環(huán)戊烷發(fā)泡培訓及學習

上海中集冷藏箱有限公司環(huán)戊烷發(fā)泡工藝與安全學習一、環(huán)戊烷簡介中文名：環(huán)戊烷(五亞甲基)英文名：CYCLOPENTANE分子式：C5H10結構式：相對分子量：70.08危險性類別：低閃點易燃液體

1、基本物理常數：項目141B環(huán)戊烷分子量11770熔點（1atm）℃-103.5-93.7沸點（1atm）℃32.0549.3相對密度（水=1）0.4330.7454閃點℃無-42氣相導熱系數（25℃）mW/(m.K)9.712爆炸范圍(Vol)%5.6-17.71.1-8.32、物化性質及危險特性：1環(huán)戊烷是無色透明流動液體,有類似汽油的臭味,易于揮發(fā)，是性質穩(wěn)定的環(huán)烷烴。2環(huán)戊烷極易燃，易揮發(fā)，其蒸汽與空氣易形成爆炸混合物，遇強氧化劑、明火、高熱均會引起燃燒、爆炸。在火場中，受熱的容器有爆炸危險。3其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇明火會引起回燃。禁止傾倒入暗渠。4環(huán)戊烷性質穩(wěn)定，一般不易與其它物質發(fā)生化學反應。5環(huán)戊烷不溶于水,但對丙酮、醚、苯、醇、四氯化碳等有機溶劑有較好的溶解性。環(huán)戊烷對除丁腈橡膠外的其它橡膠有溶解性6環(huán)戊烷屬低毒類，吸入蒸汽有毒，能引起肺炎。環(huán)戊烷刺激眼睛和皮膚，長期與皮膚接觸可能引起皮炎。蒸汽濃度高時有輕微麻醉作用3、儲存及保管：●槽罐貯存，建議使用地下儲罐?！袢魹榈厣蟽?，則應加裝水噴淋系統(tǒng)降溫，盡量避免陽光直射?！袢魹橥把b，則應儲存于陰涼通風的易燃液體庫房內，庫房溫度控制在26℃以下?？膳c其他易燃液體、有機溶劑同庫貯存，不得與性質有抵觸物品同庫貯存。

●輕裝輕卸，嚴防包裝破損和泄露，防止靜電、火源，嚴禁與強氧化劑共同儲存和配裝?！衽鋫湎鄳贩N和數量的消防器材，滅火劑可用干粉、二氧化碳、泡沫、砂土。用水滅火無效。一、環(huán)戊烷應用概況1、背景：●根據蒙特利爾議定書，歐洲及美國于1996年全面禁止氯氟烴（CFC）的使用。中國從1995年起至2005年將逐步停止使用CFC?！裨跉W洲，從1993年開始，最先普遍使用環(huán)戊烷作為CFC的替代物，用作硬質聚氨酯泡沫絕緣層的發(fā)泡劑，應用于家電、建筑方面?！裨趪鴥?，自從簽訂議定書之后，中國環(huán)?？偩趾吐?lián)合國環(huán)保署（UNEP）及聯(lián)合國開發(fā)計劃署（UNDP）積極合作，引進無氟發(fā)泡改造資助及設備，無償幫助國內相關生產企業(yè)（冰箱和集裝箱）進行環(huán)戊烷發(fā)泡項目改造。到現(xiàn)在為止，國內冰箱企業(yè)基本采用環(huán)戊烷發(fā)泡。

2、為什么采用環(huán)戊烷呢？符合“蒙特利爾協(xié)議”無毒，性質較穩(wěn)定ODP值，即臭氧消耗值為0溫室效應很小，對環(huán)境影響極小價格低廉環(huán)戊烷的氣相熱導率在烷烴發(fā)泡劑中最低，它在聚醚多元醇中的溶解度相對較高，是用量最大的烷烴發(fā)泡劑.幾種烷烴發(fā)泡劑的物性指標比較

