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典型石油化工工藝過程中的防爆安全技術

  
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??? 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,需要將釜內的熱量及時導走,將反應溫度控制在規定值。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節系統。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,反應主要依靠調節聚合溫度,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。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,應有適當的冷卻系統,并需嚴格控制反應溫度。冷卻系統應保證密閉良好,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生火花引起二次爆炸事故。
??? 聚合生產系統應配有氮氣保護系統,所用氮氣要經過精制,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備前,都應該用氮氣置換整個系統。當發生故障,溫度升高或發現有局部過熱現象時,須立即向設備充入氮氣加以保護。正常情況下,操作完畢后,從系統內抽出氣體是安全生產的一項重要措施,可消除或減少爆炸的可能性,當工藝過程被破壞,發生事故,不能降低溫度或發現局部過熱現象時,應將氣體抽出,同時往設備中送入氮氣。以上是在聚合過程中,為了防爆而必須采取的安全措施。

?5 催化?

??? 催化反應分單相反應和多相反應兩種,單相反應是在氣態下或液態下進行的,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節。在多相反應中,催化作用發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。采用溫度自動調節系統,就可以減少其危險性。
??? 在催化反應過程中有的產生氯化氫,有腐蝕和中毒危險;有的產生硫化氫,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%),生產過程還有爆炸危險。在產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生反應的雜質含量增加,就可能生產爆炸危險物,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℃,干燥狀態下極易爆炸,在空氣作用下易氧化成暗黑色,并易起火。

?6 裂化?

??? 裂化可分為熱裂化、催化裂化、加氫裂化3種類型。
6.1 熱裂化
??? 熱裂化在加熱和加壓下進行。根據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,會燒壞設備從而引起火災。為了防止此類事故發生,應配備兩種電源和水源。操作時,要保證水壓大于氣壓,發現停水或氣壓大于水壓時要緊急放空。
??? 裂解后的產品多數是以液態儲存,有一定的壓力,如有不嚴之處,儲槽中的物料就會散發出來,遇明火發生爆炸。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,其開關設在外邊易接近的地方。機械設備、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,如果設備系統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,原料經壓縮機壓縮有較高的壓力,若設備材質不良,誤操作造成負壓或超壓;或者因壓縮機冷卻不好,設備因腐蝕、裂縫而泄漏物料,就會發生設備爆炸和油料著火。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,如果原料氣或設備系統含水,就會發生凍結堵塞,以至引起爆炸起火。
??? 分離的物質在裝置系統內流動,尤其在壓力下輸送,易產生靜電火花,引起燃燒,因此應該有完善的消除靜電的措施。分離塔設備均應安裝安全閥和放空管;低壓系統和高壓系統之間應有止逆閥;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。發生事故需要停車時,要停壓縮機、關閉閥門,切斷與其他系統的通路,并迅速開啟系統放空閥,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。

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