第三章化工过程安全工程[1]
1、对氧化反应作危险性分析,并提出防火要求。
氧化的火灾危险性:
(1)氧化反应需要加热,但反应过程又是放热反应,特别是催化气相反应,一般在高温下进行,反应热如不及时移去,将会使温度迅速升高甚至发生爆炸。
(2)有的氧化,如氨、乙烯和甲醇蒸气在空气中的氧化,其物料配比接近于爆炸下限,倘若配比失调,温度控制不当,极易爆炸起火。
(3)被氧化的物质大部分是易燃易爆物质。如乙烯氧化制取环氧乙烷中,乙烯是可燃气体,爆炸极限为2.7%~34%,自燃点为450℃;
(4)氧化剂具有很大的火灾危险性。如氯酸钾、高锰酸钾、铬酸酐等都属于氧化剂,如遇高温或受撞击、摩擦以及与有机物、酸类接触,皆能引起着火爆炸;有机过氧化物不仅具有很强的氧化性,而且大部分是易燃物质,有的对温度特别敏感,遇高温则爆炸
(5)氧化产品有些也具有火灾危险性。如环氧乙烷是易燃气体;硝酸虽是腐蚀性物质,但也是强氧化剂;含36.7%的甲醛水溶液是易燃液体,其蒸气的爆炸极限为7.7%~73%。另外,某些氧化过程中还可能生成危险性较大的过氧化物,如乙醛氧化生产醋酸的过程中有过氧醋酸生成,过氧醋酸是有机过氧化物,性质极度不稳定,受高温、摩擦或撞击便会分解或燃烧。
氧化过程的防火措施:
(1)氧化过程中如以空气或氧气作氧化剂时,反应物料的配比(可燃气体和空气的混合比例)应严格控制在爆炸范围之外。空气进入反应器之前,应经过气体净化装置,消除空气中的灰尘、水汽、油污以及可使催化剂活性降低或中毒的杂质,以保持催化剂的活性,减少着火或爆炸危险。
(2)氧化反应接触器有卧式和立式两种,内部填装有催化剂。一般多采用立式,因为这种形式催化剂装卸方便,而且安全。在催化氧化过程中,对于放热反应,应控制适宜的温度、流量,防止超温、超压和混合气处于爆炸范围之内
(3)为了防止接触器在万一发生爆炸或着火时危及人身和设备安全,在反应器前和管道上应安装阻火器,以阻止火焰蔓延,防止回火,使着火不致影响其它系统。为了防止接触器发生爆炸,接触器应有泄压装置,并尽可能采用自动控制或调节以及报警联锁装置。
(4)使用硝酸、高锰酸钾等氧化剂时,要严格控制加料速度,防止多加、错加,固体氧化剂应粉碎后使用,最好呈溶液状态使用,反应中要不间断搅拌,严格控制反应温度,决不许超过被氧化物质的自燃点。
(5)使用氧化剂氧化无机物时,如使用氯酸钾氧化生成铁蓝颜料,应控制产品烘干温度不超过其着火点,在烘干之前应用清水洗涤产品,将氧化剂彻底除净,以防止未完全反应的氯酸钾引起已烘干的物料起火。
(6)氧化反应使用的原料及产品,应按有关危险品的管理规定,采用相应的防火措施,如隔离存放、远离火源、避免高温和日晒、防止摩擦和撞击等。如是电介质的易燃液体或气体,应安装导除静电的接地装置。
(7)在设备系统中宜设置氮气、水蒸汽灭火装置,以便能及时扑灭火灾。
2、分析加热过程的危险性,并提出防火措施。
加热操作潜在的危险性主要有:
(1)温度过高会使化学反应速度加快,若是放热反应,则放热量增加,一旦散热不及时,温度失控,发生冲料,甚至会引起燃烧和爆炸。
(2)升温速度过快不仅容易使反应超温,而且还会损坏设备。
(3)当加热温度接近或超过物料的自燃点时,应采用惰性气体保护;若加热温度接近物料分解温度,此生产工艺称为危险工艺,必须设法改进工艺条件。
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