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典型化學反應的危險性及基本安全技術

  
評論: 更新日期:2013年08月06日

??? 硝化反應器應有泄露管和緊急排放系統(tǒng)。一旦溫度失控,緊急排放到安全地點。
??? 硝化產物具有爆炸性,因此處理硝化物事要格外小心。應避免摩擦、撞擊、高溫、日曬,不能接觸明火、酸、堿。卸料是或處理堵塞管道是,可用水蒸氣慢慢疏通,千萬不能用黑色金屬敲打或明火加熱。拆卸的管道,設備應移至車間外安全地點,用水蒸氣反復沖洗,刷洗殘留物,經分析合格后,才能進行檢修。
??? 四、磺化反應
??? 在有機分子中導入磺酸基或其衍生物的化學反應稱為磺化反應。磺化反應使用的磺化劑主要是濃硫酸、發(fā)煙硫酸和硫酸酐,都是強烈的吸水劑。吸水時放熱,會引起溫度升高,甚至發(fā)生爆炸?;腔瘎┯懈g作用。磺化反應和硝化反應在安全技術上基本相似。不再贅述。
??? 五、氯化反應
??? 以氯原子取代有機化合物中的氫原子的反應稱為氯化反應。最常用的氯化劑是液態(tài)或氣態(tài)的氯、氣態(tài)的氯化氫和不同濃度的鹽酸、磷酰氯(三氯氧化磷)、三氯化磷、硫酰氯(二氯硫酰)、次氯酸鈣(漂白粉)等。最常用的氯化劑是氯氣。氯氣由氯化鈉電解得到,通過液化存儲和運輸。常用的容器有儲罐、氣瓶和槽車,它們都是壓力容器。氯氣的毒性很大,要防止設備泄漏。
??? 在化工生產中用以氯化的原料一般是甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、戊烷、苯、甲苯及萘等,他們都是易燃易爆物質。
??? 氯化反應是放熱反應。有些反應比較容易進行,如芳烴氯化,反應溫度較低。而烷烴和烯烴氯化反應溫度高達300-500攝氏度。在這樣苛刻的反應條件下,一定要控制好反應溫度、配料比和進料速度。反應器要有良好的冷卻系統(tǒng)。設備和管道要耐腐蝕,因為氯氣和氯化產物(氯化氫)的腐蝕性極強。
??? 氣瓶和儲罐中的氯氣呈液態(tài),冬天氣化較慢,有時需加熱,以促使氯氣的氣化。加熱一般用溫水而切忌用蒸汽或明火,以免溫度過高,液氯劇烈氣化,造成內壓過高而發(fā)生爆炸。停止通氯時,應在氯氣瓶尚未冷卻的情況下關閉出口閥,以免溫度驟降,瓶內氯氣體積縮小,造成物料倒灌,形成爆炸性氣體。
??? 三氯化磷、三氯氧磷等遇水猛烈分解,會引起沖料或爆炸所以要防水。冷卻劑做好不用水。
??? 氯化氫極易溶于水,可以用來冷卻和吸收氯化反應的尾氣。
??? 六、裂解反應
??? 廣義地說,凡是有機化合物在高溫下分子發(fā)生分解的反應過程都稱為裂解。而石油化工中所謂的裂解是指石油烴(裂解原料)在隔絕空氣和高溫條件下,分子發(fā)生分解反應而生成小分子烴類的過程。在這個過程中還伴隨著其他的反應(如縮合反應),生成一些特別的反應物(如有較小分子的烴縮合成較大分子的烴)。
??? 裂解是總稱,不同的情況,可以有不同的名稱。如單純加熱不使用催化劑的裂解稱為熱裂解;使用催化劑的裂解稱為催化裂解;使用添加劑的裂解,隨著添加劑的不同,有水蒸汽裂解、加氫裂解等。
??? 石油化工中的裂解與石油煉制工業(yè)中的裂化有共同點,即都符合前面所說的廣義定義。但是也有不同,主要區(qū)別有二:一是所用的溫度不同,一般答題以600℃為分界,在600℃以上所進行的過程為裂解,在600℃以下的過程為裂化;二是生產的目的不同,前者的目的產物為乙烯、丙烯、乙炔、聯(lián)產丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等化工產品,后者的目的產物是汽油、煤油等燃料油。
??? 在石油化工中用的最為廣泛的是水蒸氣裂解。其設備為管式裂解爐。
