异辛烷生产安全问题分析

杨伟利，司 恭

(河南省安全科学技术研究院，河南 郑州 450004)

异辛烷生产安全问题分析

杨伟利，司 恭

(河南省安全科学技术研究院，河南 郑州 450004)

针对烷基化、加氢工艺特点，系统分析了异辛烷生产过程中涉及的危险有害物质和存在的主要危险有害因素，有针对性地提出了安全对策措施、建议。

异辛烷；生产；安全

随着环境保护要求的日益严格，对车用汽油烯烃含量及硫含量提出了更高的要求。异辛烷辛烷值为100，是生产清洁高辛烷值汽油最理想的调和组分，其应用将会越来越广泛[1]。生产中涉及的加氢工艺、烷基化工艺[2]属于危险化工工艺，液化石油气、氢气、异丁烷、正丁烷、天然气等是易燃易爆化学品，硫酸、盐酸属于第三类非药品类易制毒化学品，且液化石油气、天然气、氢气、二氧化硫、三氧化硫属于重点监管的危险化学品，生产过程中具有较高的危险性，安全问题不容忽视。

1 烷基化生产异辛烷工艺技术

异辛烷生产主要包括原料处理系统、反应系统、制冷系统、流出物处理系统、分馏系统、酸碱系统等。

原料醚后C4经加氢脱除其中的杂质丁二烯，与芳后C4混合进入脱轻烃塔脱出轻组分，然后，与脱异丁烷塔过来的异丁烷混合后进入烷基化[3]反应器，该反应以浓硫酸作催化剂，反应后的物料进入酸沉降器，分离出硫酸，异丁烯与异丁烷反应生成2,2,4-三甲基戊烷，即异辛烷。另外，对工艺过程中异辛烷装置产出的废硫酸进行热裂解，制取SO2炉气。采用酸洗净化，两转两吸接触法工艺，使废硫酸得以再生，再生出的98%浓硫酸全部返回异辛烷装置。

主要反应式及简图1如下：

图1 异辛烷生产工艺流程简图

2 生产过程中涉及的主要危险有害物质

对异辛烷生产过程中涉及的原料、中间产物、副产品的种类、危险类别、分布情况进行辨识与分析，结果汇总见表1。

表1 异辛烷生产中涉及的主要危险有害物质种类、分布情况。

3 生产过程存在的主要危险有害因素

3.1 火灾、爆炸

3.1.1 生产过程涉及的物料液化石油气、氢气、异丁烷、天然气、氢气和甲烷混合物、正丁烷均属于易燃气体，火灾危险性均为甲类。异辛烷属于甲类易燃液体。以上物质与空气混合能形成爆炸性混合物，具有易燃易爆的危险性。

3.1.2 液化石油气、天然气、氢气、二氧化硫、三氧化硫、1,3-丁二烯均属国家安全监管总局公布的重点监管的危险化学品，危险性较大。

3.1.3 氢气密度比空气小，爆炸极限范围宽(体积比4%～75%)，爆炸下限低、点火能量小(0.019mJ)，极易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热或明火即发生爆炸。与氟等卤素会剧烈反应。

3.1.4 生产、储存系统涉及的压力容器较多，如烷基化反应器、干吸塔、脱轻塔、脱异丁烷塔、脱正丁烷塔、原料储罐等。若受热压力升高、安全附件失效，存在发生物理爆炸的危险性，并可由此引发火灾、爆炸等事故。

3.2 中毒、窒息

3.2.1 废酸再生装置使用的五氧化二钒属于毒害品，作业人员有发生中毒的危险，尤其是在更换催化剂时更易发生中毒事故。二氧化硫属于有毒气体，具有毒害性。造成中毒的原因有：设备、管道、阀门部件密封不好或损坏；有毒气体泄漏检测报警探头失效等；更换催化剂未采取有效的防护措施。