CFC-11HCFC-141bHPC-245fa

HFC-365mfc

HC沸點℃23.832.115.340.049密度20℃1.491.241.321.250.74蒸氣壓20℃,kPa88691234734λ25℃，mW/（m·K）8.79.711.110.611.9閃點℃無無無-24-37大氣壽命50年9.4年7.4年10.8年幾天燃燒極限(V%)無5.6-17.7無3.5-13.01.4-8.0GWP100a4000630820840<15ODP1.00.11000從上表可以看出F-11除了ODP=1外，做為硬質PU發(fā)泡劑幾乎沒有什么缺陷，141b的λ值也較理想，替代過程的設備無需大的改動，但它除了ODP=0.11外，也有爆炸范圍，對普通ABS有溶蝕作用等不足；兩種HFC的λ值居中，但365mfc有閃點，而245fa價格大約是環(huán)戊烷的4倍。環(huán)戊烷最大的缺點是易燃易爆，但它ODP值、GWP值及大氣中停留時間都是以上產品所不可比擬的。戊烷的易爆區(qū)域三、環(huán)戊烷發(fā)泡工藝環(huán)戊烷發(fā)泡主要組成部分聚醚儲存ISO儲存發(fā)泡模具1.戊烷儲存

由于環(huán)戊烷易揮發(fā)．環(huán)戊烷貯存單元通常安裝在生產現(xiàn)場以外．并采用地下貯罐形式。根據生產綱領、日生產周期及班次以及單位時間產量可計算出環(huán)戊烷日消耗量，考慮合適的貯罐容積常用地下貯罐體積有10、15、20、25、30、35m3等幾種規(guī)格。環(huán)戊烷貯存設施由罐體、進料系統(tǒng)、防溢裝置、呼吸平衡裝置、輸送系統(tǒng)及安全報警裝置等組成最好使用地下存儲罐。料罐密封性要求很高，并且充滿氮氣作為保護氣。要保證空氣的流通性，并且配有戊烷濃度檢測儀。環(huán)戊烷儲存戊烷濃度監(jiān)測濃度高的地方需要采用合適的氣體警報裝置來監(jiān)測，一旦濃度達到最低爆炸濃度（大約0.26%）的20%就會閃光、鳴叫進行報警。如果達到最低爆炸極限的40%，必須確保這些地方所有電氣設備及電氣開關斷電。避免混合物發(fā)生爆炸的另外一種可能方法是利用氮氣作為惰性氣體，這對于儲存含有環(huán)戊烷液體的日常儲存罐，機器儲存罐等封閉容器非常重要，氮氣可以一直覆蓋在罐子里。這也適用于發(fā)泡充滿的孔腔。柜子、管道以及其他孔洞也被泡沫充滿之前最好優(yōu)先用氮氣沖洗。探頭：監(jiān)測半徑5m2.預混站圍房,包括門,接料盤及抽風管道計量裝置,包括聚醚和戊烷的計量泵靜態(tài)混合器其它：不會漏料的隔膜泵、報警裝置、出口、防爆設備、接地裝置等預混站安全配置環(huán)戊烷／多元醇預混系統(tǒng)的安全配置為：環(huán)戊烷的計量泵防爆；所有可能接觸環(huán)戊烷及其氣體的裝置防靜電火花；電機、電器元件均選用防爆等級；相應管道、接頭及閥雙層密封，管道上配置電控截止閥；裝有環(huán)戊烷及其混合料的容器均輸入氮氣保壓，料罐攪拌電機與攪拌軸的連接采用磁性連軸節(jié)；在環(huán)戊烷貯料罐、計量泵、混合器及混合料罐等區(qū)域均配置隔板或護罩，并設有檢測探頭、抽風系統(tǒng)及防爆控制系統(tǒng)。該防爆控制系統(tǒng)的電源與設備電源分開，并分三級進行防爆控制：第一級為正常工作時控制風機低速抽風，換氣量約為每小時換氣l0次；第二級為當檢測傳感器檢測到環(huán)戊烷濃度達到爆炸下限的20％時，控制風機高速抽風；第三級為當檢測傳感器檢測到環(huán)戊烷濃度達到爆炸下限的4o％時，則切斷設備電源，關閉環(huán)戊烷進料閥，并使風機高速抽風，使環(huán)戊烷的釋放濃度被控制在安全值以下。3.發(fā)泡站1、高壓發(fā)泡機（ISO、POL）2、中間罐3、計量泵4、模具5、氮氣保護系統(tǒng)6、抽風系統(tǒng)聚醚．環(huán)戊烷計量裝置及測試裝置安裝在帶托架的防護罩內，并安裝環(huán)戊烷氣體監(jiān)測探頭、排風裝置及其監(jiān)控流量計。計量泵安裝雙密封自動監(jiān)控裝置，防止計量泵產生泄漏。環(huán)戊烷發(fā)泡系統(tǒng)示意圖環(huán)戊烷／多元醇混合料的料罐由氮氣保壓，其攪拌軸與攪拌電機的連接采用磁性連軸節(jié)，電機為防爆電機，且料罐用隔離罩分隔，并配有檢測探頭、抽風系統(tǒng)及防爆三級控制系統(tǒng)；混合料計量泵電機為防爆電機，計量泵及電機也用隔離罩分隔，并配有檢測探頭、抽風系統(tǒng)及防爆三級控制系統(tǒng)；異氰酸酯料罐和計量泵不必防爆；根據環(huán)戊烷釋放速度和釋放量，選用可充氮氣的混合頭，使注射前能向模腔充氮，且注射時使混合料與異氰酸酯進行高速碰撞混合。所有接觸混合料的裝置須防靜電火花并接地。4、發(fā)泡夾具的改造接地充氮保護抽風系統(tǒng)戊烷監(jiān)測系統(tǒng)將電氣系統(tǒng)改造成二級防爆系統(tǒng)模具充氮保護在充注PU之前對模腔內充注氮氣模腔內80%的氣體需要被氮氣置換3種方法:混合頭直接充氮通過一個在混合頭上增加的充氮頭單獨的充氮系統(tǒng)抽風系統(tǒng)

