?3 電解?

??? 電解在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用，食鹽溶液電解是化學(xué)工業(yè)中最典型的電解反應(yīng)例子之一。食鹽電解中的安全問題，主要是氯氣中毒和腐蝕、堿灼傷、氫氣爆炸以及高溫、潮濕和觸電危險(xiǎn)等?，F(xiàn)就防爆問題敘述如下：
??? 在正常操作中，應(yīng)隨時(shí)向電解槽的陽極室內(nèi)添加鹽水，使鹽水始終保持在規(guī)定液面。否則，如鹽水液面過低，氫氣有可能通過陰極網(wǎng)滲入到陰極室內(nèi)與氯氣混合。要防止個(gè)別電解槽氫氣出口堵塞，引起陰極室壓力升高，造成氯氣含氫量過高。氯氣內(nèi)含氯量達(dá)5%以上，則隨時(shí)可能在光照或受熱情況下發(fā)生爆炸。在生產(chǎn)中，單槽氯含氫濃度一般控制在2.0%以下，總管氯含氫濃度控制在0.4%以下，都應(yīng)嚴(yán)格控制。如果電解槽的隔膜吸附質(zhì)量差；石棉絨質(zhì)量不好；在安裝電解槽時(shí)碰壞隔膜，造成隔膜局部脫落或者在送電前注入的鹽水量過大將隔膜沖壞；以及陰極室中的壓力等于或超過陽極室的壓力時(shí)都可能使氫氣進(jìn)入陽極室，引起氯含氫量高。此時(shí)應(yīng)該對電解槽進(jìn)行全面檢查。
??? 鹽水有雜質(zhì)，特別是鐵雜質(zhì)，致使產(chǎn)生第二陰極而放出氫氣；氫氣壓力過大，沒有及時(shí)調(diào)整；隔膜質(zhì)量不好，有脫落之處；鹽水液面過低，隔膜露出；槽內(nèi)陰陽極放電而燒毀隔膜；以及氫氣系統(tǒng)不嚴(yán)密而逸出氫氣等，都可能引起電解槽爆炸或著火事故。引起氫氣或氫氣與氯氣的混合物燃燒或爆炸的著火源可能是槽體接地產(chǎn)生的電火花；斷電器因結(jié)鹽、結(jié)堿漏電及氫氣管道系統(tǒng)漏電產(chǎn)生電位差而發(fā)生放電火花；排放堿液管道對地絕緣不好而發(fā)生放電火花；電解槽內(nèi)部構(gòu)件間由于較大的電位差或兩極之間的距離縮小而發(fā)生放電火花；雷擊排空管引起氫氣燃燒；以及其他點(diǎn)火源等。水銀電解槽若鹽水中含有鐵、鈣、鎂等雜質(zhì)時(shí)，能分解鈉汞齊，產(chǎn)生氫氣而引起爆炸。若解汞室的清水溫度過低，鈉汞齊來不及在解汞室還原完，就可能在電解槽繼續(xù)解汞而生成大量氫氣，這也是水銀電解發(fā)生爆炸的原因之一。因此，加入的水溫應(yīng)能保持解汞室的溫度接近于95℃，解汞后汞中含鈉量宜低于0.01%，一般每班應(yīng)作一次含鈉量分析。
??? 由于鹽水中帶入銨鹽，在適宜的條件下(pH值<4.5時(shí))，銨鹽和氯作用產(chǎn)生三氯化氮，這是一種爆炸性物質(zhì)。三氯化氮和許多有機(jī)物質(zhì)接觸或加熱至90℃以上，以及被撞擊時(shí)，即以劇烈爆炸的形式分解。因此在鹽水配制系統(tǒng)要嚴(yán)格控制無機(jī)銨含量。
??? 突然停電或其他原因突然停車時(shí)，高壓閥門不能立即關(guān)閉，以避免電解槽中氯氣倒流而發(fā)生爆炸。
??? 電解槽食鹽水入口處和堿液出口處應(yīng)考慮采取電氣絕緣措施，以免漏電產(chǎn)生火花。氫氣系統(tǒng)與電解槽的陰極箱之間亦應(yīng)有良好的電氣絕緣。整個(gè)氫氣系統(tǒng)應(yīng)良好接地，并設(shè)置必要的水封或阻火器等安全裝置。
??? 電解食鹽廠房應(yīng)有足夠的防爆泄壓面積，并有良好的通風(fēng)條件，應(yīng)安裝防雷設(shè)施，保護(hù)氫氣排空管的避雷針應(yīng)高出管頂3m以上。
??? 電解過程由于有氫氣存在，有起火爆炸危險(xiǎn)。電解槽應(yīng)安置在自然通風(fēng)良好的單層建筑物內(nèi)。

