在化工安全生产的治本攻坚战中,重氮化、过氧化、氟化、氯化这四类工艺,因其反应剧烈、物料危险、控制复杂,被列为重点监管与自动化改造的核心。根据《化工和危险化学品安全生产治本攻坚三年行动方案》要求,2026年底前,相关企业必须完成这些高位工艺的全流程自动化改造。
一、重氮化工艺
重氮化工艺是一种在低温下使一级胺与亚硝酸反应生成重氮盐的工艺,广泛应用于染料及芳香族重氮化合物的制备。该工艺属于放热反应,重点监控单元包括重氮化反应釜和后处理单元。
工艺危险特点:
产物不稳定:重氮盐对温度和光照敏感,尤其是含硝基的重氮盐极易分解。在干燥状态下,部分重氮盐受热、摩擦或撞击可能发生分解甚至爆炸。
原料具危险性:使用的亚硝酸钠是无机氧化剂,高温下(175℃)能分解,与有机物反应可导致着火或爆炸。
反应原料具燃爆性:参与反应的有机胺等原料可能具有可燃、爆炸危险性。
典型工艺包括顺法、反加法、亚硝酸硫酸法、硫酸铜触媒法及盐析法等。需重点监控的工艺参数有反应釜内温度、压力、液位、pH值、搅拌速率、亚硝酸钠流量及物料配比。
安全控制上必须实现反应釜温度与压力的报警联锁、物料比例控制与联锁、紧急冷却与停车系统,并配置安全泄放装置;后处理单元应具备温度监测与惰性气体保护联锁。宜采用的控制方式是将反应釜内温度、压力与搅拌、亚硝酸钠流量、冷却水进水阀联锁,并设置自动停车系统。
二、过氧化工艺
过氧化工艺是指向有机化合物分子中引入过氧基生成过氧化物的过程,反应类型可为吸热或放热,重点监控单元为过氧化反应釜。
工艺危险特点:
产物极敏感:过氧化物含有不稳定的过氧键,对热、振动、冲击或摩擦极为敏感,极易分解甚至发生爆炸。
强氧化性:过氧化物与有机物、纤维接触易发生氧化反应,导致火灾。
燃爆风险:反应气相组成容易达到爆炸极限。
典型工艺包括双氧水生产、过氧乙酸水溶液制备、过氧二酸及过氧化苯甲酰的合成等。重点监控参数涵盖反应釜温度、pH值、搅拌速率、过氧化剂流量、配料比、过氧化物浓度和气相氧含量。
安全控制需具备反应釜温度压力报警联锁、物料比例与紧急切断系统、紧急冷却与惰性气体注入系统、气相氧含量监测联锁以及安全泄放装置。推荐的控制方式是将反应釜温度与搅拌电流、过氧化物流量、冷却水阀联锁,并设置紧急停车系统与泄爆管。
三、氟化工艺
氟化工艺涉及向化合物分子中引入氟原子,属于强放热反应,重点监控单元为氟化剂储运单元。
工艺危险特点:
反应剧烈:氟化反应为强放热反应,若热量不能及时移除,易导致超温超压,引发设备爆炸。
物料危险性大:反应原料常具有燃爆危险性。氟化剂多具有强腐蚀性和剧毒,在储运和使用中易因泄漏造成严重危害。
典型工艺涵盖直接氟化、金属氟化物氟化、置换氟化以及其他氟化物制备。需监控的参数主要有反应釜温度与压力、搅拌速率、氟化物流量、助剂流量、配料比及氟化物浓度。
安全控制要求包括反应釜温度压力与进料及冷却系统的报警联锁、搅拌稳定控制、安全泄放及有毒气体检测报警。宜采取的控制方式为严格调控氟化物浓度与投料配比,并将反应釜温度压力与搅拌、氟化物流量、冷却水阀联锁,设置自动停车系统。
四、氯化工艺
氯化工艺是通过取代、加成或氧氯化等方式向化合物分子中引入氯原子的工艺,属放热反应,重点监控单元包括氯化反应釜和氯气储运单元。
工艺危险特点:
反应放热:氯化反应是放热过程,高温下反应更剧烈,放热量大。
原料危险:原料(如烃类)大多具有燃爆危险性。
氯化剂剧毒:常用氯化剂氯气为剧毒、强氧化性气体,储存压力高,泄漏危害极大。
副产物腐蚀:生成的氯化氢气体遇水后腐蚀性强。
杂质易爆:氯气中的杂质(如三氯化氮)积累后易引发爆炸。
典型工艺包括取代氯化、加成氯化、氧氯化以及其他工艺(如制备三氯化磷)。重点监控参数有反应釜温度压力、搅拌速率、物料配比、氯气进料流量、冷却介质参数、氯气杂质含量及尾气组成。
安全控制需配备反应釜温度压力报警联锁、物料比例与搅拌联锁、紧急进料切断系统、紧急冷却系统、安全泄放系统、氯气吸收中和装置及可燃有毒气体检测报警。建议的控制方式是将反应釜温度压力与搅拌、氯气流量、冷却水阀联锁,并设立紧急停车系统。

综上所述,这四大工艺的共同核心风险在于:反应过程剧烈、关键物料毒性大或不稳定、对工艺参数的控制精度要求极高。传统依赖人工操作、间歇取样分析的模式,在响应速度、控制精度和稳定性上已无法满足其本质安全要求。
实现这些工艺的全流程自动化、智能化控制,是提升安全水平的关键。
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