3.2.2 异辛烷具有毒害性。用作吹扫、置换气的氮气具有窒息的危险性。硫酸、盐酸均属于Ⅲ级(中度危害)有毒物质。因此生产过程中存在发生中毒、窒息事故的可能性。

3.3 灼烫、腐蚀

灼烫包括化学灼伤、高温烫伤、低温冻伤等。

3.3.1 硫酸、盐酸均为国家安全监管总局公布的第三类非药品类易制毒化学品，同属酸性腐蚀品，具有强腐蚀性。废酸再生的中间产物三氧化硫也属于酸性腐蚀品，具有腐蚀性。腐蚀性物质的危险危害性主要表现在两个方面，一是对人的化学灼伤，二是对物的腐蚀。

3.3.2 生产过程中使用蒸汽、导热油炉，生产场所的部分设备和管道外壁温度较高，如果保温及隔热措施不当，都会造成高温烫伤。混合C4、混合丙烷、正丁烷等液化烃在生产、储存、装卸过程中若发生泄漏，可造成人员冻伤。

3.4 其他危险有害因素

除以上几种主要危险有害因素外，还存在电气伤害、机械伤害、高处坠落、物体打击、噪声与振动、车辆伤害等，也应引起足够的重视。

4 安全对策措施

4.1 确保防火间距符合要求

厂区内合理布置，保证生产车间、储存设施、公辅设施、办公设施合理分区。异辛烷企业生产装置区、储罐区、装卸区火灾危险性均为甲类，应严格按照GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》等国家标准保持相应的防火间距，减少相互影响。

厂区应按规定设置环形消防通道。建筑物的耐火等级、层数、建筑面积、防火分区、防爆泄压设施等应严格执行国家规定。

4.2 提高危险化工工艺的密闭化、自动化水平

4.2.1 针对烷基化工艺，采取相应的自动化监控措施，设计可靠的监测仪器、仪表。重点监控烷基化反应釜内温度和压力、烷基化反应釜内搅拌速率、反应物料的流量及配比等工艺参数。安全控制要求设置反应物料的紧急切断系统、紧急冷却系统、安全泄放系统、可燃和有毒气体检测报警装置等。

4.2.2 针对加氢工艺，重点监控加氢反应釜温度、压力、加氢反应釜内搅拌速率、氢气流量、反应物质的配料比、系统氧含量、冷却水流量、氢气压缩机运行参数、加氢反应尾气组成等。安全控制要求设置温度和压力的报警和联锁、反应物料的比例控制和联锁系统、紧急冷却系统、搅拌的稳定控制系统、氢气紧急切断系统、循环氢压缩机停机报警和联锁、氢气检测报警装置等。

4.2.3 实现进料、输送等环节的密闭化、机械化、自动化操作，减少从业人员与危险有害物质的接触。

4.3 提升重点监管危险化学品安全设施水平

针对重点监管危险化学品应突出重点、强化安全管理工作。异辛烷生产过程中涉及液化石油气、氢气、异丁烷、天然气、正丁烷、二氧化硫、三氧化硫、五氧化二钒等多种易燃、有毒危险物质，其中液化石油气、天然气、氢气、二氧化硫、三氧化硫属于重点监管的危险化学品，极易引起火灾、爆炸、中毒事故，造成人员伤亡。为及时发现泄漏情况，应根据生产场所、储存区介质不同，安装液化石油气、氢气、二氧化硫等可燃、有毒气体检测报警仪。

4.4 完善防爆电气的设置

由于生产中涉及的物料大多具有火灾爆炸危险性，火灾危险性均为甲类，生产装置区、储罐区、装卸区均属于爆炸危险性气体环境，异辛烷、液化石油气、正丁烷、异丁烷区域电气设备的防爆电气等级不应低于IIAT2，氢气区域电气设备的防爆电气等级不应低于IICT1，甲烷区域电气设备的防爆电气等级不应低于IIAT1。装车区、灌装区罩棚下按要求设置防爆型应急照明设施。

