聚合工藝危險性分析

聚合工藝危險性分析聚合工藝危險性分析 1 固有危險性 固有危險性是指聚合反應中的原料 產品 中間產品等本 身具有的危險有害特性 1 1 火災危險性 參加聚合反應介質的自聚和燃爆危險性 單烯烴聚合單體包括液態(tài)的乙烯 丙烯 氯乙烯 苯乙烯 等 都屬于甲類火災危險性易燃液體 二烯聚合所指的單體主 要包括丁二烯 雙環(huán)戊二烯 苯乙烯 丙烯腈 乙烯 丙烯等 都是易燃物質 其蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物 有些單體 的儲存溫度低于沸點 所以需要在氮氣保護下儲存 有些單體 是在壓力下儲存 在向儲罐投單體前 應徹底用氮氣置換 除 乙烯 丙烯外其他單體都有自聚的特性 生成聚合物后容易堵 塞輸送管道 二烯烴 丁二烯 雙環(huán)戊二烯 不僅能自聚 而 且還能生成過氧化物 這是一種有爆炸危險的不穩(wěn)定物質 單烯烴聚合反應的引發(fā)劑 催化劑 一般是不穩(wěn)定物質 有的為強氧化劑 有的可分解爆炸 有的易自燃 與空氣或其 他物質接觸可發(fā)生激烈的化學反應 甚至引起爆炸 如過氧化 物 偶氮化合物 烷基鋁和三氟化硼 1 2 爆炸危險性 如烯烴聚合所需單體丁二烯 雙環(huán)戊二烯 苯乙烯 丙烯 腈 乙烯 丙烯等易燃物質的蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物 有些單體的儲存溫度低于沸點 所以需要在氮氣保護下儲存 有些單體是在壓力下儲存的 在向儲罐投單體前 應徹底用氮 氣置換 除乙烯 丙烯外其他單體都有自聚的特性 生成聚合 物后容易堵塞輸送管道 二烯烴 丁二烯 雙環(huán)戊二烯 不僅 能自聚 而且還能生成過氧化物 這是一種有爆炸危險的不穩(wěn) 定物質 1 3 中毒危險性 環(huán)氧乙烷 苯乙烯 氯乙烯等反應物具有一定的毒性 如 環(huán)氧乙烷屬于高度危害 氯乙烯屬于極度危害 其余大多屬于 輕度危害 如乙烯 苯乙烯等 2 工藝過程的危險性 1 本體聚合 這種聚合方法往往由于聚合熱不易傳導散 出而導致危險 例如在高壓聚乙烯生產中 每聚合 1kg 乙烯會 放出 3 8mj 的熱量 倘若這些熱量未能及時移去 則每聚合 1 的乙烯 即可使釜內溫度升高 12 13 待升高到一定溫 度時 就會使乙烯分解 強烈放熱 有發(fā)生暴聚的危險 一旦 發(fā)生暴聚 則設備堵塞 壓力驟增 極易發(fā)生爆炸 2 溶液聚合 這種聚合方法在聚合和分離過程中 易燃溶劑容易揮發(fā)和 產生靜電火花 溶液聚合是單體溶于溶劑中形成均相體系 在 催化劑的作用下 反應生成聚合物 此聚合方式所采用帶攪拌 的設備能保證反應體系熱量分布均勻 但是因大量使用易燃可 燃液體作為溶劑 其燃燒爆炸危險性大 3 懸浮聚合 這種聚合方法在整個聚合過程中 如果沒有嚴格控制工藝 條件 致使設備運轉不正常 則易出現(xiàn)溢料 如若溢料 則水 分蒸發(fā)后未聚合的單體和引發(fā)劑遇火源極易引發(fā)著火或爆炸事 故 4 乳液聚合 這種聚合方法常用無機過氧化物 如過氧化氫 作引發(fā)劑 如 若過氧化物在介質 水 中配比不當 溫度太高 反應速度過快 會發(fā)生沖料 同時在聚合過程中還會產生可燃氣體 5 縮合聚合 縮合聚合是吸熱反應 但由于溫度過高 也會導致系統(tǒng)的 壓力增加 甚至引起爆裂 泄漏出易燃易爆的單體 