料管线上的紧急切断阀门自动关闭进料。3.2.3工艺流程说明环氧乙烷贮罐进料，进料前贮罐进料金属软管与槽车环氧乙烷出料口相连接，N2软管与槽车相应口相连接。然后打开贮罐进口阀，再打开槽车出料阀，打开槽车N2进口阀门，槽车充压至0.3-0.4Mpa。如贮罐压力升高，可适当开启放空阀，以使贮罐压力低于槽车压力。待料放空后，用N2对管道内余料进行吹扫。最后关闭N2阀，关闭槽车上N2阀，关闭出料阀，关闭贮罐进料阀。断开全套软管，备用。环氧乙烷计量罐进料，对计量罐进行氮气置换，然后通过氮气（≥0.25MPa）将环氧乙烷贮罐中的环氧乙烷压入环氧乙烷计量罐，并进行氮封（压力为0.02MPa）待用。液氨贮罐进料，进料前贮罐进料金属软管与槽车液氨出料口相连接，储罐气相平衡管与槽车气相口相连接。然后打开贮罐气相出口，再打开槽车气相阀门，相通进行气相平衡，然后再打开储罐物料进口阀，再打开槽车出料阀，开启液氨卸车泵进行卸车。待料卸净后，最后关闭储罐气相阀，关闭槽车上气相阀，关闭出料阀，关闭贮罐进料阀。断开全套软管，备用。3.3间歇法三乙醇胺合成工艺合成工艺3.3.1反应原理当氨和环氧乙烷（EO）进行反应时，氨分子上3个活泼的氢原子会逐个被羟乙基（—CH2CH2OH）取代而相继生产一乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）和三乙醇胺（TEA），反应的催化剂是碳酸氢铵（NH4HCO3）.3.3.2化学反应一乙醇胺生成反应：CH2CH2O+NH3→NH2CH2CH2OHNH3+H2NCH2CH2OHCH2H2CO环氧乙烷+氨→一乙醇胺二乙醇胺生成反应：2CH2CH2O+NH3→NH（CH2CH2OH）2NH3+CH2H2CO2CH2CH2OHHNCH2CH2OH2环氧乙烷+氨→二乙醇胺三乙醇胺生成反应：3CH2CH2O+NH3→N（CH2CH2OH）3NH3+CH2H2CO3CH2CH2OHNCH2CH2OHCH2CH2OH3环氧乙烷+氨→三乙醇胺上述是生成乙醇胺三个主反应，他们对于NH3而言是一组串联的逐次反应，对于EO则是一系列并行的竞争反应，只要一起反应，必然生成三种乙醇胺的混合物，想要单独生成某种乙醇胺是不可能的。当然，原料中NH3和EO的比例（NH3/EO摩尔比，称氨烷比)还是可以在一定程度上影响三种乙醇胺在产物中的相对比率。为了工艺的安全进行，环氧乙烷必须完全反应掉，通过过量氨水来解决。反应剩余的氨通过蒸氨蒸出，用水吸收生成的稀氨水，再用液氨配成一定浓度循环使用。蒸馏过程带出的水，少量一乙醇胺和二乙醇胺中间产物，随水和氨一起循环（氨的沸点为-33.5℃，一乙醇胺的沸点为170℃，二乙醇胺的沸点为268.8℃，三乙醇胺的沸点为360℃）。非正常状态下的氨，尾气以及环氧乙烷等通过氨吸收塔吸收。不外排。3.3.3工艺过程：（1）配氨操作将液氨罐来的液氨与水及氨吸收罐吸收的冷凝物料、吸收塔中的稀氨水，加入配氨罐，密闭混合后，通过检测计算配比成25%的氨水。（2）醇胺反应操作将配比好的25%的氨水通过泵加至密闭的反应釜中，温度加热至50℃，通过向环氧乙烷计量罐补入N2形成压力差，液态环氧乙烷由计量罐按一定流量加入反应釜中，此过程为放热反应，需用循环水通过盘管夹套和外循环冷却器降温，反应温度控制在50-95℃，最高压力低于0.3MPa，加完料后维持反应约0.5小时，使环氧乙烷完全反应。氨与环氧乙烷的投料物料摩尔比为3:4，反应生成物中一乙醇胺占4.6%，二乙醇胺占10.3%，三乙醇胺占85%，其他反应物占0.1%。（3）蒸氨操作环氧乙烷与氨水在反应釜中反应结束后，在反应釜盘管和夹套内通入蒸汽，进行负压密闭蒸馏。氨吸收罐与真空泵相连，在蒸氨中期启动真空泵，产生一定的负压，促使氨和部分水蒸气蒸出，蒸出的氨和部分水蒸气通过真空冷却器冷却，冷却得到的氨水进入氨吸收管，而极少量的未冷凝的氨气进入吸收塔被吸收。蒸出的氨及水通过冷凝器冷却后，由冷凝器密封压入氨吸收罐，冷凝介质为冷却水，冷凝率为95%。由于使用真空泵会产生少量的空气，需要放空排放，放空气体经吸收塔吸收后，经15米高排气筒排放，吸收率为93%。