(三)重点设备

　　PTA装置重点设备机组及设备为反应器、空压机、结晶器等。此外，还有许多的特殊阀门，这些阀门出现故障会导致装置部分停工或全装置停车，若处理不当也有可能导致恶性事散的发生。

　　1.PTA装置设备概况

　　PTA装置原料为PX、HAC、H₂等易燃易爆、有毒有害的介质，工艺过程有激烈的氧化反应和临氢操作。PTA生产的物料多为浆料，易堵塞，介质腐蚀性强。因此装置内设备类型多样、结构复杂、转动机械多、规格大、材质耐腐蚀要求高是该装置硬件设施的一大特点。如有原动机功率(1—1．2)×10⁴kW的大型空气压缩机，54078m³几流量的尾气膨胀机及53t／h的凝气背压式蒸汽透平机组成的工艺空气压缩机组。有大负荷的压力离心机、真空转鼓过滤机、回转式大型干燥机。装置内有每分钟几万转的高速离心泵、耐强腐蚀的耐酸泵，以及类型近10种之多的机泵等。另外在工艺设备上有钛复合钢板(SA516Cr．70+T1 Cr．1)制作带钛搅拌器的氧化反应器和SA516Gr.70+304L复合钢板制作的加氢反应器等制造难度高的承压设备。

　　除上述材料外，PTA工艺生产设备中尚采用了一些特殊的材料，如Hastllov C、904L、254SMo、lnconel、2205等。

　　为防止工艺设备、管理系统的超温、超压事故发生，PTA装置内设备安全阀、防爆膜，给安全生产提供了有力的保证。

　　2．工艺对设备的要求

　　PTA装置中使用的多种介质有强腐蚀性，加之PTA产品洁净度要求高，对金属杂质特别是铁离子等含量有严格的控制标准，因此PTA装置中约有85％以上设备须选用超低碳不锈钢、不锈钢复合板直至钛复合板等高品位材质。可以说PTA装置是石油化工生产装置对设备选材条件最为严格和苛刻的，其具体要求如下：

　　(1)氧化反应工段主要腐蚀性介质为醋酸和溴化物，操作温度高，反应器前后的设备必须采用工业纯钛作为设备的基本抗腐蚀材质。考虑到制造成本，设备大多采用复合钛板制造。部分设备由于操作温度较低，可采用316L(317L)、或某些双相钢材料作为基本材料。

　　如第一冷凝器管板为Ti十Cs十lnconel 600三层复合板，尾气冷却器采用瑞典开发的优于316L或317L的254SMo即Cr20Nil8M06材质。

　　(2)加氢精制工段主要介质为粗TA的水溶液浆料。为防止不锈钢中的Cr、Nj、Pe等金属离子溶人(本质上也属于腐蚀)物料，最后影响PTA成品的质量，因此在最后两级反应器进料加热器选用了钛材。加氢反应器和其他设备一般采用304L不锈钢或304L复合板作为基本材料。

　　(3)其他特殊材料的应用

　　除上述材料外，PTA工艺生产设备中尚采用了一些特殊的材料，如Hastlloy C、904L、254SMo、Inconel2205等。

　　三、危险因素及其防范措施

　　(一)生产过程危险因素分析

　　PTA装置是一套典型的高温、中压、强腐蚀性，部分单元临氢操作的危险性极高的化工生产装置，为甲类火灾危险性装置。其工艺特点是：工艺过程复杂、临氢、操作条件苛刻生产中使用15种以上的原辅化工材料及产成品大部分介质属于易燃易爆、有毒有害强腐蚀介质。从装置的TA单元，PTA单元以及中间罐区等辅助单元看，在连续化生产过程中各危险区域的危险部位都存着火灾、爆炸，不同程度的毒性危害和强腐蚀危险。根据同类型装置事故统计数据表明，其主要事故形态是物料的泄漏与空气形成的爆炸混合物，造成火灾爆炸的恶性事件。根据多年的生产实际及经验，在生产过程PTA装置易发生影响开工率的危险因素主要有下述几方面。   

　　1．生产物料的危险性

　　由于TA单元在生产过程所需的主要物料PX、HAC、NBA等均为易燃易爆物质。对二甲苯的火灾危险存在于原料配制、氧化反应工序中。醋酸的火灾危险性存在于原料配制、氧化反应、结晶、过滤、干燥、浴剂和催化剂回收等各个过程，贯穿于TA单元的整个工艺过程。而醋酸丁酯的火灾危险性主要存在于溶剂回收的共沸蒸馏工艺过程。

