偶氮化工艺安全控制设计指导方案.docx

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1、偶氮化工艺安全控制设计指导方案目录1概述11.1 偶氮化工艺11.2 偶氮化反应类型11.2.1 脂肪族偶氮化合物合成11.2.2 芳香族偶氮化合物合成61.3 偶氮化工艺关键设备和重点监控单元71.3.1 偶氮化工艺的关键设备71.3.2 偶氮化工艺的重点监控单元71.4 偶氮化工艺涉及的主要危险介质81.4.1 偶氮化原料81.4.2 产品和中间产品81.4.3 其他91.5 XX省主要偶氮化工艺产品目录92危险性分析102.1 固有危险性102.1.1 火灾危险性102.1.2 爆炸危险性102.1.3 中毒危险性112.1.4 腐蚀及其他危险性112.2 工艺过程的危险性分析112.2

2、.1 反应过程的危险性112.2.2 后处理过程的危险性122.2.3 反应安全风险评估122.2.4 危险和可操作性分析123重点监控的工艺参数和控制要求133.1 温度133.2 压力133.3 液位（或重量）133.4 PH值133.5 搅拌133.6 月并流量和反应物质的配料比143.7 其他144推荐的安全控制方案154.1 各工艺参数的控制方式154.2 工艺系统控制方式154.2.1 基本监控要求154.2.2 基本控制要求154.3 根据反应安全风险评估结果，制定相应的控制措施184.4 仪表系统选用原则184.4.1 基本过程控制系统（BPCS）选用原则184.4.2 安全仪

3、表系统选用原则184.4.3 气体检测报警系统（GDS）选用原则194.5 其他安全设施195通用设计要求215.1 收集产品工艺资料215.2 确定改造范围215.3 仪表设备选型225.4 提交方案225.5 与建设方技术交底，提交改造图纸，签署设计变更226典型工艺安全控制系统改造设计方案236.1 工艺简述236.1.1 缩合工序236.1.2 氧化工序236.2 装置偶氮化工艺危险性分析236.2.1 固有危险性246.2.2 工艺过程的危险性246.3 装置偶氮化工艺控制方案综述246.3.1 缩合工序246.3.2 氧化工序267偶氮化工艺安全控制系统设计指导方案附表、附图287

4、.1 XX省主要偶氮化工艺产品目录（附表1）287.2 偶氮化工艺重点监控参数的控制方式（附表2）287.3 企业需提交的设计资料清单（附表3）287.4 某企业偶氮化工艺控制、报警、联锁一览表（附表4）287.5 某企业偶氮化工艺管道与仪表流程图（附图1）28附表1XX省主要偶氮化工艺产品目录29附表2偶氮化工艺重点监控参数的控制方式30附表3企业需提交的设计资料清单32附表4某企业偶氮化工艺控制、报警、联锁一览表33附图1某企业偶氮化工艺管道与仪表流程图351概述1.1 偶氮化工艺合成通式为R-N=N-R的偶氮化合物的反应为偶氮化反应，式中R为脂炫基或芳煌基，两个R基可相同或不同。涉及偶氮

5、化反应的工艺过程为偶氮化工艺。脂肪族偶氮化合物由相应的脚经过氧化或脱氢反应制取。芳香族偶氮化合物一般由重氮化合物的偶联反应制备。1.2 偶氮化反应类型偶氮化反应典型工艺主要包括脂肪族偶氮化合物合成和芳香族偶氮化合物合成。脂肪族偶氮化合物合成（1）偶氮二异丁懵目前生产偶氮二异丁月青的工艺路线为：水合肿和丙酮鼠醇反应，再经液氯氧化制备偶氮二异丁月青。第一步为丙酮氟醇与水合肺反应生成二异丁庸朋，第二步是二异丁月青胱经氯气氧化生成偶氮二异丁月青，此方法是目前较多的生产企业采纳的较成熟的合成工艺技术。生产流程包括缩合、氧化、精制3个工序。氧化剂也可采用双氧水。CH3CH3HONNH HA CH3C NN