吸收塔中的稀氨水由稀氨水泵泵至配氨罐。蒸氨温度控制在90-140℃，负压密闭蒸馏，蒸馏出未反应的氨以及过量的水，通过检测釜内产品的水分，判断蒸馏是否完成，氨的蒸出率为100%。剩余的物料主要为醇胺混合物及少量的水、杂质，泵至成品罐待用。3.4原料及产品环氧乙烷理化性质分析表标识英文：epoxyethane;ethyleneoxide分子式：C2H4O分子量：44.05危险货物编号：21039UN编号：1040RTECS号：IMDG规则页码：CAS号：75-21-8理化性质外观与性状无色气体熔点/℃-112.2相对密度（空气=1）1.52沸点/℃10.4临界温度/℃195.8相对密度（水=1）0.87临界压力/MPA7.19饱和蒸汽压/kPa145.91(20℃)燃烧热/(kJ·mol-1)溶解性易溶于水、多数有机溶剂。毒性及健康危害接触限值中国TWA（mg/m3）：2STEL（mg/m3）：5美国TLV—TWA：ACGIH1ppm,1.8mg/m3前苏联MAC(mg/m3)：1美国TLV—STEL：未制定标准侵入途径吸入、经皮吸收。毒性：健康危害是一种中枢神经抑制剂、刺激剂和原浆毒物。急性中毒：患者有剧烈的搏动性头痛、头晕、恶心和呕吐、流泪、呛咳、胸闷、呼吸困难；重者全身肌肉颤动、言语障碍、共济失调、出汗、神志不清，以致昏迷。尚可见心肌损害和肝功能异常。抢救恢复后可有短暂精神失常，迟发性功能性失音或中枢性偏瘫。皮肤接触迅速发生红肿，数小时后起疱，反复接触可致敏。液体溅入眼内，可致角膜灼伤。慢性影响：长期少量接触，可见有神经衰弱综合症和植物神经功能紊乱。燃烧爆炸危险性燃烧性易燃闪点/℃-17.8(开杯)引燃温度/℃429爆炸极限：3.0%～100%危险特性其蒸气能与空气形成范围广阔的爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。若遇高热可发生剧烈分解，引起容器破裂或爆炸事故。接触碱金属、氢氧化物或高活性催化剂如铁、锡和铝的无水氯化物及铁和铝的氧化物可大量放热，并可能引起爆炸。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。燃烧分解产物一氧化碳、二氧化碳。稳定性不稳定禁忌物酸类、碱、醇类、氨、铜聚合危害聚合灭火方法切断气源。若不能立即切断气源，则不允许熄灭正在燃烧的气体。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：雾状水、抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳。标识中文名：氨[液化的，含氨＞50%]；液氨危险货物编号：23003英文名：Luquidammonia；ammoniaUN编号：1005分子式：NH3分子量：17.03CAS号：7664-61-7理化性质外观与性状无色有刺激性恶臭的气体。熔点（℃）-77.7相对密度(水=1)0.82相对密度(空气=1)0.6沸点（℃）-33.5饱和蒸气压（kPa）506.62/4.7℃溶解性易溶于水、乙醇、乙醚。毒性及健接触限值PC-STEL：30mg/m3侵入途径吸入。毒性LD50：350mg/kg(大鼠经口)；LC50：1390mg/m3，4小时，(大鼠吸入)康危害健康危害低浓度氨对粘膜有刺激作用，高浓度可造成组织溶解坏死。急性中毒：轻度者出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、咯痰等；眼结膜、鼻粘膜、咽部充血、水肿；胸部X线征象符合支气管炎或支气管周围炎。中度中毒上述症状加剧，出现呼吸困难、紫绀；胸部X线征象符合肺炎或间质性肺炎。严重者可发生中毒性肺水肿，或有呼吸窘迫综合征，患者剧烈咳嗽、咯大量粉红色泡沫痰、呼吸窘迫、谵妄、昏迷、休克等。可发生喉头水肿或支气管粘膜坏死脱落窒息。高浓度氨可引起反射性呼吸停止。液氨或高浓度氨可致眼灼伤；液氨可致皮肤灼伤。急救方法皮肤接触：立即脱去