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【摘要】某公司2.5万吨/年二甲基亚砜装置氧化工段设计中，分析工艺过程中涉及危险物料的特性及反应过程中存在的危险因素，对照安监总局对“氧化工艺”的基本控制要求，强调工程设计的本质安全，侧重从工艺及自控方面设计采取的主要安全措施进行了论述 。
【关键词】氧化工艺 危险因素 爆炸 安全措施
1 前言
二甲基亚砜是一种优良的溶剂和药物，历来被称为“万能溶媒”和“万能药”，广泛应用在石油化工、医药、农药、芳烃抽提、人造羊毛、电子和国防工业中。目前二甲基亚砜生产工艺路线基本有三种，美国采用造纸废液制二甲硫醚再氧化生产二甲基亚砜；法国、日本及中国的重庆、山东都采用硫化氢—甲醇法制二甲硫醚再氧化生产二甲基亚砜；中国其余生产厂家均采用二硫化碳—甲醇法制二甲硫醚再氧化生产二甲基亚砜。
三种方法都是生成二甲硫醚，再在氧化工段中进行氧化生产二甲基亚砜，而在此生产过程中的大多数物料都有易燃易爆的特性，而且有毒（如一氧化氮、二氧化氮、二甲硫醚等），因此，在设计过程中需对各种危险因素进行分析，针对物料特性及工艺要求采取相应的安全措施。
下面就某公司2.5万吨/年二甲基亚砜装置氧化工段设计中，强调工程设计的本质安全，侧重从工艺及自控方面采取的主要安全措施进行分析。
4 氧化工段采取的安全措施4.1 控制反应物料加入量的措施
进料时二甲基硫醚过量，未能及时转化成二甲基亚砜就大量气化，与氧形成爆炸性混合物。
设计对进入氧化塔的二甲基硫醚、二氧化氮、氧气三种主要物料均设置现场及远传流量计进行进料流量监测，同时通过远传流量计、调节阀实现进料流量的自动调节。同时根据业主其它已建亚砜装置的生产经验，在氧化塔设备顶部尾气管线上均设置了管道视镜，通过视频信号在控制室实现监控，可通颜色对设备内各物料的反应程度进行监控。可根据不同的颜色采取相应的操作措施以确保安全生产。
4.2 防止水分带入氧化塔的措施
二甲基亚砜能与水互溶，从而使二甲基硫醚在含水二甲基亚砜中的溶解度大为降低，于是在反应塔内就会有二甲基硫醚层析出并气化，与氧形成爆炸性混合物。
进入氧化塔的三种物料，最有可能带入水分的是二甲基硫醚，须由合成工段进行合成气冷凝分水：生成的合成气从反应器下封头出来进一冷（循环水20-30 ℃ ）、二冷（低温水5-7 ℃）、三冷（低温水5-7 ℃）、四冷（盐水-15 ～-20 ℃），逐级冷凝下来的液体进入醚水分离器（根据醚水不溶、比重不同性质），下层水去废水罐，上层粗硫醚去粗硫醚罐，不冷凝气去吸收塔。粗硫醚进入硫醚精馏塔中部，粗硫醚中的甲醇、水、硫醚在精馏塔内形成共沸混合物，其共沸点比硫醚的沸点要低得多，从而用普通的精馏方法，将共沸混合物从塔顶分馏出来，从塔底采出较纯的精硫醚。
氧化塔内冷却盘管应建立资料档案，经常检查，严防漏水。
4.3 氧化反应温度的控制措施
氧化塔反应段的温度需严格加以控制，温度太低，氧化速度太慢，会使二甲基硫醚在塔内积聚；反应温度太高，则会使二甲基硫醚气化量增加，都有可能产生爆炸。
设计对氧化塔各塔节温度进行严格监控，具体措施如下：
第一塔节设置一个温度检测点，设高低报警，并与第一塔节温控热水总管的控制阀联锁，实现温度控制。
第二至第五塔节设置两个温度检测点，设高低报警，并与各塔节温控低温水总管的控制阀联锁，将温度控制在50～85℃范围内，实现温度控制。
第八塔节设置一个温度检测点设高低报警，并与第八塔节温控低温水总管的控制阀联锁，将温度控制在15～40℃范围内，实现温度控制。
4.4 管道防堵措施
由于二甲基亚砜的凝固点较高（18. 45℃），冬季二甲基亚砜管道常易堵塞，尤其当氧化塔尾气管堵塞时，导致塔内压力增高而将反应介质二甲基亚砜大部分压出，使二甲硫醚未能完全溶解，而和氧在塔内形成爆炸性混合物引起爆炸。所以冬季必须注意防止二甲基亚砜的凝固。
设计对所有含二甲基亚砜介质管道采取电伴热，确保管内温度高于二甲基亚砜的凝固点，防止管道堵塞。
4.5 其它安全措施
（1）氧化塔内应选用合适的填料，以保证有足够的比表面积使塔内的气液分布均匀，从而保证一氧化氮及时转化为二氧化氮，使之与二甲硫醚顺利地进行氧化反应，不在塔内积聚。
