c.乙烯可能在設(shè)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(chǎn)品堵塞設(shè)備. d.如果違反壓力條件和規(guī)定的混合氣體流量比, 在設(shè)備中乙烯和氧氣可能形 成易爆混合物. e.乙烯分解時產(chǎn)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(chǎn)進行設(shè)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(diào)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(jié)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(shè)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(nèi)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(nèi)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(diào)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(diào)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(zhì).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?shù)睦鋮s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(chǎn)生火花引起二次爆炸事故. 聚合生產(chǎn)系統(tǒng)應配有氮氣保護系統(tǒng),所用氮氣要經(jīng)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(shè)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(shè)備充入氮氣加以保護.正常情況下,操作完畢后,從系統(tǒng)內(nèi)抽出 氣體 是安全生產(chǎn)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(shè)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(diào)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(diào)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(chǎn)生氯化氫,有腐蝕和中毒危險;有的產(chǎn)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(chǎn)過 程還有爆炸危險. 在產(chǎn)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(zhì)含量增加,就可能生產(chǎn)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(jù)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(shè)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(chǎn)品多數(shù)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(guān)設(shè)在外邊易接 近的地方.機械設(shè)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(shè)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(jīng)壓縮機壓縮有較高的壓力,若 設(shè)備材質(zhì)不良,誤操作造成負壓或超壓;或者因壓縮機冷卻不好,設(shè)備因腐蝕, 裂縫而泄漏 物料,就會發(fā)生設(shè)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(shè)備 系統(tǒng)含水, 就會發(fā)生凍結(jié)堵塞,以至引起爆炸起火. 分離的物質(zhì)在裝置系統(tǒng)內(nèi)流動, 尤其在壓力下輸送, 易產(chǎn)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(shè)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(guān)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(chǎn)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(guān)閉兩器間的單動滑閥.在兩器內(nèi)存有催化劑的情況下,必須通以流化介質(zhì) 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(nèi)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(nèi)通入流化 介質(zhì),而原料則經(jīng)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(guān)鍵設(shè)備應當具有兩路以上的供電電源,自動切換裝置應 經(jīng)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(nèi)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(zhuǎn)化為質(zhì)量較好的汽 油,煤油和柴油等輕質(zhì)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(gòu)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(shè)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(chǎn)生氫脆.因此應加強 檢查,定期更換管道和設(shè)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(chǔ),所以應當安裝溫度自動調(diào)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(chǎn)生氣體物質(zhì)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(zhì).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(zhì)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(shè)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(diào)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(zhì)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(zhì).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(shè)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(nèi)禁止帶入火種,電氣設(shè)備要防爆.當設(shè)備需動火檢修時,應拆卸設(shè)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(zhì),經(jīng)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(shù)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(chǎn)物.當烯烴與氯氣形成混合物并將它加熱時,可能產(chǎn)生由絕 熱反應引起的自燃.所以在一定條件下,工藝設(shè)備中會發(fā)生自行加速過程,并進 而轉(zhuǎn)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(shù)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(shè)備構(gòu)造,控制和自動化系統(tǒng)均應不讓 可燃產(chǎn)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(chǎn)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(zhì)倒流進氣 瓶或槽車而引起爆炸.對于一般氯化器應裝設(shè)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(zhì)的性質(zhì)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(chǎn)過程有燃燒爆炸危險,應嚴格控制各種點
??? 火能源,電氣設(shè)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(chǎn)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(shè)備必須備有良好的冷卻系統(tǒng),并嚴 格控制氯氣的流量.