?引言

??? 　　分析了氧化反應生產工藝過程的火災危險性，并運用美國道化學公司的火災、爆炸危險指數(shù)評價方法對氧化反應裝置的火災、爆炸危險性進行了評價，探討了針對性的防火防爆技術措施。

??? 　　氧化反應在化工生產中得到廣泛的應用。通過氧化反應，可以生產大宗有機中間體和聚合物單體。然而，氧化反應生產過程中潛在較大的火災危險性，國內外曾有過多次氧化反應器爆炸的案例。2004年7月26日，廈門翔鷺石化企業(yè)有限公司90萬t/a精對苯二甲酸裝置的氧化反應器，因長年高壓、高溫工作，罐體內物料攪拌裝置產生振動，使進料管道法蘭松動，管道法蘭連接處突然產生裂縫，大量物料噴出，因其本身的高溫起物料著火燃燒，3名工人被物料灼傷。加強對氧化反應防火、防爆的研究，十分重要。

?氧化反應火災爆炸危險性分析（2） ?

??? 　　氧化反應火災爆炸危險性分析

??? 　　1.1原料和產品易燃易爆有毒

??? 　　被氧化和物質大都具有火災爆炸危險性，例如乙稀、丙烯、萘、乙醛、氨等。某些氧化中間產物不穩(wěn)定，甚至還有火災爆炸危險，例如液相氧化反應系統(tǒng)往往存在一定嘗試的烴類過氧化氫和過氧酸類中間產物，當其濃度積累到一定程度后會發(fā)生分解而導致爆炸。非均相丙烯氨氧化反應副產的氫氰酸、乙腈和丙烯醛是可燃有毒的物質。部分氧化產品也具有火災爆炸危險性，例如乙烯氧化生成的環(huán)氰化生成的環(huán)氧乙烷是可燃氣體； 甲醇氧化生成的甲醛（含36.7％甲醛）是易燃液體；丙烯氨氧化生成的丙烯腈是易燃液體。

??? 　　1.2反應溫度高，放熱量大

??? 　　氧化反應強烈放熱，反應溫度高，傳熱情況復雜。非均相氧化系統(tǒng)中存在催化劑顆粒內及其與氣體間的傳熱，以及床層與管壁間傳熱。催化劑的載體往往是導熱欠佳的物質，因此，如采用固定床反應器，床層溫度分布受到傳熱效率的限制，可能產生較大溫差，甚至引起飛溫，導致火災爆炸事故；如采用流化床反應器，反應熱若不能及時移出，反應器內稀相段上就極易發(fā)生燃燒，因為原料在濃相段尚有一部分未轉化，進入稀相段后會進一步反應放熱，當溫度達到物料的自燃點就可能發(fā)生燃燒。

??? 　　1.3原料混合氣具的爆炸性

??? 　　被氧化物與氧化劑的配比是反應過程中重要的火災爆炸危險因素。有的原料配比處在爆炸極限范圍之內，例如丙烯氨氧化反應的丙燃與空氣在原料總體積中分別占6.16％和67.7％，兩者之比為9.1％（丙烯的爆炸極限為2％～11％）；苯酐生產中萘與空氣的重量比為1：9左右，萘蒸氣在空氣中的體積濃度為2.25％（萘蒸氣爆炸極限為0.88～5.9％）。有的反應在接近爆炸極限的條件下進行，如甲醇蒸氣在空氣中氧化，其配比接近爆炸極限；乙烯氧化生成環(huán)氧乙烷或乙醛的反應中循環(huán)氣的氧含量在爆炸極限附近，如果控制不當易形成爆性混合氣體。液相氧化反應速度比氣－固相催化氧化反應慢，物料在反應器等設備中滯留量則很大，故危險性增大。

??? 　　1.4副反應放熱，增大火災危險性

??? 　　反應過程中如擴散速度不快，反應產物會積聚在催化劑表面附近，將導致深度氧化的連串反應發(fā)生。此外，平行的副反應也比較復雜而難以控制。例如丙烯氨氧化反應易發(fā)生一系列副反應，產生氫氰酸、丙燃醛和深度氧化產物二氧化碳和一氧化碳；乙燃氧化制環(huán)氧乙烷，其副反應產生二氧化碳和水，這些副反應均為強放熱反應，增加了反應過程的總放熱量；深度氧化為二氧化碳和一氧化碳的反應，是導致流化床反應器稀相段溫度升高發(fā)生燃燒的另一主要原因。

??? 　　在乙烯經環(huán)氧化生產環(huán)氧乙烷中，完全氧化副反應增多，會增加反應熱當量（當選擇性由70％降至40％，反應放出的熱量要增加1倍）。

??? 　　1.5原料中雜質具有危險性

??? 　　原料氣中雜質能使催化劑中毒，例如雜質乙炔能使Ag催化劑形成乙炔銀，與催化劑溶液中的Cu離子作用生成乙炔銅，受熱會發(fā)生爆炸性分解；雜質氯與硫化物也會使催化劑中毒。某些雜質還能影響爆炸極限，例如氫存在會使原料氣的爆炸極限濃度降低而增加爆炸危險性。原料中的雜質還能使副反應增多，增大反應放熱效應。

??? 　　1.6易產生結焦、堵塞設備管道

??? 　　有些氧化產物如丙烯腈、氫氰酸、環(huán)氧乙烷易發(fā)生聚合生成固態(tài)物質，某些產物高溫下易發(fā)生結焦，導致管路堵塞。例如丙燃氨氧化溫度超過500℃反應產物就有結焦現(xiàn)象。此外，長期滯留在設備中的殘留物、附著物與空氣接觸往往會發(fā)生自燃。例如苯酐生產中的萘焦油、苯二甲酸鈉、硫化亞鐵在常溫下就有自燃危險性；苯酐焦油在220℃、順丁烯二亞鐵在180℃時，也有自燃危險。

??? 　　1.7物料易產生靜電，潛在靜電火源

??? 　　氧化使用的物料為電介質。它們在管道內高速流動或經閥門、噴嘴噴出時會產生靜電，最高靜電電壓可達萬伏以上，裝置中存在靜電放電引起火災的可能性。