（2）对氧化塔第八塔节压力进行严格监控，并设置压力报警。
（3）当单台氧化塔主反应区（第三塔节中部）温度≥90℃或氧化塔顶部（第八塔节）压力≥20KPa时，发生联锁动作，自动启用紧急停车系统，关闭该台氧化塔硫醚进料调节阀和氧气进料调节阀；当所有氧化塔发生异常时，除关闭各台氧化塔硫醚进料调节阀和氧气进料调节阀外，还要停止硫醚上料泵的运行。
（4）在氧化塔设备的每个塔节均有夹套低温水管，对设备的温度进行准确调节，当低温水上水控制阀出现故障时，设置控制阀为故障开，能保障塔节的稳定给水，不会造成塔节的温度上升而造成安全隐患。
（5）在氧化工序装置区域设置二氧化氮、二甲基硫醚有毒、可燃气体检测报警装置。
（6）氧化塔底部设置爆破片，为防止单个氧化塔发生事故燃烧窜入其他氧化塔，爆破片冲破后的液体物料经排液管排入应急事故槽。
（7）在氧化工序共设置了24个视频监控点信号进控制室，对现场情况及管道视镜、设备就地液位计等进行监控，当出现异常时，能及时采取相应的安全措施。
（8）氧化氮汽化器、氧化氮缓冲罐设备设置安全阀；氧化氮汽化器设置温度高报警、压力高低报警并与热水上水管控制阀联锁、液位高低报警并与进料控制阀联锁；氧化氮缓冲罐设置液位高报警、压力高低报警。
（9）在氧气缓冲罐设备设置安全阀。在设备上设置了两个压力监测点，就地和远传，远传压力计设置高低报警，并与氧气进料调节阀联锁。
（11）在每个氧化塔设备上均配置了DN25的氮气管线，用于开车前设备和管道吹扫及停车后对设备和管道内有害气体的置换。
5 结束语
“氧化工艺”因其危险性被列入重点监管的化工工艺（安监总管三第116号文件），设计时根据工艺过程中涉及危险物料的特性及反应过程中存在的危险因素，对照安监总局对“氧化工艺”的基本控制要求，采取相应安全措施保障整个氧化工段的本质安全。在实际生产中还需企业加强安全生产管理，减少人为的不安全因素，才能保证生产的安全、平稳运行。
参考文献
[1] 安全工程大辞典.1995年11月.化学工业出版社出版
作者简介
罗圣红（1975-），女，2000年毕业于贵州大学化工学院（原贵州工业大学化工系），毕业至今一直在贵州东华工程股份有限公司（原贵州省化工设计院）从事化工工艺专业工作。
【关键词】氧化工艺 危险因素 爆炸 安全措施
1 前言
二甲基亚砜是一种优良的溶剂和药物，历来被称为“万能溶媒”和“万能药”，广泛应用在石油化工、医药、农药、芳烃抽提、人造羊毛、电子和国防工业中。目前二甲基亚砜生产工艺路线基本有三种，美国采用造纸废液制二甲硫醚再氧化生产二甲基亚砜；法国、日本及中国的重庆、山东都采用硫化氢—甲醇法制二甲硫醚再氧化生产二甲基亚砜；中国其余生产厂家均采用二硫化碳—甲醇法制二甲硫醚再氧化生产二甲基亚砜。
三种方法都是生成二甲硫醚，再在氧化工段中进行氧化生产二甲基亚砜，而在此生产过程中的大多数物料都有易燃易爆的特性，而且有毒（如一氧化氮、二氧化氮、二甲硫醚等），因此，在设计过程中需对各种危险因素进行分析，针对物料特性及工艺要求采取相应的安全措施。
下面就某公司2.5万吨/年二甲基亚砜装置氧化工段设计中，强调工程设计的本质安全，侧重从工艺及自控方面采取的主要安全措施进行分析。
4 氧化工段采取的安全措施4.1 控制反应物料加入量的措施
进料时二甲基硫醚过量，未能及时转化成二甲基亚砜就大量气化，与氧形成爆炸性混合物。
设计对进入氧化塔的二甲基硫醚、二氧化氮、氧气三种主要物料均设置现场及远传流量计进行进料流量监测，同时通过远传流量计、调节阀实现进料流量的自动调节。同时根据业主其它已建亚砜装置的生产经验，在氧化塔设备顶部尾气管线上均设置了管道视镜，通过视频信号在控制室实现监控，可通颜色对设备内各物料的反应程度进行监控。可根据不同的颜色采取相应的操作措施以确保安全生产。
4.2 防止水分带入氧化塔的措施
二甲基亚砜能与水互溶，从而使二甲基硫醚在含水二甲基亚砜中的溶解度大为降低，于是在反应塔内就会有二甲基硫醚层析出并气化，与氧形成爆炸性混合物。