在發(fā)泡過程中,5%的戊烷會散發(fā)到空氣中（按照假如加入到POL中的量來計算）建議安裝持續(xù)排風系統(tǒng),并且在檢測到戊烷濃度報警信號的情況下加大排風量抽風管道上安裝風壓開關無火花風機Exampleofaextractionsystem

冰箱發(fā)泡線的抽風系統(tǒng)示例MovablecoresandfixedmouldsMovablemouldsandfixedcores安全關鍵區(qū)域以下區(qū)域需重點防范：1、環(huán)戊烷及其混合物的存儲2、多元醇/環(huán)戊烷混合的預混站3、多元醇/環(huán)戊烷的中間罐4、計量單元5、發(fā)泡站6、拆模區(qū)域7、最終產品存儲8、部分泡沫孔洞環(huán)戊烷安全問題技術方案對于環(huán)戊烷的易燃易爆特性，選用防爆設備可以解決環(huán)戊烷易燃易爆的問題，環(huán)戊烷在空氣中的爆炸需要具備二個條件：空氣達到濃度（1.4～8.7％）和外部引燃火源(電器開關、馬達等的電火花)。為此1、配備實時的環(huán)戊烷泄露預警系統(tǒng)；2、防爆地下發(fā)泡劑儲罐，防爆預混系統(tǒng)、發(fā)泡機料罐防爆處理，發(fā)泡現(xiàn)場電器防爆處理，所有設施管道等都進行了零接地處理；3、門衛(wèi)集中報警系統(tǒng)，與現(xiàn)場報警系統(tǒng)同步，確保險情及時發(fā)現(xiàn)、及時通過緊急聯(lián)絡圖溝通處置；4、上位機監(jiān)控系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^辦公室微機與現(xiàn)場總監(jiān)控室進行聯(lián)網控制，實時監(jiān)察現(xiàn)場的數據信息及員工操作。5、配置了兩套抽風系統(tǒng)。在排氣孔集中排放的集中幾分鐘時間同時啟動迅速將氣體抽到廠房外大氣中。另外，兩套抽風系統(tǒng)互相起到備用作用，便于維修時保障生產正常進行。6、現(xiàn)場配置了足夠的消防設施及應急逃生路線指示等；7、發(fā)泡模具的惰性保護，8、用N2代替壓縮空氣加壓與吹掃，9、根據報警系統(tǒng)對環(huán)戊烷的檢測，對于不同濃度的環(huán)戊烷在空氣中的含量產生不同的警示，這時將啟動不同的數量的風機將環(huán)戊烷抽走等等，都是環(huán)戊烷安全生產的必要保障。防爆區(qū)劃分根據有關安全標準，通常將防爆區(qū)劃分為3個區(qū)域：0區(qū)域，爆炸性危險氣體長期穩(wěn)定地存在的區(qū)域；1區(qū)域：爆炸性危險氣體有時出現(xiàn)的區(qū)域；2區(qū)域：爆炸性危險氣體很少出現(xiàn)，或即使出現(xiàn)，存在時間也很短的區(qū)域。在環(huán)戊烷發(fā)泡整個工藝流程中，環(huán)戊烷貯罐、輸送裝置、計量裝置是最危險區(qū)域，屬0區(qū)域；發(fā)泡設備中以聚醚及環(huán)戊烷為原料的聚醚組合料貯罐、輸送裝置、計量裝置、測試裝置、發(fā)泡工序模具發(fā)泡澆注區(qū)以及熟化區(qū)屬1區(qū)域：設備的其他部分屬2區(qū)域一級爆炸預防處理和操作環(huán)戊烷及其混合物的基本原則是杜絕一切可燃及有爆炸隱患的物品。這可以通過稀釋環(huán)戊烷蒸氣，或者根據E1指導方針采取合理措施來預防爆炸。而且必須保證，含有環(huán)戊烷的空氣周圍一定不能有任何形式的火源存在。防爆電器系統(tǒng)排風系統(tǒng)戊烷傳感器及氣體報警系統(tǒng)泄露監(jiān)控和自控裝置設備自停裝置戊烷站安全(1)貯罐系統(tǒng)有單獨的防靜電接地網，其接地電阻應不大于規(guī)定的阻值標準；(2)貯罐醫(yī)應與周圍環(huán)境隔離(建立圍欄或圍墻)，并有足夠的安壘閫隔，應取得消防安全部門的認可；(3)嚴格禁止火源、火種進入罐區(qū)；(4)操作人員要穿防靜電工作服及防靜電膠鞋：(5)要定期檢查罐體有無泄漏：(6)采用防爆電器；(7)進入罐區(qū)的卸料槽車應與罐體接地板充分連接，形成等勢體：(8)呼吸平衡裝置吸氣管所吸空氣必須是新鮮空氣；(9)料罐夾層可充氮氣保護。首次加注環(huán)戊烷之前，罐內氣體用氮氣進行置換。但由于充人氮氣后很難檢驗設備是否泄漏，目前可采取充注乙二醇與水的混合液；(1O)安裝環(huán)戊烷氣體監(jiān)測探頭。環(huán)戊烷氣體預防要認真確保環(huán)戊烷在空氣中的稀釋程度。在高濃度環(huán)戊烷的地方，需要安裝有效的通風口，通過適當的傳感器來控制，以防警報失靈或者機器設施關機自動發(fā)生。由于環(huán)戊烷氣體比不流通的空氣要重，一些死胡同和小角落需要格外提高警惕，采用合適的氣體警報裝置來監(jiān)測，一旦濃度達到最低爆炸濃度（大約0.26%）的20%就會閃光、鳴叫進行報警。如果達到最低爆炸極限的40%，必須確保這些地方所有電氣設備及電氣開關斷電。避免混合物發(fā)生爆炸的另外一種方法是利用氮氣作為惰性氣體，這對于儲存含有環(huán)戊烷液體的日常儲存罐，機器儲存罐等封閉容器非常重要，氮氣可以一直覆蓋在罐子里。這也適用于發(fā)泡充滿的孔腔。柜子、管道以及其他孔洞也被泡沫充滿之前最好優(yōu)先用氮氣沖洗。環(huán)戊烷的預警系統(tǒng)采用聲光報警，燈光總共分四種：綠、藍、黃、紅。分別代表含義：

