燃燒爆炸敏感性工藝參數(shù)的控制

1、燃燒爆炸敏感性工藝參數(shù)的控制 在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中,工藝參數(shù)主要是指溫度,壓力,流量,物料配比等.嚴(yán)格控制工藝參數(shù)在安全限度以內(nèi),是實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的基本保證.一,反應(yīng)溫度的控制溫度是化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的主要控制參數(shù)之一.各種化學(xué)反應(yīng)都有其最適宜的溫度范圍,正確控制反應(yīng)溫度不但可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量,而且也是防火防爆所必須的.如果超溫,反應(yīng)物有可能分解起火,造成壓力升高,甚至導(dǎo)致爆炸;也可能因溫度過(guò)高而產(chǎn)生副反應(yīng),生成危險(xiǎn)的副產(chǎn)物或過(guò)反應(yīng)物.升溫過(guò)快,過(guò)高或冷卻設(shè)施發(fā)生故障,可能會(huì)引起劇烈反應(yīng),乃至沖料或爆炸.溫度過(guò)低會(huì)造成反應(yīng)速度減慢或停滯,溫度一旦恢復(fù)正常,往往會(huì)因?yàn)槲捶磻?yīng)物料過(guò)多而使反應(yīng)加劇,有可能引起爆

2、炸.溫度過(guò)低還會(huì)使某些物料凍結(jié),造成管道堵塞或破裂,致使易燃物料泄漏引發(fā)火災(zāi)或爆炸.方法:夾套冷卻,內(nèi)蛇管冷卻,或兩者兼用稀釋劑回流冷卻惰性氣體循環(huán)冷卻采納一些特別結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器或在工藝上采用一些措施.合成甲醇是強(qiáng)放熱反應(yīng),在反應(yīng)器內(nèi)裝配熱交換器,混合合成氣分兩路,其中一路控制流量以控制反應(yīng)溫度.加入其他介質(zhì),如通入水蒸氣帶走部分反應(yīng)熱.如乙醇氧化制取乙醛就是采納乙醇蒸氣,空氣和水蒸氣的混合氣體,將其送入氧化爐,在催化劑作用下生成乙醛.利用水蒸氣的吸熱作用將多余的反應(yīng)熱帶走.傳熱介質(zhì),即熱載體,常用的有水,水蒸氣,碳?xì)浠衔?熔鹽,汞和熔融金屬,煙道氣等.(1)避免使用性質(zhì)與反應(yīng)物料相抵觸的介質(zhì)

3、應(yīng)盡量避免使用性質(zhì)與反應(yīng)物料相抵觸的物質(zhì)作冷卻介質(zhì).例如,環(huán)氧乙烷很容易與水劇烈反應(yīng),甚至極微量的水分滲入液態(tài)環(huán)氧乙烷中,也會(huì)引發(fā)自聚放熱產(chǎn)生爆炸.又如,金屬鈉遇水劇烈反應(yīng)而爆炸.所以在加工過(guò)程中,這些物料的冷卻介質(zhì)不得用水,一般采納液體石蠟.(2)防止傳熱面結(jié)垢在化學(xué)工業(yè)中,設(shè)備傳熱面結(jié)垢是普遍現(xiàn)象.傳熱面結(jié)垢不僅會(huì)影響傳熱效率,更危險(xiǎn)的是在結(jié)垢處易形成局部過(guò)熱點(diǎn),造成物料分解而引發(fā)爆炸.結(jié)垢的原因有,由于水質(zhì)不好而結(jié)成水垢;物料粘結(jié)在傳熱面上;特別是因物料聚合,縮合,凝集,炭化而引起結(jié)垢,極具危險(xiǎn)性.換熱器內(nèi)傳熱流體宜采納較高流速,這樣既可以提升傳熱效率,又可以減少污垢在傳熱表面的沉積.(

4、3)傳熱介質(zhì)使用安全傳熱介質(zhì)在使用過(guò)程中處于高溫狀態(tài),安全問(wèn)題十分重要.高溫傳熱介質(zhì),如聯(lián)苯混合物(73.5%聯(lián)苯醚和26.5%聯(lián)苯)在使用過(guò)程中要防止低沸點(diǎn)液體(如水或其他液體)進(jìn)入,低沸點(diǎn)液體進(jìn)入高溫系統(tǒng),會(huì)馬上氣化超壓而引起爆炸.傳熱介質(zhì)運(yùn)行系統(tǒng)不得有死角,以免容器試壓時(shí)積存水或其他低沸點(diǎn)液體.傳熱介質(zhì)運(yùn)行系統(tǒng)在水壓試驗(yàn)后,一定要有可靠的脫水措施,在運(yùn)行前應(yīng)進(jìn)行干燥吹掃處理.;1605原油與乳化劑共用一根保溫管道,都曾發(fā)生過(guò)爆炸事故.關(guān)于這些熱不穩(wěn)定物質(zhì),在使用時(shí)應(yīng)該注意同其他熱源隔絕.受熱后易發(fā)生分解爆炸的危險(xiǎn)物質(zhì),如偶氮染料及其半成品重氮鹽等,在反應(yīng)過(guò)程中要嚴(yán)格控制溫度,反應(yīng)后必須清

