摘 要

本次设计首先对丙烯氨氧化法制丙烯腈的工艺进行了系统的介绍，然后重点分析了工艺工程中存在的反应原料、物料储存、反应过程中潜存的危险性因素。本次设计主要采用的是安全分析方法是道化学火灾、爆炸危险指数以及危险可操作性研究法。针对丙烯腈合成工艺中可能潜存的危险性因素进行系统化的分析，并对存在风险的设备和装置进行相关的防护设计以及对相应工作人员的操作建议。本次设计还对整个丙烯腈工艺流程的消防系统进行相关的设计，包括对消防冷却水的设计以及泡沫灭火器的设计。由于在正常生产的过程中，可能会产生静电的情况，所以本次设计也对系统进行了防静电的设计，与此同时，也增加了对系统的防雷电设计。考虑到丙烯腈工艺中存在着较大的火灾危险性和爆炸危险性，所以在安全设计的步骤中加入了对系统的防火以及防爆设计。在设计的最后还对丙烯腈工艺中实际操作提出了改善方案以及建立了相关的应急预案和安全附件设计。

关键词：丙烯腈 工业生产 分析 防火防爆 设计

Abstract

In this design, the process of acrylonitrile oxidation of propylene was systematically introduced. Then, the risk factors of the reaction materials, material storage and reaction process existed in the process engineering were analyzed. This design is mainly used in the safety analysis method is the chemical fire, explosion hazard index and dangerous operability research method. A systematic analysis of the risk factors that may be inherent in the acrylonitrile synthesis process is carried out and relevant protective equipment and equipment for the presence of risk and the operational recommendations for the corresponding staff are provided. The design also carries out the relevant design of the entire acrylonitrile process fire system, including the design of fire-fighting cooling water and the design of foam fire extinguishers. As in the normal production process, may produce static electricity, so this design also on the system of anti-static design, at the same time, also increased the system of lightning protection design. Taking into account the acrylonitrile process there is a large fire hazard and explosion hazard, so in the safety design steps to join the system of fire and explosion-proof design. At the end of the design of the acrylonitrile process in the actual operation of the proposed improvement program and the establishment of the relevant contingency plans and safety accessories design.

Key words: Acrylonitrile Industry production Fire and explosion protection Safety Design

目录

第一章 概述 1

1.1 设计背景 1

1.2 设计内容 1

第2章 丙烯腈合成工艺 3

2.1合成原理 3

2.2 参数确定 3

2.2.1 丙烯腈反应的设计准则 3

2.2.2 反应温度 4

2.2.3 反应压力 4

2.2.4 反应器进料配比 5

2.3 合成过程 5

2.4合成装置 6

2.5 安全防火重点部位 7

2.5.1 氧化反应器 7

2.5.2急冷塔 7

2.5.3焚烧炉 8

第三章 丙烯腈合成工艺危险有害因素辨识 9

3.1 危险有害因素辨识定义及目的 9

3.2 原料及其产物危险性 9

3.2.1丙烯腈 9

3.2.2丙烯 9

3.2.3氨 10

3.2.4乙腈 10

3.2.5氢氰酸 10

3.3 物料储存危险性 11

3.4 工艺反应危险性 12

3.4.1高温危险性 12

3.4.2物料配比危险性 13

3.4.3副反应危险性 13

3.4.4 产物易聚合，堵塞设备管路 13

3.4.5物料易产生静电，潜在静电火源 13

第四章 安全技术 15

4.1 道化学火灾、爆炸危险指数评价 16

4.1.1 计算过程 17

4.1.2 丙烯腈合成工艺危险性分析汇总 18

4.1.3 道化学火灾、爆炸危险指数评价结论 19

4.2 HAZOP分析 19

4.3消防系统设计 21

4.3.1 消防冷却水用量 21

4.3.2 泡沫灭火用水量 21

4.4 防火防爆设计 22

4.4.1 可燃气体报警仪 22

4.4.2 防火分区 23

4.5防火堤设计 24

4.6工艺防雷、防静电设计 25

4.7 应急预案 25

4.7.1 火灾事故预案考虑要点 25

4.7.2 泄漏事故预案考虑要点 26

4.8安全附件的设计 27

4.8.1 建立健全安全生产管理制度 27

4.8.2设备设施生命周期管理、职业卫生安全管理 27

第五章 设计总结 29

致谢 30

参考文献 31

第一章 概述

1.1 设计背景

在现在的化工工艺中，丙烯腈占有很重要的地位。它可以合成众多的化工产品聚合物，例如：丁腈橡胶、聚丙烯纤维、ABS树脂等。大量有机材料也由丙烯腈充当重要的反应产物的。例如： 已二腈、丙烯酰胺等。^【1】丙烯腈在腈纶纤维的生产中占有约55%的比例。在化工工艺中，腈纶纤维的使用很广泛，是所有合成纤维中使用量第三大的品种。其被利用的数目仅次于涤纶和尼龙。丙烯腈在ABS/AS塑料上的应用也很广泛。这些塑料在工程塑料中的使用率很高，因为其耐热、耐光、高强度和耐熔性均较好。丁腈橡胶的合成原料中，必不可缺的就是本次设计的主要对象。丙烯酰胺是由丙烯腈通过催化水合制得的，能够在废水处理、化工石油等方面起到巨大作用。已二腈的获取也与本次设计主要对象有着密不可分的关系。

在丙烯腈的生产过程中，还有这很多隐患，例如安全隐患、健康隐患、环境隐患。这些隐患隐藏在丙烯腈工艺流程中的不同区域内。例如丙烯腈的原料就有着很高的安全隐患。各种不同的物料有着不同的化学性质。而这些化学性质的很多方面都会对丙烯腈工艺的正常生产造成不同程度阻碍。因此在投入生产之前，必须先对这些物料进行安全分析，使得这些潜在的危害发生几率降低以及造成的影响下降。