年产70t/a 智特黄生产过程中风险程度的分析

2021-11-25班风俊

甘肃科技 2021年19期

黄涛，班风俊

（1.池州市弘泰安全技术事务有限责任公司，安徽池州 247000；2.安徽智新生化有限公司，安徽池州 247000）

某化工企业利用虾青素生产车间及设备，建设年产为70t/a 智特黄项目。本项目生产过程原料有：维生素A 醋酸酯、五碳醛、乙烯基乙醚、乙醇钠、2-氯丙酸乙酯、甲醇、三苯基膦、原甲酸三甲酯、氢氧化钠、草酸、亚磷酸二乙酯、二氯甲烷、乙醇、硫酸等，其中多数属危险化学品，甲醇属首批重点监管的危险化学品。该项目产品智特黄其主要成分是β-阿朴-δ’-胡萝卜酸乙酯，不是危险化学品，但副产品甲酸甲酯、乙酸属危险化学品，且有乙醇、甲醇、2-氯丙酸乙酯、二氯甲烷等溶剂的回收套用。该项目属于危险化学品安全生产许可范畴，为此，有必要对其预估风险程度进行有效分析。

1 智特黄生产工艺

（1）投600kg 的甲醇,193.8kg 的三苯基磷,72.5kg的硫酸,搅拌1h，在室温下,然后投244kg 的维生素A醋酸酯,继续在室温下搅拌10h,反应结束后减压回收溶剂甲醇和反应产物乙酸,回收得到594 kg 甲醇,44.4kg 乙酸,465.7kg 中间体1。

（2）投210kg 的2-氯丙酸乙酯，193.2kg 的亚磷酸二乙酯,在室温下搅拌30min，然后分批加入95.2kg 的乙醇钠固体，然后升温到40℃左右搅拌6h，反应结束后，减压回收乙醇和未反应的2-氯丙酸乙酯，再继续减压回收中间体2。

（3）投200kg 五碳醛，180kg 的原甲酸三甲酯，搅拌下加1kg 的草酸，在70℃反应12h，然后减压回收未反应的原甲酸三甲酯和反应生成的甲酸甲酯，回收完备，再继续减压蒸馏得到产品中间体3。

（4）投264.8kg 中间体3，600kg 水,56.3kg 的氢氧化钠,然后再40℃保温5h,保温毕,降温到25℃以下,然后加800kg 的二氯甲烷,搅拌萃取0.5h,分层,收集油层,弃去水层,最后将油层常压蒸馏,回收二氯甲烷,最后得到中间体4。

（5）取205.7kg 中间体4，乙烯基乙醚80kg,二氯甲烷600kg,氯化铁1kg,在-15℃反应3h，然后升温到室温，过滤，除去氯化铁，然后减压回收二氯甲烷，得到中间体5。

（6）取285.7kg 中间体5，1000kg 水，2kg 草酸，然后升温到40℃，反应3h，再冷却到室温，加1000kg二氯甲烷搅拌萃取分层，水层精馏回收甲醇，油层蒸馏二氯甲烷，得到产品中间体6。

（7）取194.7kg 中间体6,再取333.2kg 中间体2,然后加500kg 乙醇,搅拌下分批加95kg 乙醇钠,维持温度在10℃左右,反应24h,过滤,除去滤渣,然后回收乙醇,得到中间体7。

（8）取274.9 kg 中间体7,加1000kg 水，1000kg甲醇,然后加0.5kg 的氯化亚铜,维持温度反应在20℃通空气，反应10h 结束，然后过滤，除去滤渣，液相回收甲醇，过滤得到中间8。

（9）取465.7kg 中间体1，再加240kg 中间体8，加2000kg 甲醇，在-10℃分批加108kg 的甲醇钠，维持此温反应3h，过滤，得到产品智特黄，滤液回收甲醇。

2 主要设备的布局

年产为70t/a 智特黄项目主要利用现有虾青素（102）车间，建设智特黄生产线。本项目选用装置（设备）和设施主要有反应釜（包括不锈钢反应釜、搪瓷反应釜等）、冷凝器、计量槽等。本项目位于厂区东部的位置，其北面为预留用地，南面是角黄素(101)生产车间，东面是香江大道，西面为β-胡萝卜素(106)车间。