5、除反應(yīng)釜壁上的剩余物. 二,物料配比和投料速率控制一般化學(xué)反應(yīng),控制物料配比以保證反應(yīng)進(jìn)程和產(chǎn)品質(zhì)量.例如,松香鈣皂的生產(chǎn),是把松香投入反應(yīng)釜內(nèi),加熱至240,緩慢加入氫氧化鈣,生成目的產(chǎn)物和水.反應(yīng)生成水在高溫下變成蒸氣.投入的氫氧化鈣如果過(guò)量,水的生成量也相應(yīng)增加,生成的水蒸氣量過(guò)多而容易造成跑鍋.關(guān)于能形成爆炸性混合物的生產(chǎn),物料配比應(yīng)嚴(yán)格控制在爆炸極限以外.如果工藝條件同意,可以添加水蒸氣,氮?dú)獾榷栊詺怏w稀釋.催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響很大,如果催化劑過(guò)量,就有可能發(fā)生危險(xiǎn).可燃或易燃物料與氧化劑的反應(yīng),要嚴(yán)格控制氧化劑的投料速率和投料量.關(guān)于放熱反應(yīng),投料速率不能超過(guò)設(shè)備的傳熱能力,否

6、則,物料溫度將會(huì)急劇升高,引起物料的分解,突沸,造成事故.加料時(shí)如果溫度過(guò)低,往往造成物料的積存,過(guò)量,溫度一旦適宜反應(yīng)加劇,加之熱量不能及時(shí)導(dǎo)出,溫度和壓力都會(huì)超過(guò)正常指標(biāo),導(dǎo)致事故.如某農(nóng)藥廠"保棉豐''反應(yīng)釜,按工藝要求,在不低于75,開始反應(yīng)速率慢加之投入冷的雙氧水使溫度降至52,因此將投料速度加快,在1h20min投入雙氧水80kg,造成雙氧水與原油劇烈反應(yīng),反應(yīng)熱來(lái)不及導(dǎo)出而溫度驟升,僅在6s內(nèi)溫度就升至200以上,使釜內(nèi)物料氣化引起爆炸.投料速度太快,除影響反應(yīng)速度外,還可能造成尾氣汲取不完全,引起毒性或可燃性氣體外逸.如某農(nóng)藥廠樂(lè)果生產(chǎn)硫化崗位,由于投

7、料速度太快.硫化氫尾氣來(lái)不及汲取而外逸,引起中毒事故.當(dāng)反應(yīng)溫度不正常時(shí),首先要判明原因,不能隨意采納補(bǔ)加反應(yīng)物的辦法提升反應(yīng)溫度,更不能采納先增加投料量而后補(bǔ)熱的辦法.在投料過(guò)程中,注意投料順序的問(wèn)題.例如,氯化氫合成應(yīng)先加氫后加氯;三氯化磷合成應(yīng)先投磷后加氯;磷酸酯與甲胺反應(yīng)時(shí),應(yīng)先投磷酸酯,再滴加甲胺等.反之就有可能發(fā)生爆炸.投料過(guò)少也可能引起事故.加料過(guò)少,使溫度計(jì)接觸不到料面,溫度計(jì)顯示出的不是物料的真實(shí)溫度,導(dǎo)致判斷錯(cuò)誤,引起事故.三,物料成分和過(guò)反應(yīng)的控制反應(yīng)物料中危險(xiǎn)雜質(zhì)的增加可能會(huì)導(dǎo)致副反應(yīng)或過(guò)反應(yīng),引發(fā)燃燒或爆炸事故.關(guān)于化工原料和產(chǎn)品,純度和成分是質(zhì)量要求的重要指標(biāo),對(duì)生

8、產(chǎn)和管理安全也有著重要影響.比如,乙炔和氯化氫合成氯乙烯,氯化氫中游離氯不同意超過(guò)0.005%,因?yàn)檫^(guò)量的游離氯與乙炔反應(yīng)生成四氯乙烷會(huì)馬上起火爆炸.又如在乙炔生產(chǎn)中,電石中含磷量不得超過(guò)0.08%.因?yàn)榱自陔娛兄饕且粤谆}的形式存在,磷化鈣遇水生成磷化氫,遇空氣燃燒,導(dǎo)致乙炔和空氣混合物的爆炸.反應(yīng)原料氣中,如果其中含有的有害氣體不清除干凈,在物料循環(huán)過(guò)程中會(huì)不斷積存,最終會(huì)導(dǎo)致燃燒或爆炸等事故的發(fā)生.清除有害氣體,可以采納汲取的方法,也可以在工藝上采用措施,使之無(wú)法積存.例如高壓法合成甲醇,在甲醇分開器之后的氣體管道上設(shè)置放空管,通過(guò)控制放空量以保證系統(tǒng)中有用氣體的比例.有時(shí)有害雜質(zhì)來(lái)

