環氧丙烷 (PO) 是有機合成的重要原料, 主要用于生產聚醚、丙二醇、丙二醇醚等, 也是非離子表面活性劑、油田破乳劑、農藥乳化劑的重要原料。在國內, 環氧丙烷的年需求增長速度超過10%, 從它的年產量甚至可以推測一個國家的精細化工水平。中石化長嶺分公司、中石化石油化工科學研究院和長嶺石化科技開發有限公司合作, 開發了雙氧水直接氧化丙烯 (HP?PO) 合成環氧丙烷技術, 并建設了一套10萬噸/年的HPPO法制環氧丙烷裝置。在裝置帶來巨大經濟效益的同時, 應深刻認識到其生產過程的安全性和環保性。HPPO法制環氧丙烷生產過程涉及物料種類多、性質差異大、毒害性較強, 充分了解物料的有害特性和防護措施, 對其安全生產和清潔生產是至關重要的。
1 HPPO法制環氧丙烷工藝
HPPO法制環氧丙烷全過程分為環氧化反應、丙烯分離提純、環氧丙烷分離提純和甲醇分離四個工段。其工藝流程簡單概括為:以甲醇為溶劑將丙烯與雙氧水充分混合, 從底部進入在裝填特種催化劑的固定床反應器中, 反應完全后剩余的丙烯先后進入分離塔和提純塔進行分離提純, 回收的丙烯作為原料補充進料, 再將反應后的混合液 (環氧丙烷、甲醇和水等) 依次進行分離和提純處理, 得到純度為99.9%環氧丙烷主產品, 最后將甲醇、水打入甲醇分離塔, 分離后的甲醇再次作為溶劑循環利用, 水則送出裝置進行處理。
2 HPPO法制環氧丙烷裝置危險物料
HPPO法制環氧丙烷裝置涉及的危險物料主要包括原料和產品兩大部分:原料部分有丙烯、雙氧水、甲醇 (作為溶劑) 三種主要的危險物料;產品部分有環氧丙烷、乙醛兩種, 其中環氧丙烷為主產品, 乙醛為副產品。
3 原料的有害特性及防護措施
3.1丙烯
常溫常壓條件下為無色、有烴類特有氣味的氣體, 密度比空氣大, 具有較強的擴散性。本身為易燃易爆的危險化學品, 熔沸點較低且爆炸極限范圍較寬, 稍微與氧氣 (甚至空氣) 混合, 再遇強熱或明火就有燃燒爆炸危險。
主要是以吸入途徑侵入人體產生健康危害, 在濃度為24% (體積分數) 的丙烯環境下作業, 持續吸入3分鐘就會引起嘔吐、頭昏眼花、注意力不集中、全身不適等不良反應, 嚴重者還會喪失意識。如果不慎吸入, 要迅速離開現場到空氣新鮮處, 并保持呼吸道暢通。若出現呼吸困難要及時輸氧, 必要時進行人工呼吸
3.2雙氧水
雙氧水 (也稱過氧化氫) 為無色透明液體, 有淡淡的特殊氣味。具有較強的氧化性和刺激性, 主要以吸入和食入途徑侵入人體。本身不燃, 但能與某些可燃物反應放出大量的熱量和O2而引起燃燒爆炸。在酸性溶液中比較穩定, 堿性時極易分解。
接觸雙氧水必須佩戴自吸式防毒面具, 穿著聚乙烯防毒服, 戴橡膠手套。并確保遠離火種和可燃、易燃物品, 同時避免與還原劑、堿金屬粉末直接接觸。移動時要輕裝輕卸, 以免損壞包裝及容器。
3.3甲醇
純凈的甲醇為有刺激性氣味的無色澄清液體, 密度比水輕, 閃點為11℃, 屬中閃點易燃液體。主要通過呼吸道和消化道侵入人體產生危害, 短時間內大量吸入會引起輕度上呼吸道刺激癥狀, 經過一段時間后出現頭暈頭痛、四肢乏力, 甚至會昏迷不醒。
如果不慎食入, 要大量飲水進行催吐, 嚴重時還要用清水或濃度為1%的硫代硫酸鈉溶液洗胃。若不小心濺入眼睛內, 要立即用清水或生理鹽水沖洗。若皮膚大量接觸, 要馬上脫去污染的衣服, 并用清水或肥皂水徹底沖洗皮膚。
4 產品的有害特性及防護措施
4.1環氧丙烷
有類似乙醚的氣味的無色易燃液體, 遇明火或強熱有燃燒爆炸危險。具有較強的溶解性, 不僅易溶于水, 還能夠溶解于乙醇, 乙醚等有機溶劑。如遇氨水、氯磺酸、HF、HNO3、H2SO4等會發生劇烈反應, 引起爆炸。如果眼睛和呼吸道接觸高濃度蒸氣, 會出現中樞神經系統抑制癥狀。
操作過程中如果出現小量泄漏, 用細砂、泥土或其他惰性物料吸收, 也可用不具燃燒性的分散劑配制成的乳液進行刷洗。大量泄漏時要及時圍堤截流或挖坑收容, 并用泡沫覆蓋, 防止蒸氣揮發后被吸入產生危害。
4.2乙醛
有強烈刺激臭味的無色液體, 具有較強的毒害性?？赏ㄟ^皮膚、呼吸道和消化道侵入人體導致傷害。低濃度吸入可引起上呼吸道刺激癥狀和支氣管炎。高濃度吸入會產生麻醉, 使人昏迷。誤服則會刺激胃腸道, 損害心、肝、胃和腎。反復接觸蒸氣可引起皮膚炎癥。
儲存時要置于通風、陰涼的倉庫內, 并遠離熱源和火種。確保容器密封, 不可與空氣接觸。不能與氧化劑、氟、氯等同庫存放。鐵路運輸時必須使用耐壓槽罐車裝運, 所用的槽 (罐) 車應有保護接地措施, 槽內可設帶孔隔板以減少震蕩, 防止產生靜電。
5結語
明確HPPO法制環氧丙烷裝置生產過程中的危險物料, 并掌握其理化性質, 分析危險物料的毒性及腐蝕性, 對人體和環境的危害等有害特性, 并有針對性的提供必要防護措施、中毒的急救措施, 建立危險物料有害分析與防護體系, 為環氧丙烷裝置安全生產, 控制風險提供高效的技術支持, 為企業產生較好的經濟效益、社會效益和環境效益提供有力的保障。
摘要：以中石化長嶺分公司10萬噸/年HPPO法制環氧丙烷裝置為研究對象, 分析生產過程中涉及的危險物料的理化性質、毒性及健康危害特性, 并有針對性提出操作注意事項、泄漏應急處理、初期滅火方法等應急防護措施。
關鍵詞：HPPO,環氧丙烷,有害特性,防護措施
參考文獻
[1] 隗小山.環氧丙烷裝置危險物料有害特性及防護措施的研究與應用[J].中國科技縱橫, 2014, 20:168.
[2] 林民, 李華, 王偉, 龍軍.1.0kt/a丙烯與雙氧水環氧化制備環氧丙烷的中試研究[J].石油煉制與化工, 2013, 03:1~5.
[3] 黃靈, 劉新榮, 沈駿.某環氧氯丙烷建設項目職業病危害預評價[J], 職業與健康, 2012, 20:2466~2469.