6、 CCH3 +2H)OII-CNCN二异丁二异丁睛腓偶氮二异丁精CH3CH3H H INaBrCH3 C NN C CH3 + H2O2 A CH3 NCH3 + 2H2OC二异丁而脐偶氮二异丁脐（2）偶氮二异庚月青目前生产偶氮二异庚懵的工艺路线有二种：甲基异丁基甲酮与水合脱反应生成己酮连氮，用氟氢酸氟化为二异庚月青脱，再用氯气氧化为偶氮二异庚懵，该工艺氟化难，生产过程中易发生中毒事故。用次氯酸钠氧化偶合2-氨基-2,4-二甲基戊月青（氨基庚月青）为2,2-偶氮（2,4-二甲基戊月青），即偶氮二异庚月青。甲基异基甲酮己酮连氮C2HCN己酮连氮CH3CNCNCH3IH2IHHIH2ICHCCNN

7、CCCHH3CxIICFCH3CH3二异庚月胡井:异庚靖腓偶氮二界庚睛(3)偶氮二甲酸二乙酯DEADDEAD是一类同时带有偶氮和竣基官能团的化合物。目前工艺路线有三种：氯甲酸乙酯滴加到水合肌的乙醇溶液，得到氢化偶氮二甲酸二乙酯,与二氯甲烷混合机械搅拌，缓慢以氯气氧化，得到DEAD。在乙醇钠的作用下，碳酸二乙酯与肿基甲酸乙酯加热反应。得到氢化偶氮二甲酸二乙酯；在酸性溶液中，以澳或氢浪酸或漠化钠、溟化钾作催化剂，滴加过量双氧水，得到橘黄色偶氮二甲酸二乙酯。直接在二氯乙烷、肿基二甲酸二乙酯、漠素和水的混合溶液中滴加次氯酸钠水溶液来生产偶氮二甲酸二乙酯。CK、氯甲酸乙酯肿0人。+阳碳酸二乙酯八ATH0

8、肿基二甲酸二乙酯水，氯气0、。人+2hci0偶氮二甲酸二乙酯0jJL氢溪酸，双氧水、/、。/、H加热肿基甲酸乙酯0XXX+/N0偶氮一甲酸一乙酯二氯乙烷，Bis,水次氯酸钠002+H2NNH2乙醇，二氯甲烷偶氮一甲酸一乙酯(4)偶氮二甲酸二异丙酯DIAD目前生产DlAD的工艺路线为：氯甲酸异丙酯与水合朋反应合成肺-1,2-二甲酸二异丙酯，再用浓硝酸或氯气或湿素、NBS等氧化剂氧化而得。浓硫酸，HBrH2O2偶氮二甲酸二异内酯122芳香族偶氮化合物合成由重氮化合物的偶联反应制备的偶氮化合物。重氮盐在适当条件下与酚或芳胺反应，生成有颜色的偶氮化合物。实质上是芳环上的亲电取代反应，重氮盐正离子是个弱

9、亲电试剂，为此必须和苯环上带有最强的第一类定位基团的化合物才能发生反应。所以通常只限于与酚和芳胺偶联。反应常发生在羟基或氨基的对位，如对位被占据时，则发生在邻位。(1)与酚偶联CH3（2）与芳胺偶联1.3 偶氮化工艺关键设备和重点监控单元1.3.1 偶氮化工艺的关键设备偶氮化工艺的关键设备是偶氮化反应釜和后处理设备。偶氮化反应一般采用釜式反应器，偶氮化过程反应（如缩合、氧化、偶联等）主要在反应釜内进行。后处理单元包括精储、结晶、离心以及干燥等工序，涉及的设备有精循塔/釜、结晶釜、离心机、干燥机等。1.3.2 偶氮化工艺的重点监控单元偶氮化工艺的重点监控单元为偶氮化反应和后处理单元，偶氮化反应单

10、元重点监控反应釜内温度、压力、液位、PH值；反应釜内搅拌速率；肿流量；反应物质的配料比等。后处理单元重点监控温度。偶氮化反应为放热反应，生产过程中的部分阴类化合物和偶氮化合物受热易分解甚至爆炸。在反应过程中因冷媒流量不足、进料量过大、搅拌停车或故障等，可能导致反应釜内温度过高引发事故，因此反应釜应设爆破片、安全阀等安全附件以及紧急冷却、紧急停车以及紧急泄放等设施。由于部分偶氮化合物极不稳定，活性强，受热或摩擦、撞击等作用能发生分解甚至爆炸。后处理单元需监测处理温度，设置冷却联锁自动控制调节装置和惰性气体保护的联锁装置。1.4 偶氮化工艺涉及的主要危险介质偶氮化原料偶氮化工艺涉及到的原料有水合脱