进入氧化塔的三种物料，最有可能带入水分的是二甲基硫醚，须由合成工段进行合成气冷凝分水：生成的合成气从反应器下封头出来进一冷（循环水20-30 ℃ ）、二冷（低温水5-7 ℃）、三冷（低温水5-7 ℃）、四冷（盐水-15 ～-20 ℃），逐级冷凝下来的液体进入醚水分离器（根据醚水不溶、比重不同性质），下层水去废水罐，上层粗硫醚去粗硫醚罐，不冷凝气去吸收塔。粗硫醚进入硫醚精馏塔中部，粗硫醚中的甲醇、水、硫醚在精馏塔内形成共沸混合物，其共沸点比硫醚的沸点要低得多，从而用普通的精馏方法，将共沸混合物从塔顶分馏出来，从塔底采出较纯的精硫醚。
氧化塔内冷却盘管应建立资料档案，经常检查，严防漏水。
4.3 氧化反应温度的控制措施
氧化塔反应段的温度需严格加以控制，温度太低，氧化速度太慢，会使二甲基硫醚在塔内积聚；反应温度太高，则会使二甲基硫醚气化量增加，都有可能产生爆炸。
设计对氧化塔各塔节温度进行严格监控，具体措施如下：
第一塔节设置一个温度检测点，设高低报警，并与第一塔节温控热水总管的控制阀联锁，实现温度控制。
第二至第五塔节设置两个温度检测点，设高低报警，并与各塔节温控低温水总管的控制阀联锁，将温度控制在50～85℃范围内，实现温度控制。
第八塔节设置一个温度检测点设高低报警，并与第八塔节温控低温水总管的控制阀联锁，将温度控制在15～40℃范围内，实现温度控制。
4.4 管道防堵措施
由于二甲基亚砜的凝固点较高（18. 45℃），冬季二甲基亚砜管道常易堵塞，尤其当氧化塔尾气管堵塞时，导致塔内压力增高而将反应介质二甲基亚砜大部分压出，使二甲硫醚未能完全溶解，而和氧在塔内形成爆炸性混合物引起爆炸。所以冬季必须注意防止二甲基亚砜的凝固。
设计对所有含二甲基亚砜介质管道采取电伴热，确保管内温度高于二甲基亚砜的凝固点，防止管道堵塞。
4.5 其它安全措施
（1）氧化塔内应选用合适的填料，以保证有足够的比表面积使塔内的气液分布均匀，从而保证一氧化氮及时转化为二氧化氮，使之与二甲硫醚顺利地进行氧化反应，不在塔内积聚。
（2）对氧化塔第八塔节压力进行严格监控，并设置压力报警。
（3）当单台氧化塔主反应区（第三塔节中部）温度≥90℃或氧化塔顶部（第八塔节）压力≥20KPa时，发生联锁动作，自动启用紧急停车系统，关闭该台氧化塔硫醚进料调节阀和氧气进料调节阀；当所有氧化塔发生异常时，除关闭各台氧化塔硫醚进料调节阀和氧气进料调节阀外，还要停止硫醚上料泵的运行。
（4）在氧化塔设备的每个塔节均有夹套低温水管，对设备的温度进行准确调节，当低温水上水控制阀出现故障时，设置控制阀为故障开，能保障塔节的稳定给水，不会造成塔节的温度上升而造成安全隐患。
（5）在氧化工序装置区域设置二氧化氮、二甲基硫醚有毒、可燃气体检测报警装置。
（6）氧化塔底部设置爆破片，为防止单个氧化塔发生事故燃烧窜入其他氧化塔，爆破片冲破后的液体物料经排液管排入应急事故槽。
（7）在氧化工序共设置了24个视频监控点信号进控制室，对现场情况及管道视镜、设备就地液位计等进行监控，当出现异常时，能及时采取相应的安全措施。
（8）氧化氮汽化器、氧化氮缓冲罐设备设置安全阀；氧化氮汽化器设置温度高报警、压力高低报警并与热水上水管控制阀联锁、液位高低报警并与进料控制阀联锁；氧化氮缓冲罐设置液位高报警、压力高低报警。
（9）在氧气缓冲罐设备设置安全阀。在设备上设置了两个压力监测点，就地和远传，远传压力计设置高低报警，并与氧气进料调节阀联锁。
（11）在每个氧化塔设备上均配置了DN25的氮气管线，用于开车前设备和管道吹扫及停车后对设备和管道内有害气体的置换。
5 结束语
“氧化工艺”因其危险性被列入重点监管的化工工艺（安监总管三第116号文件），设计时根据工艺过程中涉及危险物料的特性及反应过程中存在的危险因素，对照安监总局对“氧化工艺”的基本控制要求，采取相应安全措施保障整个氧化工段的本质安全。在实际生产中还需企业加强安全生产管理，减少人为的不安全因素，才能保证生产的安全、平稳运行。
参考文献
[1] 安全工程大辞典.1995年11月.化学工业出版社出版
作者简介
罗圣红（1975-），女，2000年毕业于贵州大学化工学院（原贵州工业大学化工系），毕业至今一直在贵州东华工程股份有限公司（原贵州省化工设计院）从事化工工艺专业工作。