1、綠色：代表正常；

2、藍色：代表三級報警，不一定表示環(huán)戊烷泄露，有可能是設備故障。出現(xiàn)三級報警不及時處理1.5-2個小時，自動升級為二級報警。

3、黃色：代表二級報警。除設備故障導致報警升級外，二級報警表示探測器已經探測到可燃氣體（環(huán)戊烷）在空氣中的濃度已經達到爆炸下限的20%；二級報警不處理，大約10分鐘升級為一級報警。

4、紅色：代表一級報警。除設備故障導致報警升級外，一級報警表示探測器已經探測到可燃氣體（環(huán)戊烷）在空氣中的濃度已經達到爆炸下限的40%。環(huán)戊烷泄露預警系統(tǒng)火源預防所有火源（明火、強光、火花、電流發(fā)熱）都要禁止，特別注意的是絕緣體，其能產生靜電，也要禁止。原則上危險區(qū)域應使用防爆設備，使用充氣驅動的設備可以作為一種選擇。只有金屬器皿可以裝載環(huán)戊烷及其混合物，特別是混有環(huán)戊烷的材料，以及移入其他容器時。在容器和機器間一定要接地。（如果它們帶有不同電荷，會放電產生火花。）安全控制系統(tǒng)示意圖具體安全管理文件

安全系統(tǒng)的有效運行和檢測

重點設施的維護保養(yǎng)和安全事項

緊急情況的大泄漏和日積月累的小泄漏

廢棄物的處理具體實施的難點：●皮膚接