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重氮化工艺中紧急冷却系统的安全控制为何如此关键?

来源:233网校 2025-11-18 09:36:34
导读:重氮化工艺作为重点监管的危险化工工艺之一,其反应过程的放热特性与不稳定性使得紧急冷却系统成为防止爆炸事故的核心屏障。本文通过分析行业标准与事故案例,详解紧急冷却系统的设计原则、联锁逻辑及失效后果,帮助从业人员掌握这一关键安全技术。

重氮化工艺中紧急冷却系统的安全控制为何如此关键?

在重氮化工艺生产过程中,反应物料往往具有高热敏感性,一旦温度失控极易引发分解爆炸。根据《首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求》(2009年),重氮化反应必须配置紧急冷却系统作为首要安全措施,并与温度、压力参数形成联锁控制。

核心设计要求包括

  1. 冷却介质(如冷冻盐水)需独立备用电源供应,确保主电源中断时能持续运行30分钟以上;

  2. 冷却阀采用气动快开式结构,响应时间应<2秒(引自AQ/T 3034-2022《化工过程安全管理导则》);

  3. 温度监测点需双重冗余布置,避免单点失效导致系统误判。

2023年某染料中间体企业事故调查报告显示,因冷却水泵机械密封泄漏未及时处置,导致重氮盐反应釜在28秒内温升超过120℃,最终引发连锁爆炸。该案例印证了《精细化工企业安全管理规范》(AQ 3062-2025)第7.3条要求:冷却系统需纳入SIL2级安全仪表系统,定期进行电磁阀卡涩测试与冷却效率验证。

企业实施时需特别注意:

  • 冷却管道应避免直角弯头,减少压降损失(符合SH/T 3210-2020泄压设施设计规范);

  • 定期清洗换热器结垢,维持传热系数≥设计值的85%;

  • 将冷却系统故障纳入HAZOP分析中的‘偏差场景’,制定补偿性应急预案。

当前最新版GB/T 45420-2025明确将冷却系统失效频率纳入风险矩阵评估,要求RPN(风险优先数)>200时必须升级为双通道控制系统。这标志着我国化工安全标准正从‘被动防护’向‘主动抑爆’深化发展。

科目:化工安全

考点:重氮化工艺

1、一级胺与亚硝酸在低温下作用,生成重氮盐的反应。脂肪族、芳香族和杂环的一级胺都可以进行重氮化反应。涉及重氮化反应的工艺过程为重氮化工艺。下列关于重氮化反应的说法中,正确的是( )。

A.脂肪族重氮盐较为稳定,芳香族重氮盐很不稳定,即使在低温下也能迅速自发分解

B.重氮化试剂通常是由亚硝酸钠和盐酸作用临时制备的

C.重点监控单元:重氮化反应釜、反应剂储运单元

D.重氮化生产过程所使用的亚硝酸钠是有机氧化剂,175℃时能发生分解、与有机物反应导致着火或爆炸

查看答案            
参考答案:B
参考解析:通常重氮化试剂是由亚硝酸钠和盐酸作用临时制备的。除盐酸外,也可以使用硫酸、高氯酸和氟硼酸等无机酸。脂肪族重氮盐很不稳定,即使在低温下也能迅速自发分解,芳香族重氮盐较为稳定。重氮盐在温度稍高或光照的作用下,特别是含有硝基的重氮盐极易分解,有的甚至在室温时亦能分解。在干燥状态下,有些重氮盐不稳定,活性强,受热或摩擦、撞击等作用能发生分解甚至爆炸。 重氮化生产过程所使用的亚硝酸钠是无机氧化剂,175℃时能发生分解、与有机物反应导致着火或爆炸。 重点监控单元:重氮化反应釜、后处理单元

2、重氮化反应的主要火灾危险性在于所产生的重氮盐,特别是含有硝基的重氮盐,反应进行时自始至终必须保持亚硝酸稍过量,否则也会引起自我偶合反应。故针对其工艺特点应重点监控工艺参数的稳定性,下列说法错误的是(  )。

A.监控重氮化反应釜内温度、压力、液位、pH值,严格控制其工艺参数的稳定性

B.监控反应釜内搅拌速率,防止局部过热,可增设双电源供电

C.监控后处理单元温度及浓度,防止重氮盐受热分解爆炸

D.监控亚硝酸钠的流量,反应进行时自始至终必须保持亚硝酸稍过量

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参考答案:C
参考解析:C选项:监控后处理单元温度,防止重氮盐受热分解爆炸。浓度不是重氮盐受热分解的原因

3、以苯甲酸为反应底物经过加氢工艺、重氮化工艺、酯化工艺和脱氢工艺制备农药中间体。依据上述题干背景,下列说法正确的是(  )。

A.需重点监管的工艺包括加氢工艺、酯化工艺、重氮化工艺和氧化工艺

B.加氢工艺应重点监测反应釜体系内和尾气的氧含量

C.氧化反应釜和氧气储运单元均应作为重点监控的工艺单元

D.重氮化工艺应重点监测温度、压力、液位、 pH值

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参考答案:D
参考解析:A选项错误:需重点监管的化工工艺包括加氢工艺、重氮化工艺和氧化工艺; B选项错误:加氢工艺应重点监测反应釜体系内的氧含量和尾气的氢含量; C选项错误:氧化反应釜应作为重点监控的工艺单元。
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