概述合成树脂生产过程的火灾爆炸危险性分析与预防对策.docx
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概述合成树脂生产过程的火灾爆炸危险性分析与预防对策
编号:
SM-ZD-87887
概述合成树脂生产过程的火灾爆炸危险性分析与预防对策
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概述合成树脂生产过程的火灾爆炸危险性分析与预防对策
简介:
该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项,保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态,从而使整体计划目标统一,行动协调,过程有条不紊。
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火灾爆炸危险性分析
(1)
塑料的主要原料是合成树脂。
而合成树脂的单体,如乙炔、乙烯、丙烯、甲醛、苯等都是易燃易爆物质,而生产过程又多在高温、高压下进行,存在着一定的火灾爆炸危险性。
在生产过程中也会产生静电火花、设备摩擦发火等故障,稍有不慎都会酿成巨大火灾。
化工生产装置爆炸时常伴随发热、发光、压力上升等现象,具有很大的破坏作用。
爆炸破坏的主要形式有:
震荡、产生冲击波、火灾发生。
合成树脂厂常见的火灾爆炸如下:
1.混合气体的火灾爆炸
可燃性气体和液体蒸气与空气形成爆炸性混合物,在一定的浓度下,由于燃烧波或爆炸波的传播而引起的爆炸,叫做混合气体的爆炸。
在合成树脂工厂可燃性气体或蒸气从工艺管道、设备或容器中泄漏,或空气漏入存有可燃性气体的容器中均会产生混合性气体,一遇火源,就会产生爆炸事故。
2.粉尘爆炸
可燃性树脂固体的粉尘,如高压聚乙烯、聚丙烯、尼龙树脂、聚苯乙烯在造粒、干燥、输送过程中,或在袋式过滤器中产生粉尘云。
当这种粉尘云达到一定浓度后,一旦遇到火源,便会产生剧烈的燃烧和爆炸,这种爆炸叫做粉尘爆炸。
一般来说容易带电的粉尘越容易引起爆炸。
在生产过程中,各种树脂粉尘由于互相碰撞、摩擦、电晕放电等原因,总是带有一定的电荷。
合成树脂大多数粉尘均可能以极细微的固体颗粒悬浮在空气中,吸附空气中的氧。
粉尘颗粒越细,氧吸附得越多,越容易发生爆炸,同时粉尘越细,燃点越低,粉尘爆炸下限也越低。
粉尘爆炸压力的大小与粉尘的化学组成有关。
例如,聚苯乙烯与聚乙烯的最大粉尘爆炸压力分别为0.293MPa、0.588MPa,相比之下聚乙烯的最大粉尘爆炸压力比聚苯烯高。
3.蒸气火灾爆炸
化学品储槽内低沸点液体受热或日光暴晒使温度升高,提高了槽内的蒸气压力,在汽化的瞬间会产生爆炸。
火灾爆炸的预防
(2)
燃烧与爆炸的防止是安全生产技术的主要内容。
为了保证安全、稳定、长周期生产,应认真做好燃烧和爆炸的预防工作,消除引起燃烧爆炸的危险因素。
1.着火源的控制
在合成树脂厂引起的火灾爆炸的着火源有明火、高热物、电火花、静电、摩擦、冲击、绝热压缩、自燃、化学反应热等。
(1)杜绝明火
合成树脂厂的明火主要是树脂生产过程中的加热用火、维修用火以及其他火源。
例如,聚苯乙烯生产装置乙苯脱氢加热炉就是使用明火的一例。
加热易燃液体尽量避免采用明火,改用蒸汽、加压过热水、热空气加热;对于如乙苯脱氢用加热炉必须采用明火加热的,所用设备应充分密闭,且与有火灾爆炸危险的生产装置相隔一定的距离,防止泄漏引起着火。
(2)防止摩擦和撞击
摩擦和撞击往往是合成树脂厂产生火灾爆炸的原因之一,如传动机械轴承摩擦发热起火,管道或容器破裂,内部可燃性溶液或易燃气体喷射时摩擦起火,或在某一特定条件下分解爆炸物的产生,如乙炔铜等。
防止摩擦和撞击的方法是:
①机械传动部位要确保润滑,经常添加润滑油(脂),经常清除附着的可燃性污垢。
②严禁铁制容器之间撞击与摩擦。
③搬运盛装可燃性气体或易燃液体的金属容器,不要拖拉、震动、防止互相撞击。
④严禁穿有铁钉的鞋进入防爆厂房。
(3)防止电气火花的产生
合成树脂厂电气设备引起的爆炸事故,大多由电弧、电火花或漏电造成。
为此应按爆炸介质的性质,正确选择所需的防爆电气设备。
2.采用防火防爆安全设施