3 风险程度的分析

3.1 具有爆炸性、可燃性、毒性、腐蚀性的化学品泄漏可能性

本项目作业场所具有火灾爆炸性、毒性、腐蚀性的化学品部分采用桶装，储存于仓库中，在未受到自然灾害（如地震等）、撞击等非正常情况下，发生泄漏的可能性很微小。乙醇钠、二氯甲烷、甲醇、乙醇采用储罐贮存，若阀门渗漏、管道破裂等可能引起泄漏。但生产系统在加料过程中，由于需敞开操作，可能出现跑、冒、滴、漏现象，但因其量非常小，及时处理不会导致重大安全事故，通过加强安全操作规程，精心操作后基本能杜绝泄漏的可能见表1。

表1 具有爆炸性、可燃性、毒性、腐蚀性化学品泄漏的可能性情况表

3.2 具有爆炸性、可燃性的化学品泄漏后具备造成火灾、爆炸事故的条件和需要的时间

本项目危险化学品主要储存在原料仓库以及储罐区内，发生可燃性化学品泄漏主要是因为包装容器、管道、阀门的损坏，本项目所涉及的可燃性的化学品主要为易燃液体。液体泄漏后立即扩散到地面，流到低洼处或人工边界，如防火堤、岸墙等，形成液池。液体泄漏出来后会不断蒸发，液池内液体蒸发按其机理可分为闪蒸、热量蒸发和质量蒸发3种。闪蒸主要是对于过热液体（也就是液体本身的温度高于其常压下的沸点），液体泄漏后由于自身热量而直接蒸发。

热量蒸发是指液体在地面形成液池并吸收地面热量而气化见表2。热量蒸发速度Qt按下式计算：

表2 某些地面的热传递性质

式中：A1——液池面积，m2；

T0——环境温度；

K；Tb——液体沸点；

K；H——液体蒸发热，j/kg；

L——液池长度，m；

α——热扩散系数，m2/s；

K——导热系数，j/(m·K)；

t——蒸发时间，s；

Nu——努塞尔数。

质量蒸发，当地面传热停止时，热量蒸发终止，转而由液池表面之上气流运动使液体蒸发，称为质量蒸发。质量蒸发的速度极为缓慢。本项目具有可燃性的化学品为易燃液体（如乙醇钠、甲醇、乙醇等），属低挥发度的常压液体。由于这些液体的沸点均高于环境温度，其泄漏后不发生闪蒸，也不发生热量蒸发，其扩散主要靠质量蒸发。因此，泄漏后扩散而形成蒸气云的可能性极小，发生可燃气体混合物爆炸的可能性也就极小，主要可能发生的是池火灾，发生池火灾的条件是有点火源。

3.3 具有毒性的化学品泄漏后扩散速率及达到人的接触最高限值的时间

建设项目具有毒害性且易扩散的液态物质为甲醇、二氯甲烷等，虽然甲醇、二氯甲烷等具有毒性，但不易形成气态进行扩散，除发生火灾事故后以气态进行扩散，见表3。

表3 液体接触限值表

以上具有毒性的化学品主要以液态形式存在，以气态形式存在的极小。以液态形式存在的毒物，其沸点高于环境温度，泄漏后形成液池，从液池中蒸发主要为质量蒸发，蒸发速度缓慢。

3.4 出现爆炸、火灾、中毒事故造成人员伤亡的范围

本项目涉及具有腐蚀性的化学品储罐周围均设有围堰，一旦发生泄漏，危险化学品均在围堰之内，清净下水措施较好，管理到位情况下不会到处流淌，其他具有爆炸、火灾、中毒以及腐蚀性的物质采用桶装及袋装，泄漏的可能性较小，因此，出现爆炸、火灾、中毒或灼烫事故造成人员伤亡的范围一般仅限于生产区操作人员。本项目各评价单元具有可燃性化学品中，危险性较大的为甲醇。所以，本次评价重点预测甲醇泄漏伤害范围。假设甲醇泄漏后形成液池，遇引火源导致池火灾。经估算，结果见表4。