聚合過程中的火災爆炸危險性具體分析如下 2 1 高活性的單體易發(fā)生氧化 自聚 熱聚反應 聚合原料單體基本上為由碳氫構成的不飽和烴 性質活潑 在高溫下容易發(fā)生氧化 自聚和熱聚反應 例如丁二烯在一定 條件下 能在設備內生成性質極不穩(wěn)定的丁二烯過氧化物 端 基聚合物和自聚物 過氧化物易分解爆炸 自聚物則能在設備中 迅速積累增加 致使設備或管道脹裂 大量物料流出 引起燃燒 和爆炸 2 2 高壓設備和管道內物料易泄漏 形成爆炸性混合物 聚合過程是在較高溫度和壓力條件下的密閉設備和管道中 進行的 其原料包括溶劑及其他助劑 絕大部分屬于易燃易爆物 質 數(shù)量大 爆炸極限寬 閃點低和易揮發(fā) 生產過程中 可燃 物料泄漏常有發(fā)生 易燃氣體或液體蒸氣一般比空氣重 泄漏 出來后往往沉積于地表 溝渠及廠房死角 并且長期積聚不散 與空氣易形成爆炸性混合氣體 碰到火源便會發(fā)生燃燒甚至爆 炸 2 3 聚合反應若溫度控制不當 易發(fā)生暴聚 聚合反應均為放熱和熱動力不穩(wěn)定過程 當熱量來不及導 出時會出現(xiàn) 暴聚 現(xiàn)象 反應失去控制而引發(fā)爆炸事故 例如 每 kg 乙烯聚合時可能產生約 3500kj 的熱量 而乙烯物料的比 熱在聚合反應的溫度和壓力下約為 2 6kj kg 如果乙烯聚合 轉化率每升高 1 則反應物料溫度因反應熱會升高 12 13 此熱量若得不到及時移出 當體系溫度升到 350 以上時 乙烯 便會發(fā)生爆炸性分解 環(huán)氧乙烷聚合時放出 85 125kj mol 熱 量 而其蒸發(fā)熱僅為 25 5kj mol 所以環(huán)氧乙烷聚合時 容器 中能產生相當高的環(huán)氧乙烷蒸氣壓力 從而引起爆炸 2 4 催化劑的性質增大過程的危險性 聚合過程所使用的催化劑 有的為強氧化劑 有的易分解 爆炸 有的易自燃 如三乙基鋁 三異丁基鋁 異戊基鋁 一氯 二乙基鋁與二乙基鋁的等分子混合物等與空氣接觸立即燃燒 遇水易爆炸 催化劑三氟化硼和空氣接觸也會發(fā)生劇烈反應 冒白煙 過氧化物催化劑遇高溫則會發(fā)生分解 爆炸 聚合過 程中催化劑加入過量 引發(fā)劑的比例過高 聚合反應速度加快 產生的反應熱不易導出 還可能導致暴聚 2 5 原料含雜質引發(fā)危險 原料中的某些雜質 對聚合有催化作用或能引起不良副反 應 其結果會使聚合過程變得無法控制 高壓聚乙烯生產中 原料乙烯不純 尤其是含乙炔量過高 壓縮時就易聚合放熱而 發(fā)生爆炸 丁二烯中含氧量為 500ppm 時 就會產生端基聚合物 2 6 聚合產物具有潛在的危險性 聚合產物粘性大 設備和管道常有被其粘堵的可能性 采 用管式聚合器的最大問題是反應后的聚合產物粘掛管壁發(fā)生堵 塞 引起管內壓力和溫度變化 甚至因局部過熱引起物料裂解 成為爆炸事故的原因 此外 從生產裝置中清理出來的自聚物 熱聚物遇空氣容易自燃 2 7 聚合后處理過程中 在設備內可能形成爆炸性混合物 聚合反應完畢后 聚合器內除聚合體外 還有未反應完的單 體 溶劑 乳化劑 催化劑等易燃易爆物 若后處理不當 會引 發(fā)危害 例如用氣體壓出聚氯乙烯聚合物料時 若氣體為壓縮 空氣 則空氣中的氧會與物料中殘存的氯乙烯形成爆炸性混合 物 2 8 靜電危險性分析 大多聚合產品 如聚氯乙烯 橡膠 合成纖維及樹脂類物 質等 其電阻率大都在 1012 歐 厘米左右 1011 1014 最易 產生靜電 又由于在聚合產品輸送過