论文总字数：44722字

摘 要

聚氯乙烯是非常重要的化工原料，而氯乙烯单体的生产直接决定了PVC的产量，然而在氯乙烯单体的生产过程中有许多危险有害因素和事故隐患。本文通过对国内外化工生产的安全现状和氯乙烯工业的发展情况进行总结，得出火灾、爆炸、中毒为化工过程中经常发生的安全事故，也是重点防范的对象。然后以两类危险源理论作为指导，结合故障类型及其影响和事故树的系统分析方法对氯乙烯生产过程中存在的第一类危险源和第二类危险源进行辨识。针对辨识出的危险，对乙炔法使用的工艺装置、设备等进行安全设计，从装置结构和材料、过程安全控制装置、危废物处理、消防灭火系统、报警通信系统5个方面作出了相应的设计。着重进行了安全阀、爆破片的计算选型；火炬装置的设计；消火栓用水量的确定和消防水池的设计以及报警探测器的选用。为提高氯乙烯生产过程的安全提供可能的方案。

关键词：危险源辨识；FMEA分析；危险单元评估；安全设计；氯乙烯

Abstract

Polyvinyl chloride is a important chemical raw material， and the production of vinyl chloride monomer directly determines the output of PVC. However， in the production process of vinyl chloride monomer， there are many hazardous factors of accidents. When the conditions are met， these dangerous factors will evolve into an accident.One hand， the production equipment cannot be operated normally and the output will decline dramatically.At the other hand， the lives and property of the personnel are subject to huge losses， causing bad social impact.By summarizing the current status of the safety of chemical production at home and abroad and the development of the vinyl chloride industry， it is concluded that fire， explosion， and poisoning are safety accidents that frequently occur in the chemical industry， and are also the main targets of prevention. Therefore， this paper used the two types of hazard sources theory as a guide， and the first and second types of hazards existing in the production process of vinyl chloride are identified by the systematic analysis methods of fault types and their effects. Aiming at the identified dangers， the safety design of facilities， devices and operation measures was carried out from 12 aspects involved in chemical safety， which provided possible solutions for improving the safety of vinyl chloride production process.

Keywords: hazard identification; FMEA analysis; hazard unit assessment; safety design; vinyl chloride

目 录

摘 要 II

目 录 IV

第一章 引言 1

1.1 化工生产过程的特点 1

1.2 化工生产安全现状 2

1.3 氯乙烯生产现状及典型事故分析 3

1.3.1乙炔法生产现状 3

1.3.2乙烯法生产现状 4

1.4 化工安全设计分析 6

1.5 设计内容及方法 7

第二章 氯乙烯生产过程的危险有害因素辨识 8

2.1 氯乙烯生产概况 8

2.1.1 生产方法 8

2.1.2控制条件 9

2.1.3 工艺流程 9

2.1.4 生产过程的单元划分 11

2.1.5 反应器的选择 11

2.2 生产过程物料危险性辨识 12

2.3 工艺过程危险辨识 14

2.3.1 原料的净化阶段 14

2.3.2催化转化阶段 15

2.3.3 产物精制阶段 16

2.4 单元操作危险辨识 16

2.5 氯乙烯生产过程的故障类型和影响分析 18

2.5.1 FMEA简介 18

2.5.2 FMEA的步骤 18

2.5.3 FMEA具体分析 20

2.6 氯乙烯生产过程事故树分析 27

第三章 氯乙烯生产安全设计 31

3.1 装置结构与材料的安全设计 31

3.2 过程安全装置设计 31

3.2.1压力控制装置 31

3.2.2 稳定装置 37

3.2.3紧急控制装置 37

3.3 危废物处理安全设计 38

3.3.1排放设备 38

3.4 消防灭火系统安全设计 42

3.4.1 消火栓系统 42

3.5报警通信系统安全设计 45

3.5.1火灾报警系统 46

3.5.2 可燃及有毒气体探测报警系统 48

第四章 氯乙烯生产过程安全对策措施 50

4.1 引燃引爆能量的安全措施 50

4.2 电力及动力系统安全措施 51

4.3 防止误操作安全措施 52

4.4 提高耐火能力的安全措施 53

4.5防止火灾蔓延及爆炸扩展的安全措施 54

第五章 氯乙烯装置试运转安全分析 56

5.1 运转安全分析 56

5.1.1操作运转分析 56

5.1.2 运转中的检查 56

5.2 紧急停车 57

5.2.1 紧急停车的原因 57

5.2.2紧急停车的处理 58

第六章 典型事故案例分析 59

6.1美国伊利诺伊州台塑PVC工厂事故 59

6.1.1工厂安全装置及应急程序 59

6.1.2事故描述 61

6.1.3事故原因分析及建议 61

第七章 结论与展望 64

参考文献 65

第一章 引言

1.1 化工生产过程的特点

化学工业是一门使用化学的原理及其工艺来制造产品的工业。其涉及到的行业之广泛，产品种类之丰富，生产技术之复杂，在所有工业门类中都是不可忽视的存在，因此其在国民经济中有着非常重要的地位。近年来随着科技的发展，化工、石化技术突飞猛进，人们的生活水平越发依赖于化工产品的发展，而且化学工业月农业、食品、纺织、材料、重工、轻工及国防等部门密切相关，它为国民经济中其他部门的发展提供了丰富而又不可或缺的原材料。我国的化工经过数十年的发展，其规模和产量已在世界上名列前茅，典型的产品如碳酸钠、碳酸氢钠、合成氨、化肥、乙烯、农药等都在市场中占有重要的份额^[1]。

然而，随着化学工艺的不断更新与改进，新的产品、技术和装置层出不穷，人们在享受到这些进步带来的便利的同时，也要面对之前所未曾遇到过的新的安全隐患和危险。化学工业是一门危险性较大的行业，其特点和原因在于：

1. 原料和成品等多为危险品

化学生产所需的原始物料、中间产物和最终产品的种类、数量都非常多。并且其中的大多数都具有强烈的腐蚀性和燃爆风险，有的甚至是剧毒。因此要做到安全地储运、产出这些物料、中间产品、燃料绝非易事，是有着一些必须要遵从的要求的。

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