c.乙烯可能在設備和管道中聚合,使溫度上升到危險程度,導致乙烯分解和 聚合產品堵塞設備. d.如果違反壓力條件和規(guī)定的混合氣體流量比, 在設備中乙烯和氧氣可能形 成易爆混合物. e.乙烯分解時產生的分解細粒狀炭黑有可能堵塞反應器和管道, 從而使過程 難以正常進行,以致不得不停產進行設備清理. 由上述危險因素可見,必須對工藝流程的所有工序進行溫度,壓力和物料流速的 嚴格自動控制和調節(jié).尤其應該準確地控制乙烯中氧的限制含量,因為當氧含量 超過 允許量時,反應速度將迅速加快,反應熱來不及導出,以致使過程反應強 度顯著提高,最終使過程由乙烯爆炸性分解為甲烷和碳而結束.此外,當過量供 氧時,還會 形成爆炸性混合物. 高壓聚乙烯的聚合反應在開始階段或聚合反應進行階段都會發(fā)生暴聚反應, 所以 設計時必須充分考慮到這一點.可以添加反應抑制劑或加裝安全閥來防止.在緊 急停 車時,聚合物可能固化,停車再開車時,要檢查管內是否堵塞.高壓部分 應有兩重,三重防護措施;要求遠距離操作;由壓縮機出來的油嚴禁混入反應系 統(tǒng),因為油 中含有空氣,進入聚合系統(tǒng)能形成爆炸性混合物. 氯乙烯聚合是屬于連鎖聚合反應, 連鎖反應的過程可分為 3 個階段, 即鏈的開始, 鏈的增長,鏈的終止.聚合反應中鏈的引發(fā)階段是吸熱過程,所以需加熱.在鏈 的 增長階段又放熱,需要將釜內的熱量及時導走,將反應溫度控制在規(guī)定值. 這兩個過程要分別向夾套通入加熱蒸汽和冷卻水.溫度控制多采用串級調節(jié)系 統(tǒng).為了及 時導走熱量必須有可靠的攪拌裝置.由于氯乙烯聚合是采用分批間 歇方式進行的,反應主要依靠調節(jié)聚合溫度,因此聚合釜的溫度自動控制十分重 要. 丁二烯聚合過程中接觸和使用酒精,丁二烯,金屬鈉等危險物質.酒精和丁二烯 與空氣混合都能形成爆炸性混合物,金屬鈉遇水,空氣激烈燃燒,引起爆炸,因 此不能暴露于空氣中. 為了控制猛烈反應,應有適當的冷卻系統(tǒng),并需嚴格控制反應溫度.冷卻系統(tǒng)應 保證密閉良好,特別在使用金屬鈉的聚合反應中,最好采用不與金屬鈉反應的十 氫化萘或四氫化萘作為冷卻劑.如用冷水做冷卻劑,應在微負壓下輸送,不可用 壓力輸送.這樣可減少水進入聚合釜的機會. 丁二烯聚合釜上應裝安全閥,通常的辦法是同時安裝爆破板.爆破板應裝在連接 管上,在其后再連接一個安全閥.這樣可以防止安全閥堵塞,又能防止爆破板爆 破時大量可燃氣逸出而引起二次爆炸.爆破板不能用鑄鐵,必須用銅或鋁制作, 避免在爆破時鑄鐵產生火花引起二次爆炸事故. 聚合生產系統(tǒng)應配有氮氣保護系統(tǒng),所用氮氣要經過精制,用銅屑除氧,用硅膠? 或三氯化鋁干燥,純度保持在 99.5%以上.無論在開始操作或操作完畢打開設備 前,都應該用氮氣置換整個系統(tǒng).當發(fā)生故障,溫度升高或發(fā)現(xiàn)有局部過熱現(xiàn)象 時,須立即向設備充入氮氣加以保護.正常情況下,操作完畢后,從系統(tǒng)內抽出 氣體 是安全生產的一項重要措施,可消除或減少爆炸的可能性,當工藝過程被 破壞,發(fā)生事故,不能降低溫度或發(fā)現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象時,應將氣體抽出,同時往 設備中送入 氮氣.以上是在聚合過程中,為了防爆而必須采取的安全措施.
