66化工工艺过程中聚合反应爆炸风险辨识.docx

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1、化工工艺过程中聚合反应爆炸风险辨识由于聚合物的单体大多是易燃易爆物质，聚合反应多在高压下进行，本身又是放热过程，如果反应条件控制不当，很容易引起事故。例如高压聚乙烯反应一般在1330MPa压力下进行，反应过程流体的流速很快，停留于聚合装置中的时间仅为IOS到数分钟，温度保持在150300。在该温度和高压下，乙烯是不稳定的，能分解成碳、甲烷、氢气等。一旦发生裂解，所产生的热量，可以使裂解过程进一步加速直到爆炸。国内外都曾发生过聚合反应器温度异常升高,分离器超压而发生火灾；压缩机爆炸以及反应器管路中安全阀喷火而后发生爆炸等事故。因此，严格地控制反应条件是十分重要的。在高压聚乙烯生产中，主要危险因素

2、有：1 .该过程处在高压下，所以当设备和管道的密封有极小损坏时,即会导致气体大量喷出到车间中，并和空气形成爆炸性气体混合物。2 .该过程为放热和热动力不稳定过程。乙烯聚合反应产生的热效应为96.3kJmo1,所以当热量来不及导出时，会引起乙烯爆炸性分解。3 .乙烯可能在设备和管道中聚合，使温度上升到危险程度，导致乙烯分解和聚合产品堵塞设备。4 .如果违反压力条件和规定的混合气体流量比，在设备中乙烯和氧气可能形成易爆混合物。5 .乙烯分解时产生的分解细粒状炭黑有可能堵塞反应器和管道,从而使过程难以正常进行，以致不得不停产进行设备清理。由上述危险因素可见，必须对工艺流程的所有工序进行温度、压力和物

3、料流速的严格自动控制和调节。尤其应该准确地控制乙烯中氧的限制含量，因为当氧含量超过允许量时，反应速度将迅速加快，反应热来不及导出，以致使过程反应强度显着提高，最终使过程由乙烯爆炸性分解为甲烷和碳而结束。此外，当过量供氧时，还会形成爆炸性混合物。高压聚乙烯的聚合反应在开始阶段或聚合反应进行阶段都会发生暴聚反应，所以设计时必须充分考虑到这一点。可以添加反应抑制剂或加装安全阀来防止。在紧急停车时，聚合物可能固化，停车再开车时，要检查管内是否堵塞。高压部分应有两重、三重防护措施;要求远距离操作；由压缩机出来的油严禁混入反应系统，因为油中含有空气，进入聚合系统能形成爆炸性混合物。氯乙烯聚合是属于连锁聚合

4、反应，连锁反应的过程可分为3个阶段，即链的开始、链的增长、链的终止。聚合反应中链的引发阶段是吸热过程，所以需加热。在链的增长阶段又放热，需要将釜内的热量及时导走，将反应温度控制在规定值。这两个过程要分别向夹套通入加热蒸汽和冷却水。温度控制多采用串级调节系统。为了及时导走热量必须有可靠的搅拌装置。由于氯乙烯聚合是采用分批间歇方式进行的，反应主要依靠调节聚合温度，因此聚合釜的温度自动控制十分重要。丁二烯聚合过程中接触和使用酒精、丁二烯、金属钠等危险物质。酒精和丁二烯与空气混合都能形成爆炸性混合物，金属钠遇水、空气激烈燃烧，引起爆炸，因此不能暴露于空气中。为了控制猛烈反应，应有适当的冷却系统，并需严

5、格控制反应温度。冷却系统应保证密闭良好，特别在使用金属钠的聚合反应中，最好采用不与金属钠反应的十氢化祭或四氢化祭作为冷却剂。如用冷水做冷却剂，应在微负压下输送，不可用压力输送。这样可减少水进入聚合釜的机会。丁二烯聚合釜上应装安全阀，通常的办法是同时安装爆破板。爆破板应装在连接管上，在其后再连接一个安全阀。这样可以防止安全阀堵塞，又能防止爆破板爆破时大量可燃气逸出而引起二次爆炸。爆破板不能用铸铁，必须用铜或铝制作，避免在爆破时铸铁产生火花引起二次爆炸事故。聚合生产系统应配有氮气保护系统，所用氮气要经过精制，用铜屑除氧，用硅胶或三氯化铝干燥，纯度保持在99.5%以上。无论在开始操作或操作完毕打开设备前，都应该用氮气置换整个系统。当发生故障，温度升高或发现有局部过热现象时，须立即向设备充入氮气加以保护。正常情况下，操作完毕后，从系统内抽出气体是安全生产的一项重要措施，可消除或减少爆炸的可能性，当工艺过程被破坏,发生事故，不能降低温度或发现局部过热现象时，应将气体抽出，同时往设备中送入氮气。以上是在聚合过程中，为了防爆而必须采取的安全措施。