　　以上的三种物质其操作温度均高于其闪点，如，对二甲苯为25℃，醋酸为39℃，醋酸丁酯为22℃，在操作、储存、输送过程中，当管道、机泵以及所经过的工艺设备一旦发生泄漏，易燃物料遇到火源或高温物体时，非常容易起火，如未及时控制即可酿成火灾事故。

　　其次在TA单元的整个工艺过程，都存在着醋酸和溴化氢中溴离子的腐蚀问题，特别是高温醋酸泄漏对设备和环境的腐蚀更为加剧。由于腐蚀使机械设备、容器、管道材料强度大为降低，长期腐蚀会造成管道、设备、阀门、机封的破坏，引起了泄漏着火事故的发生。如出现高温醋酸或碱NaOH液泄漏中喷射，极易造成操作人员和维修人员的呼吸系统和皮肤的严重灼伤，尤其是大面积的酸、碱灼伤，让人惨不忍睹。

　　另外，PTA单元的氢气如发生泄漏很容易与空气形成爆炸混合物，不管是静电打火，还是遇到金属撞击都可引发一场恶性事故的发生。其次，物料的毒性对装置的操作者也构成极大的危害。如：溴化氢促进剂加料间存在着因加料过程易吸人HBr蒸汽而存在着中毒的危险，尤其是HBr在氧化反应高温高压条件下可产生溴甲烷。因此在反应尾气、气体膨胀机、吸附塔、气体洗涤塔及尾气输送TA及PTA产品时，都可能存在一定浓度的溴甲烷。上述设备、管道如果发生气体外逸，不但污染环境，并可引发操作人员的急性溴甲烷中毒事故。

　　2．氧化反应过程的危险性

　　氧化反应系统包括氧化反应器、结晶器、冷凝器、浆料罐、母液循环罐和醋酸精馏塔等工艺设备。氧化反应是多种易燃物料：PX、HAC、HBr、钴锰催化剂、循环母液、硅油等与大量的空气混合，在高温、低压的氧化反应器内进行激烈放热的化学反应，反应器内存在大量高温、高压的可燃物、助燃物其危险性不言而喻。因此，大多数专利商都要求把氧化反应器放在厚厚的防爆墙内，以降低氧化反应器发生爆炸时造成的损失。生产过程反应器的安全操作是通过控制氧化尾气中的氧含量来实现的，正常生产时尾气氧含量均为3％左右，若氧含量达到5％，反应器就会报警以致停车。如果操作或控制不当，氧化尾气含量超过8％，氧化反应就有发生爆炸的危险。因此氧化反应的工艺操作必须严格控制反应温度和压力，避免出现反应速度过快，导致温升过高而发生失控的危险。另外，重要的是在反应的引发过程，尤其是在切换尾气控制阀时操作不当，或发生三取二的尾气氧含量监测仪表故障等问题，极易造成尾气氧含量不断上升，当氧含量超过8％左右浓度时，会出现反应器内醋酸蒸汽的燃烧直至发生爆炸。而分布在氧化反应器周围的结晶器，第一到第四冷凝器以及循环母液醋酸罐，精馏塔醋酸闪蒸罐等，一旦发生大面积泄漏也随时存在着火灾或爆炸的危险性。

　　3.尾气吸附过程危险性

　　尾气吸附塔内主要有氧气、溴甲烷、甲苯、醋酸、活性炭、硅胶等物质。正常操作温度较低，但当超过150℃或停车时温度上升过高，会发生塔内活性炭自燃而发生的火灾事故。

　　4.加氢精制系统的危险性

　　PTA单元加氢反应器是火灾爆炸重要的危险源。反应介质为氢气和TA的混合物，操作温度为288℃，操作压力最高为8．8MPa。由于操作温度和压力较高，而且氢气介质的爆炸极限宽为4．1％～74．1％，加氢精制单元属甲类防火类别，爆炸危险Ⅱ区，发生火灾爆炸的危险程度高。由于此系统为临氢状态，设备及氢管线存在着氢气泄漏和发生氢腐蚀和氢脆的危险性。系统中的氢气缓冲罐容积非常小，但它是储氢的三类压力容器，同样存在超压爆炸的危险因素。   

　　其次系统内的氢气压缩机将来自炼油厂的重整氢，经氢气压缩机增压，然后送入加氢反应器，系统为临氢区域，氢气压缩机的出口压力达11．0MPa，出口温度为200℃以上更加增大了压缩机及出口管线，阀门发生泄漏所引起的火灾爆炸危险性。   