11、、氯、双氧水、丙酮氟醇、次氯酸钠、氨基庚懵、氯甲酸乙酯、碳酸二乙酯、氯甲酸异丙酯、浓硝酸、浪素、NBS、酚、芳胺等。上述物料大多具有毒性、腐蚀性，且有强刺激性：如丙酮氟醇、氯、氯甲酸乙酯等为剧毒品，氯、水合阴、浓硝酸、澳素、次氯酸钠等具有强腐蚀性；双氧水为强氧化剂，助燃，具有刺激性；酚有强烈的刺激性和腐蚀性；氯甲酸异丙酯、碳酸二乙酯等为易燃易爆物品，具有燃爆危险性。产品和中间产品偶氮化反应中间产品为脱类化合物，如偶氮二异丁月青脱、二异庚曙肺、脱-1,2-二甲酸二异丙酯等，具有毒性，腐蚀性，易发生分解爆炸，遇氧化剂能自燃。产品主要有偶氮二异丁情，偶氮二异庚情，偶氮二甲酸二乙酯，偶氮二甲酸二异丙酯

12、以及芳香族偶氮化合物等。偶氮二异丁月青、偶氮二异庚懵易氧化，不稳定，受热激烈分解，遇明火、高温、氧化剂易燃，遇热分解可燃性气体，燃烧产生有毒氮氧化物烟雾。偶氮二甲酸二乙酯对光、热和震动敏感，加热时可猛烈爆炸。芳香族偶氮化合物都很稳定，不属于危险化学品。其他偶氮化工艺过程使用的溶剂包括：甲醇、乙醇、二氯甲烷、二氯乙烷等。醇类、二氯乙烷易燃，其蒸气与空气能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。二氯甲烷遇明火高热可燃，受热分解能发出剧毒的光气；若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。1.5 XX省主要偶氮化工艺产品目录XX省主要的偶氮化工艺有偶氮二异丁月青、偶氮二异庚月青以及芳香族偶氮化

13、合物的合成等。XX省主要偶氮化工艺产品目录详见附表Io2危险性分析偶氮化反应是一个放热过程，反应原料具有燃爆危险性；偶氮化生产过程所使用的肺类化合物，具有毒性、腐蚀性，易发生分解爆炸，遇氧化剂能自燃；生产的部分偶氮化合物极不稳定，活性强，受热或摩擦、撞击等作用能发生分解甚至爆炸。2.1 固有危险性固有危险性是指偶氮化反应中的原料、产品、中间产品等本身具有的危险有害特性。2.1.1 火灾危险性偶氮化反应涉及的原料、产品、中间产品等具有易燃性，如氯甲酸异丙酯、碳酸二乙酯、甲醇、乙醇、二氯乙烷等均为易燃液体；偶氮化生产过程所使用的脱类化合物易发生分解爆炸，遇氧化剂能自燃。常用氧化剂如氯气、双氧水等具

14、有强氧化性、助燃性。偶氮二异丁月青、偶氮二异庚懵遇明火、高温、氧化剂易燃；遇热分解可燃性气体。2.1.2 爆炸危险性偶氮化反应涉及的部分原料具有燃爆性，如氯甲酸异丙酯、碳酸二乙酯、甲醇、乙醇、二氯乙烷等易燃液体的蒸汽，暴露在空气中形成爆炸性混合物，遇明火会发生爆炸。双氧水为爆炸性强氧化剂，能与可燃物反应放出大量热量和氧气而引起着火爆炸。中间产品朋类化合物，易发生分解爆炸。部分偶氮化合物极不稳定，活性强，受热或摩擦、撞击等作用能发生分解甚至爆炸。偶氮二异丁月青、偶氮二异庚晴与氧化剂混合可爆；偶氮二甲酸二乙酯对光、热和震动敏感，加热时可猛烈爆炸。2.1.3 中毒危险性偶氮化反应涉及到的原料、产品、中间产品大多具有毒性。如丙酮氟醇、氯、氯甲酸乙酯等为剧毒品。丙酮氟醇对呼吸、消化系统均有很大毒性，皮肤吸收后也会产生中等毒性；氯腐蚀眼睛、皮肤和呼吸道，液体迅速蒸发可能引起冻伤，吸入可能引起类似哮喘反应、肺炎甚至肺水肿，接触可能导致死亡。氯甲酸乙酯腐蚀眼睛、皮肤和呼吸道，食入有腐蚀性，吸入蒸气可能引起