(四)聚合反應(yīng)
由低分子單體合成聚合物的反應(yīng)稱為聚合反應(yīng)。聚合反應(yīng)的類型很多,按聚合物單體元素組成和結(jié)構(gòu)的不同,分為加成聚合和縮合聚合兩大類。聚合過程在工業(yè)上的應(yīng)用十分廣泛,如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等塑料,聚丁二烯、順丁、丁腈等橡膠以及尼龍纖維等,都是通過小分子單體聚合的方法得到的。
1.聚合反應(yīng)的主要危險性
(1)、聚合反應(yīng)中的使用單體、溶劑、引發(fā)劑、催化劑等大多是易燃、易爆物質(zhì),使用或儲存不當時,易造成火災(zāi)、爆炸。如聚乙烯的單體乙烯是可燃氣體,順丁橡膠生產(chǎn)中的溶劑苯是易燃液體,引發(fā)劑金屬鈉是遇濕易燃危險品。
(2)、許多聚合反應(yīng)在高壓條件下進行,單體在壓縮過程中或在高壓系統(tǒng)中易泄漏,發(fā)生火災(zāi)、爆炸。例如,乙烯在130~300 MPa的壓力下聚合合成聚乙烯。
(3)、聚合反應(yīng)中加入的引發(fā)劑都是化學(xué)活性很強的過氧化物,一旦配料比控制不當,容易引起爆聚,反應(yīng)器壓力驟增易引起爆炸。
(4)、聚合物分子量高,黏度大,聚合反應(yīng)熱不易導(dǎo)出,一旦遇到停水、停電、攪拌故障時,容易掛壁和堵塞,造成局部過熱或反應(yīng)釜飛溫,發(fā)生爆炸。
2.聚合反應(yīng)過程的安全措施
(1)、應(yīng)設(shè)置可燃氣體檢測報警器,一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備、管道有可燃氣體泄漏,將自動停車。
(2)、反應(yīng)釜的攪拌和溫度應(yīng)有檢測和連鎖裝置,發(fā)現(xiàn)異常能自動停止進料。
(3)、高壓分離系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置爆破片、導(dǎo)爆管,并有良好的靜電接地系統(tǒng),一旦出現(xiàn)異常,及時泄壓。
(4)、對催化劑、引發(fā)劑等要加強儲存、運輸、調(diào)配、注入等工序的嚴格管理。
(5)、注意防止爆聚現(xiàn)象的發(fā)生。
(6)、注意防止粘壁和堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。
(五)裂化反應(yīng)
裂化有時又稱為裂解,是指有機化合物在高溫下分子發(fā)生分解的反應(yīng)過程。而石油產(chǎn)品的裂化主要是以重油為原料,在加熱、加壓或催化荊作用下,分子量較高的烴類發(fā)生分解反應(yīng)生成分子量較小的烴類,在經(jīng)分餾而得到裂化氣、汽油、煤油和殘油等產(chǎn)品。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(jù)所用壓力的不同分為高壓熱裂化和低壓熱裂化。產(chǎn)品有裂化氣體、汽油、煤油、殘油和石油焦。熱裂化裝置的主要設(shè)備有管式加熱爐、分餾塔、反應(yīng)塔等。
1)、熱裂化的主要危險性
熱裂化在高溫、高壓下進行,裝置內(nèi)的油品溫度一般超過其自燃點,漏出會立即著火。熱裂化過程產(chǎn)生大量的裂化氣,如泄漏會形成爆炸性氣體混合物,遇加熱爐等明火,會發(fā)生爆炸。
2)、熱裂化反應(yīng)過程的安全措施
(1)、要嚴格遵守操作規(guī)程,嚴格控制溫度和壓力。
(2)、由于熱裂化的管式爐經(jīng)常在高溫下運轉(zhuǎn),要采用高鎳鉻合金鋼制造。