防火防爆安全设施有阻火器、防爆膜、止逆阀、安全阀、放空管、警报安全联锁装置等。
3.静电的防止
严格控制物料流速,防止产生静电。
反应设备配备良好的导除静电装置。
4.工艺参数的控制
(1)严格控制投料
合成树脂生产装置,在聚合成反应时,大多采用催化剂(或引发剂),而催化剂(或引发剂)对聚合反应的速度有很大的影响,催化剂过量,会使聚合反应剧烈,有可能发生火灾爆炸的危险。
对于易燃、可燃物与过氧化物进行聚合反应的,要特别严格控制投料速度与投料量。
(2)严格控制聚合反应温度
合成树脂单体通常在一定的聚合反应温度下,才能发生聚合反应。
如果发生超温,反应物可能会分解着火,造成压力升高,导致爆炸。
严格控制聚合反应温度除控制反应物的正常投料外,还应严格控制反应热的去除,防止搅拌中断,以及采用适当的传热介质。
①除去反应热
乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯等单体聚合时均会伴随反应热的产生,为了除去反应热,一般采用夹套冷却、内冷却、淤浆循环、液化丙烯循环、稀释剂回收冷却等方法。
生产过程中只要控制冷却介质的温度和流量、淤浆液量、液化丙烯量,就可以控制聚合反应的温度。
②防止搅拌中断
在聚合反应釜,搅拌器搅拌可以加速热量的传递。
一旦中断搅拌,可能会造成散热不良,或发生局部过热。
为此,在设计时要采用双路供电等安全措施,以防止由于中断搅拌而发生的局部过热继而引发的火灾爆炸事故。
(3)严格控制聚合反应压力
聚合反应一般在有一定压力的反应器中进行,如果由于压力控制失常,可能造成聚合反应器的超压爆破。
5.惰性气体保护
根据可燃性气体、可燃液体蒸气与粉尘爆炸极限,可以预先判断在何种情况下容易进入爆炸范围。
例如氢气、乙烯、丙烷,1-丁烯、环氧乙烷、苯乙烯、己烷等单体,它们的爆炸下限很低,如果在设备、容器、管道中稍有一些泄漏,便容易进入爆炸范围,也容易产生火灾爆炸。
相反,对于爆炸上限较高的可燃性气体、可燃性液体蒸气以及粉尘,如果空气进入其容器、设备、管道中,即使量不多的空气,也会进入爆炸范围,引起火灾爆炸的危险性很大。
若混合物中的惰性气体百分数增加,爆炸极限的范围会缩小,惰性气体的浓度提高到一定值后,混合物不会爆炸。
为此,当可燃性气体泄漏时可以通入N2而防止爆炸。
几种常见合成树脂生产工艺的防火要求(3)
1.聚氯乙烯
制备氯乙烯单体时,在初始混合阶段,温度、氯化氢与乙炔的比例应严格控制。
防止乙炔过量导致催化剂的分解及中毒。
合成时,应定期对氯化氢含量进行采样分析,防止氧含量过高而与乙炔形成爆炸性混合物。
氯化氢中游离氯的含量应严格控制,过高会与乙炔反应生成氯乙炔引起燃烧爆炸。
为防止聚氯乙烯暴聚,必须指定严格的紧急降温处理措施,准备足够的终止剂以便突然停电时可迅速投入釜内将聚合反应终止。
2.低压聚乙烯
低压聚乙烯生产的催化剂即三乙基铝(或镁)和四氯化钛的混合物遇空气会燃烧,遇水会爆炸,因此应把其氮封或浸在纯汽油中,严禁与空气和水接触,并经常检查密封情况。
乙烯净化投料前必须先用高纯氮将塔洗净,除去塔中的氧,防止形成爆炸性混合物。
在包装时粉料降落高度不可太高,磅秤接地良好,适当提高包装车间相对湿度。
3.高压聚乙烯
加入催化剂时,必须严格控制温度。
如超温越压应立即切断电源,将釜内乙烯放空,同时放空管内喷出较高压力的水蒸气,压缩机室应设乙烯气体浓度自动测定和报警装置。
二次压缩时要特别注意严格控制温度。
在热交换和聚合阶段,如在热交换后可能通过加入催化剂的量来调节温度。
温度高时,加入量少,反之则多。
聚合器上应设防爆片,管内设2.5MPa压力的水蒸气喷头或加入碳酸氢钠;聚合器均有夹套,并经常测定有无可燃气体渗入夹套;聚合室应设可燃气体浓度自动检测和报警系统;设防爆墙。
高压分离工序中分离器上要设安全阀,附近设可燃气体浓度自动检测和报警器系统;压力、温度、流量等参数编入与联锁系统相连的“操作程序”;低压分离时除压力应高于0.5MPa,其他与高压分离相同。
在后处理工段,混合、包装时储槽及风道要用氮气保护,储藏容器在使用前先要用氮气置换,使用中要进行抽气;各种机器采用防爆型,管道用不易燃或阻燃材料制作并接地。
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