??? 催化和裂化
??? 催化反應分單相反應和多相反應兩種,單相反應是在氣 態(tài)下或液態(tài)下進行的, 危險性較小, 因為在這種情況下, 反應過程中的溫度, 壓力及其他條件較易調節(jié). 在多相反應中,催化作用發(fā)生于相界面及催化劑的表面上, 這時溫度,壓力較 難控制.從防爆安全要求來看,催化過程中除要正確選擇催化劑外,要注意散熱 需良好;催化劑加量適當,防止局部反應激烈;并注意嚴格控制溫 度.采用溫 度自動調節(jié)系統(tǒng),就可以減少其危險性. 在催化反應過程中有的產生氯化氫,有腐蝕和中毒危險;有的產生硫化氫,則中 毒危險性更大.另外,硫化氫在空氣中的爆炸極限較寬(4.3%～45.5%), 生產過 程還有爆炸危險. 在產生氫氣的催化反應中, 有更大的爆炸危險性, 尤其高壓下, 氫的腐蝕作用使金屬高壓容器脆化,從而造成破壞性事故. 如原料氣中某種能與催化劑發(fā)生反應的雜質含量增加,就可能生產爆炸危險物, 也是非常危險的.例如,在乙烯催化氧化合成乙醛的反應中,由于在催化劑體系 中含 有大量的亞銅鹽,若原料氣含乙炔過高,則乙炔與亞銅會反應生成乙炔銅. 乙炔銅呈紅色,自燃點是 260～270℃,干燥狀態(tài)下極易爆炸,在空氣作用下易 氧化 成暗黑色,并易起火. 裂化可分為熱裂化,催化裂化,加氫裂化 3 種類型. 1,熱裂化 熱裂化在加熱和加壓下進行.根據所用壓力的高低分高壓熱裂化和低壓熱裂化. 高壓熱裂化在較低溫度(約 450～550℃)和較高壓力(2～7MPa)下進 行,低壓熱 裂化在較高溫度(約 550～770℃)和較低壓力(0.1～0.5MPa)下進行.處于高溫下 的裂解氣,要直接噴水急冷,如果因停水和水壓不 足,或因操作失誤,氣體壓 力大于水壓而冷卻不下來,會燒壞設備從而引起火災.為了防止此類事故發(fā)生, 應配備兩種電源和水源.操作時,要保證水壓大于氣壓, 發(fā)現(xiàn)停水或氣壓大于 水壓時要緊急放空. 裂解后的產品多數是以液態(tài)儲存,有一定的壓力,如有不嚴之處,儲槽中的物料 就會散發(fā)出來,遇明火發(fā)生爆炸.高壓容器和管線要求不泄漏,并應安裝安全裝 置和事故放空裝置.壓縮機房應安裝固定的蒸汽滅火裝置,其開關設在外邊易接 近的地方.機械設備,管線必須安裝完備的靜電接地和避雷裝置. 分離主要是在氣相下進行的,所分離的氣體均有火災爆炸危險,如果設備系統(tǒng)不 嚴密或操作錯誤泄漏可燃氣體,與空氣混合形成爆炸性氣體混合物,遇火源就會 燃燒 或爆炸.分離都是在壓力下進行的,原料經壓縮機壓縮有較高的壓力,若 設備材質不良,誤操作造成負壓或超壓;或者因壓縮機冷卻不好,設備因腐蝕, 裂縫而泄漏 物料,就會發(fā)生設備爆炸和油料著火.再者,分離又大都在低溫下
??? 進行,操作溫度有的低達-30～100℃.在這樣的低溫條件下,如果原料氣或設備 系統(tǒng)含水, 就會發(fā)生凍結堵塞,以至引起爆炸起火. 分離的物質在裝置系統(tǒng)內流動, 尤其在壓力下輸送, 易產生靜電火花, 引起燃燒, 因此應該有完善的消除靜電的措施.分離塔設備均應安裝安全閥和放空管;低壓 系 統(tǒng)和高壓系統(tǒng)之間應有止逆閥;配備固定的氮氣裝置,蒸汽滅火裝置.操作 過程中要嚴格控制溫度和壓力.