4.5 重大危险源安全措施

4.5.1 根据《危险化学品重大危险源辨识》标准，液化石油气、正丁烷、异丁烷的临界量均为50t，由于异辛烷生产企业均具有一定的规模，一般均会构成危险化学品重大危险源。对构成重大危险源的场所或者设施，应设置视频监控系统，视频监控应做到全覆盖、无盲区。监控记录应可追溯。

4.5.2 液化石油气、正丁烷储罐应设置安全阀、压力表、液位计、温度计，并应装有带压力、液位、温度远传记录和报警功能的安全装置。

4.5.3 对重大危险源应当登记建档，进行定期检测、评估，并制定应急预案，告知从业人员和相关人员在紧急情况下应当采取的应急措施。

4.5.4 依据《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》，装备紧急停车系统，设置紧急切断装置，配备独立的安全仪表系统。并采用定量风险评价方法确定个人和社会风险值，并符合相关可容许风险限值标准。

4.6 配备个体防护用品和应急救援器材、设施

4.6.1 现场配备化学安全防护眼镜、防静电工作服、防冻伤手套等。

4.6.2 生产车间、储存区应配备空气呼吸器、防毒面具、耐酸碱服、耐酸碱手套、急救药品等事故应急物品。

4.6.3 液化石油气作业现场配备正压自给式空气呼吸器、防静电工作服、两套以上重型防护服。

4.6.4 硫酸储存区设置围堰，地面进行防渗透处理，并配备储液池，储存区备有合适的工具收容泄漏物。硫酸储存区还应设置洗眼器、淋洗器。

4.6.5 在厂区高处设置风向标，发生事故时能够准确地确定应急疏散方向。

4.7 强化应急处置措施

液化石油气、正丁烷、氢气等物料一旦发生着火，应迅速切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。

4.8 其他安全措施

硫酸、盐酸属于第三类非药品类易制毒化学品，应当按照《易制毒化学品管理条例》的相关要求加强硫酸、盐酸购买、储存等方面的管理。锅炉、导热油炉及其安全附件，应按照国家有关规定检验合格。选择有资质的中介机构对作业场所进行职业危害检测。

5 结束语

随着国家对环保要求的日益提高，异辛烷作为优质的符合国五标准的汽油添加剂将迎来广阔的市场前景[4]，但随之可能会带来较多的安全生产问题。异辛烷生产企业均具有一定的规模，生产过程中危险有害物质种类较多，大多具有易燃易爆、中毒、窒息、灼伤、腐蚀的危险性，且涉及危险化工工艺、重点监管的危险化学品、易制毒化学品、重大危险源。应采取有针对性的安全对策措施，切实推进异辛烷行业安全生产工作稳步提高，以提升异辛烷生产的本质安全水平。

[1] 侯桂萍，于广欣，安文珍，等.异辛烷的开发[J].炼油与化工，2006,17(1)：20-22.

[2] 赵敏洁.硫酸烷基化技术进展[J].河南化工，2014,31(6)：25-27.

[3] 何涛波，高 飞.硫酸烷基化反应技术进展[J].化工技术与开发，2015,44(9)：46-49.

[4] 白尔铮.间接烷基化工艺及其技术经济评估[J].精细石油化工进展，2003,4(4)：24-26.

(本文文献格式：杨伟利，司 恭.异辛烷生产安全问题分析[J].山东化工，2016，45(14)：139-141.)

Iso-octane Production Safety Analysis

YangWeili，SiGong

(Henan Academy of Safety Science and Technology，Zhengzhou，Henan 450004，China)

For alkylation, hydrogenation process characteristics, the system analyzes the Hazardous Substances and Hazardous major iso-octane production factors involved in the process, puts forward the security countermeasures and suggestions.

iso-octane; production; safety

2016-05-15

杨伟利(1970—)，主要从事安全科学技术研究工作。

TQ086

B

1008-021X(2016)14-0139-03