??? 裂解反應在裂解爐的爐管內并在很高的溫度(以輕柴油裂解指乙烯為例,裂解氣的出口溫度近800℃)很短的時間內(0.7s)完成,以防止裂解氣體二次反應而是裂解爐管內結焦。
??? 爐管內結焦會使流體阻力增加,影響生產。同時影響傳熱,當焦層達到一定厚度時,因爐管壁溫度過高,而不能繼續(xù)運行下去,必須進行清焦,否則會燒穿爐管,裂解氣外泄,引起裂解爐爆炸。
??? 裂解爐運轉中,一些外界因素可能危及裂解爐的安全。這些不安全因素大致有以下幾個。
??? 1、引風機故障,引風機是不斷排除爐管內煙氣的裝置。在裂解爐正常運行中,如果由于斷電或引風機機械故障而使引風機突然停轉,則爐膛內很快變成正壓,會從窺視孔或燒嘴等處向外噴火,嚴重時會引起爐膛爆炸。為此,必須設置連鎖裝置,一旦引風機故障停車,則裂解爐自動停止進料并切斷燃料供應。但應繼續(xù)供應稀釋蒸汽,以帶走爐膛內的余熱。
??? 2、燃料氣壓力降低裂解爐正常運行中,如果燃料系統(tǒng)大幅度波動,燃料氣壓力過低,則可能造成裂解爐燒嘴回火,使燒嘴燒壞,甚至會引起爆炸。
??? 裂解爐內采用燃料油做燃料是,如燃料油的壓力降低,也會使油嘴回火。因此,當燃料油壓降低時應自動切斷燃料油的供應,同時停止進料。當裂解爐同時使用油和氣為燃料是,如果油壓降低,則在切斷燃料油的同時,將燃料氣切入燒嘴,裂解爐可繼續(xù)維持運轉。
??? 3、其他公用工程故障,裂解爐其他公用工程中斷,則廢熱鍋爐汽包液面迅速下降,如果不及時停爐,必然會使廢熱鍋爐爐管、裂解爐對流段鍋爐給水預熱管損壞。
??? 此外,水、電、蒸汽出現(xiàn)故障,均能使裂解爐造成事故。在這種情況先,裂解爐應能自動停車。
??? 七、聚合反應
??? 由低分子單體合成聚合物的反應稱為聚合反應。聚合反應的類型很多,按聚合物和單體元素組成結構的不同,可分成加聚反應和縮聚反應兩大類。
??? 單體加成而聚合起來的反應叫做加聚反應。氯乙烯聚合成聚氯乙烯就是加聚反應。
??? 加聚反應產物的元素組成與原料單體相同,僅結構不同,其分子量是單體分子量的整數(shù)倍。
??? 另外一種聚合反應中,除了生成聚合物外,同時還有低分子副產物生成,這類聚合反應稱為縮聚反應。例如己二胺和己二醇反應生成尼龍-66的縮聚反應。
??? 縮聚反應中的單體分子中都有官能團,根據單體官能團的不同,低分子副產物可能是誰、醇、氨、氯化氫等。
??? 由于聚合物的單體大多數(shù)都是易燃易爆物質,聚合反應多在高壓下進行,反應本身又是放熱過程,所以如果反應條件控制不當,很容易出事故。例如乙烯在溫度為150~3000℃;壓力為130~300MPa的條件下聚合成聚乙烯。在這種條件先,乙烯不穩(wěn)定。一旦分解,會產生巨大的熱量。進而反應加劇,可能引起暴聚,反應器和分解器可能發(fā)生爆炸。
??? 聚合反應過程中的不安全因素
??? 1、單體在壓縮過程中或在高壓系統(tǒng)中泄漏,發(fā)生火災爆炸。
??? 2、聚合反應中加入的引發(fā)劑都是化學活潑性很強的過氧化物,一旦配料比控制不當,容易引起暴聚,反應器壓力驟增易引起爆炸。
??? 3、聚合反應未能及時導出,如減半發(fā)生故障、停電、停水,由于反應釜內聚合物粘壁作用,使反應熱不能導出,造成局部過熱或反應釜急劇升溫,發(fā)生爆炸,引起容器破裂,可燃氣外泄。
??? 針對上述不安全因素,應設置可燃氣體檢測報警器,一旦發(fā)現(xiàn)設備、管道有可燃氣體泄漏,將自動停車。
??? 對催化劑、引發(fā)劑等要加強存儲、運輸、調配、注入等工序的嚴格管理。反應釜的攪拌和溫度應有檢測和聯(lián)鎖,發(fā)現(xiàn)異常能自動停止進料。高壓分離系統(tǒng)應設置爆破片、導爆管,并有良好的靜電接地系統(tǒng)。一旦出現(xiàn)異常,及時泄壓。
???

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