(3)、裂解爐爐體應(yīng)設(shè)有防爆門,備有蒸氣吹掃管線和其他滅火管線,以防爐體爆炸和用于應(yīng)急滅火。設(shè)置緊急放空管和放空罐,以防止因閥門不嚴或設(shè)備漏氣造成事故。
(4)、設(shè)備系統(tǒng)應(yīng)有完善的消除靜電和避雷措施。高壓容器、分離塔等設(shè)備均應(yīng)安裝安全閥和事故放空裝置。低壓系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)之問應(yīng)有止逆閥。配備固定的氮氣裝置、蒸氣滅火裝置。
(5)、應(yīng)備有雙路電源和水源,保證高溫裂解氣直接噴水急冷時的用水用電,防止燒壞設(shè)備。發(fā)現(xiàn)停水或氣壓大于水壓時,要緊急放空。
(6)、應(yīng)注意檢查、維修、除焦,避免爐管結(jié)焦,使加熱爐效率下降,出現(xiàn)局部過熱,甚至燒穿。
2.催化裂化
催化裂化在高溫和催化劑的作用下進行,用于由重油生產(chǎn)輕油的工藝。催化裂解裝置主要由反應(yīng)再生系統(tǒng)、分餾系統(tǒng)、吸收穩(wěn)定系統(tǒng)組成。
1)、催化裂化的主要危險性
催化裂化在160~520℃的高溫和0.1~0.2 MPa的壓力下進行,火災(zāi)、爆炸的危險性也較大。操作不當時,再生器內(nèi)的空氣和火焰可進入反應(yīng)器引起惡性爆炸事故。U形管上的小設(shè)備和閥門較多,易漏油著火。裂化過程中,會產(chǎn)生易燃的裂化氣?;罨呋瘎┎徽r,可能出現(xiàn)可燃的一氧化碳氣體。
2)、催化裂化過程的安全措施
(1)、注意保持反應(yīng)器與再生器壓差的穩(wěn)定,是催化裂化反應(yīng)中最重要的安全問題。
(2)、分餾系統(tǒng)要保持塔底油漿經(jīng)常循環(huán),防止催化劑從油氣管線進入分餾塔,造成塔盤堵塞。要防止回流過多或太少造成的憋壓和沖塔現(xiàn)象。
(3)、再生器應(yīng)防止稀相層發(fā)生二次燃燒,損壞設(shè)備。
(4)、應(yīng)備有單獨的供水系統(tǒng)。降溫循環(huán)水應(yīng)充足,同時應(yīng)注意防止冷卻水量突然增大,因急冷損壞設(shè)備。
(5)、關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)備有兩路以上的供電。
3.加氫裂化
加氫裂化是在催化劑及氫存在條件下,使重質(zhì)油發(fā)生催化裂化反應(yīng),同時伴有烴類加氫、異構(gòu)化等反應(yīng),從而轉(zhuǎn)化為質(zhì)量較好的汽油、煤油和柴油等輕質(zhì)油的過程。加氫裂化是20世紀60年代發(fā)展起來的新工藝。
加氫裂化裝置類型很多,按反應(yīng)器中催化劑放置方式的不同,可分為固定床、沸騰床等。
1)、加氫裂化的主要危險性
加氫裂化在高溫、高壓下進行,且需要大量氫氣,一旦油品和氫氣泄漏,極易發(fā)生火災(zāi)或爆炸。加氫是強烈的放熱反應(yīng)。氫氣在高壓下與鋼接觸,鋼材內(nèi)的碳分子易被氫氣奪走,強度降低,產(chǎn)生氫脆。
2)、加氫裂化過程的安全措施
(1)、要加強對設(shè)備的檢查,定期更換管道、設(shè)備,防止氫脆造成事故。
(2)、加熱爐要平穩(wěn)操作,防止局部過熱,防止爐管燒穿。
(3)、反應(yīng)器必須通冷氫以控制溫度。
【例題】:還原反應(yīng)過程中,雷內(nèi)鎳、鈀碳等催化劑平時不能暴露在空氣中,要浸在___中。( )、
A.煤油
B. 酒精
C. 水
D. 機油
【答案】:B
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