9、自未清除干凈的設(shè)備.例如在六六六生產(chǎn)中,合成塔可能留有少量的水,通氯后水與氯反應(yīng)生成次氯酸,次氯酸受光照耀產(chǎn)生氧氣,與苯混合發(fā)生爆炸.所以這類設(shè)備一定要清理干凈,符合要求后才能投料.有時(shí)在物料的貯存和處理中加入一定量的穩(wěn)定劑,以防止某些雜質(zhì)引起事故.如氰化氫在常溫下呈液態(tài),貯存時(shí)水分含量必須低于1%,置于低溫密閉容器中.如果有水存在,可生成氨,作為催化劑引起聚合反應(yīng),聚合熱使蒸氣壓力上升,導(dǎo)致爆炸事故的發(fā)生.為了提升氰化氫的穩(wěn)定性,常加入濃度為0.001%0.5%的硫酸,磷酸或甲酸等酸性物質(zhì)作為穩(wěn)定劑或吸附在活性炭上加以保存.許多過(guò)反應(yīng)的生成物是不穩(wěn)定的,容易造成事故.所以在反應(yīng)過(guò)程中要防止過(guò)

10、反應(yīng)的發(fā)生.如三氯化磷合成是把氯氣通入黃磷中,產(chǎn)物三氯化磷沸點(diǎn)為75,很容易從反應(yīng)釜中移出.但如果反應(yīng)過(guò)頭,則生成固體五氯化磷,100時(shí)才升華.五氯化磷比三氯化磷的反應(yīng)活性高得多,由于黃磷的過(guò)氧化而發(fā)生爆炸的事故時(shí)有發(fā)生.關(guān)于這一類反應(yīng),往往保留一部分未反應(yīng)物,使過(guò)反應(yīng)不致于發(fā)生.在某些化工過(guò)程中,要防止物料與空氣中的氧反應(yīng)生成不穩(wěn)定的過(guò)氧化物.有些物料,如乙醚,異丙醚,四氫呋喃等,如果在蒸餾時(shí)有過(guò)氧化物存在,極易發(fā)生爆炸.四,自動(dòng)控制系統(tǒng)和安全保險(xiǎn)裝置自動(dòng)控制系統(tǒng)按其功能分為以下四類:自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng):對(duì)機(jī)械,設(shè)備或過(guò)程進(jìn)行連續(xù)檢測(cè),把檢測(cè)對(duì)象的參數(shù)如溫度,壓力,流量,液位,物料成分等訊號(hào),由自

11、動(dòng)裝置轉(zhuǎn)換為數(shù)字,并顯示或記錄出來(lái)的系統(tǒng).自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng):通過(guò)自動(dòng)裝置的作用,使工藝參數(shù)堅(jiān)持在設(shè)定值的系統(tǒng).自動(dòng)操縱系統(tǒng):對(duì)機(jī)械,設(shè)備或過(guò)程的啟動(dòng),停止及交換,接通等,由自動(dòng)裝置進(jìn)行操縱的系統(tǒng).自動(dòng)訊號(hào),聯(lián)鎖和保護(hù)系統(tǒng):機(jī)械,設(shè)備或過(guò)程出現(xiàn)不正常狀況時(shí),會(huì)發(fā)出警報(bào)并自動(dòng)采用措施,以防事故的安全系統(tǒng).2.信號(hào)報(bào)警,保險(xiǎn)裝置和安全聯(lián)鎖在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中,可配置信號(hào)報(bào)警裝置,狀況失常時(shí)發(fā)出警告,以便及時(shí)采用措施消除隱患.報(bào)警裝置與測(cè)量?jī)x表連接,用聲,光或顏色示警.例如在硝化反應(yīng)中,硝化器的冷卻水為負(fù)壓,為了防止器壁泄漏造成事故,在冷卻水排出口裝有帶鈴的導(dǎo)電性測(cè)量?jī)x,假設(shè)冷卻水中混有酸,導(dǎo)電率提升.則會(huì)響鈴示警.隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,警報(bào)信號(hào)系統(tǒng)的自動(dòng)化程度不斷提升.例如反應(yīng)塔溫度上升的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)可分為兩級(jí),急劇升溫檢測(cè)系統(tǒng),以及與進(jìn)出口流量相對(duì)應(yīng)的溫差檢測(cè)系統(tǒng).警報(bào)的傳送方式按故障的輕重設(shè)置倍號(hào).保險(xiǎn)裝置是在危險(xiǎn)狀態(tài)下自動(dòng)消除危險(xiǎn)狀態(tài).例如氨的氧化反應(yīng)是在氨和空氣混合物爆作極限邊緣進(jìn)行的,在氣體輸送管路上應(yīng)該安裝保險(xiǎn)裝置,以便在緊急狀態(tài)下切斷氣體的輸入.在反應(yīng)過(guò)程中,空氣的壓力過(guò)低或氨的溫度過(guò)低,都有可能使混合氣體中氨的濃度提升,達(dá)到爆作下限.在這種狀況下,保險(xiǎn)裝置就會(huì)切斷氨的輸送,只同意空氣流過(guò),因而可以防止爆炸事故