4 聚合

??? 由于聚合物的單體大多是易燃易爆物質(zhì)，聚合反應(yīng)多在高壓下進(jìn)行，本身又是放熱過程，如果反應(yīng)條件控制不當(dāng)，很容易引起事故。
??? 例如高壓聚乙烯反應(yīng)一般在13～30MPa壓力下進(jìn)行，反應(yīng)過程流體的流速很快，停留于聚合裝置中的時(shí)間僅為10s到數(shù)分鐘，溫度保持在150～300℃。在該溫度和高壓下，乙烯是不穩(wěn)定的，能分解成碳、甲烷、氫氣等。一旦發(fā)生裂解，所產(chǎn)生的熱量，可以使裂解過程進(jìn)一步加速直到爆炸。國內(nèi)外都曾發(fā)生過聚合反應(yīng)器溫度異常升高，分離器超壓而發(fā)生火災(zāi)；壓縮機(jī)爆炸以及反應(yīng)器管路中安全閥噴火而后發(fā)生爆炸等事故。因此，嚴(yán)格地控制反應(yīng)條件是十分重要的。在高壓聚乙烯生產(chǎn)中，主要危險(xiǎn)因素有：
??? a.該過程處在高壓下，所以當(dāng)設(shè)備和管道的密封有極小損壞時(shí)，即會導(dǎo)致氣體大量噴出到車間中，并和空氣形成爆炸性氣體混合物。
??? b.該過程為放熱和熱動力不穩(wěn)定過程。乙烯聚合反應(yīng)產(chǎn)生的熱效應(yīng)為96.3kJ/mol，所以當(dāng)熱量來不及導(dǎo)出時(shí)，會引起乙烯爆炸性分解。
??? c.乙烯可能在設(shè)備和管道中聚合，使溫度上升到危險(xiǎn)程度，導(dǎo)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(shí)產(chǎn)生的分解細(xì)粒狀炭黑有可能堵塞反應(yīng)器和管道，從而使過程難以正常進(jìn)行，以致不得不停產(chǎn)進(jìn)行設(shè)備清理。
??? 由上述危險(xiǎn)因素可見，必須對工藝流程的所有工序進(jìn)行溫度、壓力和物料流速的嚴(yán)格自動控制和調(diào)節(jié)。尤其應(yīng)該準(zhǔn)確地控制乙烯中氧的限制含量，因?yàn)楫?dāng)氧含量超過允許量時(shí)，反應(yīng)速度將迅速加快，反應(yīng)熱來不及導(dǎo)出，以致使過程反應(yīng)強(qiáng)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(dāng)過量供氧時(shí)，還會形成爆炸性混合物。
??? 高壓聚乙烯的聚合反應(yīng)在開始階段或聚合反應(yīng)進(jìn)行階段都會發(fā)生暴聚反應(yīng)，所以設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮到這一點(diǎn)?？梢蕴砑臃磻?yīng)抑制劑或加裝安全閥來防止。在緊急停車時(shí)，聚合物可能固化，停車再開車時(shí)，要檢查管內(nèi)是否堵塞。高壓部分應(yīng)有兩重、三重防護(hù)措施；要求遠(yuǎn)距離操作；由壓縮機(jī)出來的油嚴(yán)禁混入反應(yīng)系統(tǒng)，因?yàn)橛椭泻锌諝?，進(jìn)入聚合系統(tǒng)能形成爆炸性混合物。