發(fā)生事故需要停車時,要停壓縮機,關閉閥門, 切斷與其 他系統(tǒng)的通路,并迅速開啟系統(tǒng)放空閥,再用氮氣或水蒸氣,高壓水 等撲救.放空時應當先放液相后放氣相. 2,催化裂化 催化裂化裝置主要由 3 個系統(tǒng)組成,即反應再生系統(tǒng),分餾系統(tǒng)以及吸收穩(wěn)定系 統(tǒng).在生產過程中,這 3 個系統(tǒng)是緊密相連的整體.反應系統(tǒng)的變化很快地影響 到分 餾和吸收穩(wěn)定系統(tǒng),后兩個系統(tǒng)的變化反過程又影響到反應部分.在反應 器和再生器間, 催化劑懸浮在氣流中, 整個床層溫度要保持均勻, 避免局部過熱, 造成事 故. 兩器壓差保持穩(wěn)定,是催化裂化反應中最重要的安全問題,兩器壓差一定不能超 過規(guī)定的范圍.目的就是要使兩器之間的催化劑沿一定方向流動,避免倒流,造 成油 氣與空氣混合發(fā)生爆炸.當維持不住兩器壓差時,應迅速啟動自動保護系 統(tǒng),關閉兩器間的單動滑閥.在兩器內存有催化劑的情況下,必須通以流化介質 維持流動狀 態(tài),防止造成死床.正常操作時,主風量和進料量不能低于流化所 需的最低值,否則應通入一定量的事故蒸汽,以保護系統(tǒng)內正常流化態(tài)度,保證 壓差的穩(wěn)定.當主 風量由于某種原因停止時,應當自動切斷反應器進料,同時 啟動主風與原料及增壓風自動保護系統(tǒng),向再生器與反應器,提升管內通入流化 介質,而原料則經事故旁 通線進入回煉罐或分餾塔,切斷進料,并應保持系統(tǒng) 的熱量.催化裂化裝置關鍵設備應當具有兩路以上的供電電源,自動切換裝置應 經常檢查,保持靈敏好用,當其 中一路停電時,另一路能在幾秒內自動合閘送 電,保持裝置的正常運行. 3,加氫裂化 加氫裂化是在有催化劑及氫氣存在下, 使蠟油通過裂化反應轉化為質量較好的汽 油,煤油和柴油等輕質油.它與催化裂化不同的是在進行裂化反應時,同時伴有 烴類加氫反應,異構化反應等,所以稱加氫裂化. 由于反應溫度和壓力均較高,又接觸大量氫氣,火災爆炸危險性較大.加熱爐平 穩(wěn)操作對整個裝置安全運行十分重要,要防止設備局部過熱,防止加熱爐的爐管 燒穿或者高溫管線,反應器漏氣.高壓下鋼與氫氣接觸易產生氫脆.因此應加強 檢查,定期更換管道和設備.
??? 硝化和氯化 硝化和氯化
??? 硝化反應是強烈放熱的反應,故硝化需在降溫條件下進行.因為溫度控制是安全 的基礎,所以應當安裝溫度自動調節(jié)裝置. 常用的硝化劑是混酸(濃硝酸與濃硫酸的混合物)制備混酸時放出大量熱, 溫度可 達到 90℃或更高.在這個溫度下,硝酸部分分解為二氧化氮和水,假若有部分 硝基物生成,高溫下可能引起爆炸. 硝化器夾套中冷卻水壓力微呈負壓,在水引入管上,必須安裝壓力計,在進水管 及排水管上都需要安裝溫度計.應嚴防冷卻水因夾套焊縫腐蝕而漏入硝化物中,