　　5．原料及PX及化工原料罐区危险性   

　　装置罐区内有PX、HAC、HBr、NaOH、共沸剂NBA等易燃、腐蚀性强的介质。除醋酸罐的容积达1000m3以上能够形成防火堤内积液池火灾外，对二甲苯、热油、醋酸、燃料油等也都有发生罐内池火灾的可能。因此在防止介质的腐蚀泄漏和事故泄漏之时，应杜绝罐区内存在各种火源的可能性，才能防止罐区火灾事故的发生。为防止罐区火灾爆炸事故的发生，除减少泄漏和杜绝火源外，还应防止误操作造成的冒罐跑料和抽空的事故发生。   

　　6．PTA输送、包装及储存系统的危险性   

　　PlA产品在气流输送、包装、存储、除尘等各个生产过程，  自始至终都存在着PTA或TA粉尘发生爆炸的危险。由于PlA或TA的粉尘本身具有可燃性，其最低爆炸浓度为0．05z／L，极限氧浓度为15％(电火花点火)。当粉尘悬浮物与空气形成的混合物达到一定刚度，如52～718g／m3时，遇有足以引起粉尘爆炸的起始能量，如出现明火、静电、电火花引条件就会发生恶性的粉尘爆炸事故。   

　　7．高压蒸汽和开停车及小包装氮气系统的危险性   

　　PTA装置除设热油炉外，加氢单元的进料预热系统全部用高压蒸汽，PTA装置中用于主要生产的加热蒸汽有9．0MPa(表)、1．0MPa(表)及0．43MPa(表)三种规格，其中0．43MPa(表)：为氧化反应副产的低压蒸汽，高压9．0MPa(表)蒸汽温度480℃，中压1．0MPa(表)，蒸汽也在230℃，因此高压蒸汽系统及其凝液系统的集管、阀门、流水器、管网焊接质量以及外保温材料的选择十分重要，如有漏泄、喷溅、裸管会造成严重的烫伤事故。另外FrA装置工艺过程和PTA小包装置系统以及开停工抢修中都需要大量的氮气。同类PTA装置由于氮气泄漏和管理不当造成窒息伤人致死的事故多有发生。因此该装置的氮气系统必须确保密封循环系统良好，杜绝误操作，坚持巡检，以防止各类恶性事故的发生。

　　(二)放射性物质安全防护

　　PTA装置普遍使用有放射性液位计(如：氧化、精制反应器采用放射性钴—60或铯—137)，钴—60或铯—137电离辐射类型为了射线。为了避免放射源与装置人员的接触。除在仪器专用的操作规程中专业说明外，还需要制定详细的防护处理措施。

　　1．放射性接触防护处理措施

　　(1)装置上除有放射仪器的容器外，附近的操作区域里的放射剂量，是有一定限制的。因此，只允许指定的人员进行操作，非指定的操作人员不得接触。

　　(2)在装有放射性仪器的容器的人孔都用铅封，只有放射管理人员或由他指定的人员并需要书面指令，才可启封。

　　(3)每一放射源要标记上放射线的警告标志，此标记未经放射管理人员批准，其他人不得除去。

　　(4)装置中的放射源的说明，应公布在控制室内。

　　(5)装有放射性物质封闭源的取出、安放、更换及处置的人员必须严格遵照相关的安全防护规定进行。

　　(6)必须严格放射作业人员个人剂量监测与健康检查。

　　2．放射性接触工业标准

　　(1)西德工业标准DIN 54115规范对密封辐射源要求有：①如果在适当的实验中，可放出的放射性小于0．185×10¹⁰Bq，则一般可以认为防护层是惰性且密封的。②辐射源含有气态或以气态吸附的放射性同位素时，如果操作层条件每小时泄漏出防护层的量不大于0．37×10¹⁰Bq，则防护层可看作是密封的。③高安全辐射源所采用的材料直至温度800℃，不得溶化、升华或着火。

　　(2)国家标准：依据《辐射防护规定》GB 8703—88及《密封放射源一般规定》GB 4076--83国家标准。放射作业场所最高允许限值为23．87×10³Bq／kg•h，公众最高允许限值为23．87×10²Bq／kg•h，聚酯装置监测点结果均能低于公众最高允许限值23．87×10²Bq／kg•h，但要考虑到放射源对机体作用的随机效应，仍需注意加强防护。

　　(三)装置安全自保联锁及其作用

　　1．PTA装置电气安全系统

　　PTA装置动力和照明属于二级用电负荷。

　　PTA装置供电系统一般采用双线路供电，正常时每一路电源各带50％负荷，当某一回路故障时，另一路可带100％负荷。

　　装置内动力配线为放射线电缆桥架敷设。经低压配电柜配出的动力电源送至MCC盘及照明系统。DCS系统采用UPS电源。