论文总字数：33991字

摘 要

苯磺酸在工业的各个领域有着十分重要的作用，它可以用作实验试剂、催化剂等。同时苯磺酸作为一种重要的有机中间体，在有机合成领域有着举足轻重的地位。

本文首先介绍了苯磺酸的基本理化性质、生产概况及研究背景，并比较了几种常用的生产方法，最终选择气相磺化法作为本设计最终的生产方法。然后对工艺涉及到的物质进行危险性辨识，之后对整个厂区、各工段以及核心设备进行危险性分析。又对整个厂区进行合理规划，并作出厂区的平面布置图。最后利用安全检查表法及道化学法分别对厂区的作出定性和定量的安全评价。

在对苯磺酸生产厂区安全设计时，需要利用多种方法对厂区的危险性进行分析，结合分析结果，提出最合理的解决方案。

关键词：气相磺化法、危险性分析、安全检查表、道化学

Safety technology of Sulfonated benzene sulfonic acid production

Abstract

Benzene sulfonic acid has a very important role in various industries. For example, it can be used as reagents and catalysts. As benzene sulfonic acid is a kind of important organic intermediates, it has a pivotal position in the field of organic synthesis.

In this paper, we firstly introduce the basic physical and chemical properties, production situation and research background of benzene sulfonic acid. At the same time, after a comparison of several commonly used production methods, we choose the gas phase sulfonation method as the design of the final production method. Then we make a hazard identification for the substance which involves in the process, and then for the entire plant, each section as well as the core equipment risk analysis. Next, we make a reasonable plan for the whole plant area, followed by the plant layout plan. Finally, the safety assessment qualitatively and quantitatively of the plant area is made by the safety inspection method and the Dow Chemical method.

Key Words:safety check list;Risk Analysis;Dow Chemical Fire and Explosion Indexes

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 概述 1

1.1 苯磺酸的理化性质和研究背景 1

1.2 苯磺化制苯磺酸的生产工艺的概况和选择 1

第2章 苯磺化制取苯磺酸的工艺流程及危险性分析 4

2.1 苯的气相磺化制苯磺酸的生产工艺 4

2.1.1苯磺化机理 4

2.1.2气相磺化法的工艺流程 4

2.2 苯磺化制苯磺酸的生产工艺的危险性分析及安全对策措施 6

2.2.1 生产中介质的危险性分析 6

2.2.2 各工段的危险性特点分析 9

2.2.3 安全对策措施 17

2.3 整个厂区危险有害因素辨识 20

第3章 苯磺酸重点监控工艺参数及安全控制技术 24

3.1 苯磺化制取苯磺酸重点监控工艺参数确定的依据 24

3.2核心生产设备危险性及安全控制技术措施 25

3.2.1核心生产设备危险性分析 25

3.2.2核心生产设备安全控制技术设计 28

第4章 年产*万吨苯磺酸生产厂区的平面布置及消防设计 31

4.1厂区平面布置 31

4.1.1厂区内各功能区域的划分 31

4.1.2厂区内各区域的平面布置 31

4.2 厂区消防设计 34

4.2.1灭火器的选型 34

4.2.2灭火器的设置 36

第5章 苯磺化制取苯磺酸生产厂区的安全评价 38

5.1 安全检查表法 38

5.1.1 安全检查表简介 38

5.1.2 苯磺化制取苯磺酸生产厂区安全检查表的编制 38

5.2 道氏火灾、爆炸危险指数评价法 43

5.2.1道化学分析法简介 43

5.2.2 道化学法评价过程 43

第6章 小结 49

参考文献 50

第1章 概述

1.1 苯磺酸的理化性质和研究背景

1.1.1 苯磺酸的理化性质

苯磺酸是无色针状或片状晶体，易溶于水，易溶于乙醇，微溶于苯，不溶于乙醚、二硫化碳。是一种强酸。苯磺酸具有毒性、强刺激性，人体吸入、摄入或经皮肤吸收后对身体有害，且对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道有强烈的刺激作用。吸入后，可引起喉、支气管的痉挛、炎症以及水肿，化学性肺炎或肺水肿。中毒的症状可有烧灼感、咳嗽、喘息、喉炎、头痛、恶心和呕吐等。苯磺酸不燃，所以不具有燃爆危险性，但苯磺酸受高热易分解产生有毒的硫化物烟气，故在储存时要避免受热^[1]。

1.1.2 研究背景

在芳环上引入磺基的主要目的有以下三个：

①使产品具有水溶性、酸性、表面活性或对纤维素具有亲和力；

②将磺基转化为—OH、—NH₂、—CN或—Cl取代基；

③先在芳环上引入磺基，完成特定反应后，再将磺基水解掉。

由于苯是最简单的芳环化合物，因此研究苯的磺化反应对研究其他复杂芳环化合物的磺化反应具有重要意义。

如上所述，在苯环上引入磺基是为了将磺基转化为其他基团，所以苯磺酸的主要用途之一就是用于制造苯酚和间苯二酚。

1.2 苯磺化制苯磺酸的生产工艺的概况和选择

苯磺酸作为一种有机中间体，属于有机合成的中间产物，一般多自用，很少出售。本设计中涉及到的苯的磺化工段作为其他有机合成的上游工段，故生成的苯磺酸直接进入下游工段进行有机合成。

芳环上取代磺化的主要方法有五种：

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