无冷却措施的内注导热油式电加热反应釜改造方向——《淘汰落后危险化学品安全生产的基本工艺技术设备目录(第二批)》解读之五

  传热，是化工单元操作的一个重点，而对于精细化工企业来说，工艺反应的热风险更是重中之重。化工生产装置常用的加热媒介包括热水、蒸汽、导热油、熔盐等。其中，导热油属于有机热载体的一种，常见的导热油如联苯—联苯醚或加氢联三苯等，适用于一些对温度要求比较高的场合。

  应急管理部近日发布的《淘汰落后危险化学品安全生产的基本工艺技术设备目录(第二批)》明白准确地提出，重点监管危险化工工艺，禁止使用无冷却措施的内注导热油式电加热反应釜(油浴反应釜、油浴锅)，涉及重点监管危险化工工艺的在役设备一年内更换完毕。

  导热油加热反应釜常见的主要有两种，即无冷却措施的内注式电加热反应釜、带有冷却措施的釜外循环换热反应釜。

  内注式电加热反应釜的釜体是双层结构，夹层里面设置电加热棒，使用前需人工将导热油注入夹套中，工作时电加热棒将电能转化为热能，达到给釜内物料加热的目的。无冷却措施的内注式电加热反应釜无另外的的冷却措施，如内盘管、外盘管等。在无冷却措施的内注式电加热反应釜中，导热油始终位于夹套中，无法流出釜体进行换热，安全风险高。

  这类反应釜存在极大的传热风险。由于导热油在体系内无法强制循环，因此，这类反应釜只能依靠断电来进行自然冷却降温，非常容易导致反应釜超温。而且，如果温度检测仪表安装距离电加热棒(丝)较远，传热过程较长，则温度调节的灵敏度低，无法及时有效地发现超温超压情况。同时，内注的导热油由于不流动，经过长期反复加热，会在加热电杆的附近产生积碳，如不按时换加热电杆和导热油，将导致反应釜升温速率慢，且会出现局部过热的情况，导致整个反应釜受热不均匀，会造成局部反应物料过热分解或自聚。此外，这类反应釜电气加热系统本身也易发生故障，如漏电等。

  容易发生导热油泄漏着火及次生事故也是原因之一。比如，电击穿导致导热油泄漏。同时，导热油线胀系数较大，在加注过量或温度过高的情况下，易引起导热油膨胀引起加注口或夹套胀裂，引发泄漏着火。而且，在导热油泄漏着火的情况下，这类反应釜无法快速、安全地将导热油泄放至地槽或低位槽中，会发生烘烤反应釜的情况，极易引发次生事故。

  替代设备是具备冷热媒切换功能等满足紧急降温需求的反应釜，可从以下两个方面做综合考虑。

  一方面，替代设备优先选择采用以蒸汽、水为媒介的外循环换热反应釜，由于媒介非可燃物质，因此安全性相比来说较高。常见的内盘管、外盘管、夹套等外循环式反应釜均可采用。

  另一方面，若企业公辅工程条件有限或生产的基本工艺本身决定一定要采用导热油等有机热载体作为媒介时，可采用具备冷热媒切换和紧急切断功能的导热油外循环式反应釜。这类反应釜可实现快速切断热源、紧急冷却降温，避免因热风险导致的事故。

  企业在进行无冷却措施的内注导热油式电加热反应釜改造时，涉及重点监管危险化工工艺的反应釜应注意以下几点：

  一是对于使用热媒加热的常压反应工艺，反应釜应设进料和热媒自动控制阀，通过改变进料流量或热媒流量调节反应温度。反应釜应设反应温度高高报警并联锁切断进料或联锁切断热媒，并联锁打开紧急冷却(含冷媒)系统和紧急泄放设施。

  二是对于使用热媒加热的带压反应工艺，反应釜应设进料或热媒流量自动控制阀，通过改变进料流量或热媒流量调节反应温度和压力。反应釜应设反应温度高高报警并联锁切断进料、联锁切断热媒，并联锁打开紧急冷却系统，或(和)反应釜设反应压力高高报警并联锁切断进料、联锁切断热媒，并联锁打开紧急冷却系统、紧急泄放设施。

  三是反应过程中一定要通过调节冷却系统控制或者辅助控制反应温度的，应当设置自动控制回路，实现反应温度上升时自动提高冷却剂流量；调节精细度要求比较高的冷却剂应当设流量控制回路。

  四是反应过程涉及热媒、冷媒(含预热、预冷、反应物的冷却)切换操作的，应设置自动控制阀，具备自动切换功能。

  此外，针对目前存在的车间直用式电加热导热油炉系统，企业应避免将电加热炉、膨胀罐(高位槽)、储油罐(低位槽)全部集中在反应釜周边。笔者建议明确必要的防火间距，否则若发生导热油系统泄漏着火或反应釜温度超温失控，会互相影响，将导致事故扩大。同时，企业还应注意电加热系统是不是满足防爆等要求。