危险化工工艺安全(1)——光气工艺
光气学名碳酰氯,是有机合成、农药、药物、燃料及其他化工制品的中间体。由于光气的相对密度比空气大,又是窒息性毒气,在第一次世界大战中曾被用作战争毒气,造成较大伤亡。
我国《工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素》(GBZ 2.1-2019)工作场所空气中化学物质容许浓度,光气最高容许浓度(MAC)为0.5mg/m³,即工作地点、在一个工作日内、任何时间有害化学物质均不应超过的浓度。美国ACGIH TLV-TWA为0.40mg/m³。我国国家标准GB/T 18664-2002中引用的IDLH浓度为2ppm(8mg/m³,20℃)。

光气及光气化工艺包含光气的制备工艺,以及以光气为原料制备光气化产品的工艺路线,光气化工艺主要分为气相和液相两种。
光气及光气化产品所用的主要物料有:一氧化碳、氯气、醇、胺类、酸、甲苯等。这些物质均具有易燃、易爆、易中毒的性质,在使用和生产过程中,对安全的要求极高。
生产过程中易发生火灾。生产中的危险化学品大多有燃爆特性,氧气和氯气为助燃物质,遇到各类点火源可能发生火灾;现代化的光气及光气化生产装置是用电大户,电机、灯具、开关等采用非防爆型或者防爆等级不够,也易发生电气火灾。
生产过程中易发生化学爆炸。光气与光气化工艺中存在的一氧化碳、甲醇、乙醇、氨等气相物质在局部空间积聚,遇到点火源可能发生燃爆事故。
生产过程中易发生物理爆炸。生产装置中的光气合成器及相关设备均为压力容器,且压力管道也遍布于整个生产工序,同时生产装置的供热设备有蒸汽锅炉,这些设备操作不当、超压操作会发生物理爆炸。
生产过程中易发生中毒。光气为剧毒气体,在储运、使用过程中发生泄漏后,易造成大面积污染、中毒事故;光气副产物氯化氢具有腐蚀性,易造成设备和管线泄漏使人员发生中毒事故。
一氧化碳与氯气的反应得到光气:

光气合成双光气、三光气:

采用光气作单体合成聚碳酸酯:

甲苯二异氰酸酯(TDI)的制备:

4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的制备等:

一氧化碳、氯气含水量;
反应釜温度、压力;
反应物质的配料比;
光气进料速度;
冷却系统中冷却介质的温度、压力、流量等。
设有事故紧急切断阀;
安装紧急冷却系统;
设置反应釜温度、压力报警联锁;
安装局部排风设施;
设有有毒气体回收及处理系统;
装设自动泄压装置及自动氨或碱液喷淋装置;
配置光气、氯气、一氧化碳监测及超限报警;
按照双电源供电方式进行供电。
光气及光气化生产系统一旦出现异常现象或发生光气及其剧毒产品泄漏事故时,应通过自控联锁装置启动紧急停车并自动切断所有进出生产装置的物料,将反应装置迅速冷却降温,同时将发生事故设备内的剧毒物料导入事故槽内,开启氨水、稀碱液喷淋,启动通风排毒系统,将事故部位的有毒气体排至处理系统。