??? 因硝化物遇到水后溫度急劇上升,反應進行很快,可分解產生氣體物質而發(fā)生爆 炸. 為嚴格控制硝化反應溫度, 應控制好加料速度, 硝化劑加料應采用雙重閥門控制. 攪拌機應有自動啟動的備用電源,以防止機械攪拌在突然斷電時停止而引起事 故, 攪拌軸采用硫酸作潤滑劑,溫度套管用硫酸作導熱劑.不可使用普通機械 油或甘油,防止它們被硝化而形成爆炸性物質.由填料出落入硝化器中的油能引 起爆炸事 故,因此,在硝化器蓋上不得放置用油浸過的填料.在攪拌器的軸上, 應備有小槽,借以防止齒輪上的油落入硝化器中. 硝化過程中最危險的是有機物質的氧化, 其特點是放出大量氧化氮氣體的褐色蒸 氣并使混合物的溫度迅速升高,引起硝化混合物從設備中噴出而引起爆炸事故. 仔細地配制反應混合物并除去其中易氧化的組分, 調節(jié)溫度及連續(xù)混合是防止硝 化過程中發(fā)生氧化作用的主要措施. 由于硝基化合物具有爆炸性,同時必須特別注意處理此類物質過程中的危險性. 例如,二硝基苯酚甚至在高溫下也無危險,但當形成二硝基苯酚鹽時,則變?yōu)槲?險物質.三硝基苯酚鹽(特別是鉛鹽)的爆炸力是很大的.在蒸餾硝基化合物時, 必須特別小心. 硝化設備應確保嚴密不漏, 防止硝化物料濺到蒸氣管道等高溫表面上而引起爆炸 或燃燒.如管道堵塞時,可用蒸汽加溫疏通,切不可用金屬棒敲打或明火加熱. 車間內禁止帶入火種,電氣設備要防爆.當設備需動火檢修時,應拆卸設備和管 道,并移至車間外安全地點,用水蒸汽反復沖刷殘留物質,經分析合格后,方可 施焊.需要報廢的管道,應專門處理后堆放起來,不可隨便挪用,避免意外事故 發(fā)生. 氯是強氧化劑,能與可燃氣體形成易爆混合物.氯代烴與空氣和氧氣也能形成易 爆混合物.氯與氫的混合物的爆炸濃度極限范圍更寬.氯和可燃烴類,醇,羧酸 和氯 代烴的二元混合物在絕大多數情況下容易爆炸.眾所周知,許多烴(乙烯, 丙烯,正丁烯,正戊烯)能在 100℃溫度下,甚至在室溫下以明顯的速度與氯氣 反應, 生成含氯產物.當烯烴與氯氣形成混合物并將它加熱時,可能產生由絕 熱反應引起的自燃.所以在一定條件下,工藝設備中會發(fā)生自行加速過程,并進 而轉為爆炸. 乙炔加入氯氣的反應過程非常劇烈,添加少量氧對這一反應可起 催化作用.在氧存在下,乙炔與氯氣在室溫,甚至-78℃下即能相互作用,并引 起爆炸.乙炔和氯 氣的相互作用會引發(fā)乙炔爆炸性分解.含氯的可燃混合物具 有低溫自燃特性,當形成爆炸性混合物時,這一特性會增加引起燃燒的危險性. 氯化過程的特點是被氯化的大多數烴和獲得的一氯或二氯代衍生物能與空氣或 氧氣形成爆炸性混合物,所以氯化過程的設備構造,控制和自動化系統(tǒng)均應不讓 可燃產物有可能與氧氣或空氣形成爆炸性混合物. 反應時放熱量大和與乙炔等不 飽和烴作用時氯有活性是氯化過程的主要危險. 在化工生產中,最常用的氯化劑是氯氣,它通常液化儲存和運輸. 儲罐中的液氯在進入氯化器使用之前必須先進入蒸發(fā)器使其氣化. 通常不能把儲 存氯氣的氣瓶或槽車當儲罐使用, 因為這樣有可能使被氯化的有機物質倒流進氣 瓶或槽車而引起爆炸.對于一般氯化器應裝設氯氣緩沖罐,防止氯氣斷流或壓力 減小時形成倒流. 氯化反應的危險性主要決定于被氯化物質的性質及反應過程的控制條件. 由于氯 氣本身的毒性較大,儲存壓力較高,一旦泄漏是很危險的.反應過程所用的原料 大多 是有機物,易燃易爆,所以生產過程有燃燒爆炸危險,應嚴格控制各種點
??? 火能源,電氣設備應符合防爆的要求.氯化反應是一個放熱過程,尤其在較高溫 度下進行氯 化,反應更為激烈.例如環(huán)氧氯丙烷生產中,丙烯預熱至 300℃左 右進行氯化,反應溫度可升至 500℃,在這樣高的溫度下,如果物料泄漏就會造 成燃燒或引起 爆炸.因此,一般氯化反應設備必須備有良好的冷卻系統(tǒng),并嚴 格控制氯氣的流量.