氧化反應的火災危險性分析與評價——氧化反應火災爆炸危險性分析2

氧化反應火災爆炸危險性 03manbetx 1.1原料和產品易燃易爆有毒 被氧化和物質大都具有火災爆炸危險性，例如乙稀、丙烯、萘、乙醛、氨等。某些氧化中間產物不穩定，甚至還有火災爆炸危險，例如液相氧化反應係統往往存在一定嚐試的烴類過氧化氫和過氧酸類中間產物，當其濃度積累到一定程度後會發生分解而導致爆炸。非均相丙烯氨氧化反應副產的氫氰酸、乙腈和丙烯醛是可燃有毒的物質。部分氧化產品也具有火災爆炸危險性，例如乙烯氧化生成的環氰化生成的環氧乙烷是可燃氣體； 甲醇氧化生成的甲醛（含36.7％甲醛）是易燃液體；丙烯氨氧化生成的丙烯腈是易燃液體。 1.2反應溫度高，放熱量大 氧化反應強烈放熱，反應溫度高，傳熱情況複雜。非均相氧化係統中存在催化劑顆粒內及其與氣體間的傳熱，以及床層與管壁間傳熱。催化劑的載體往往是導熱欠佳的物質，因此，如采用固定床反應器，床層溫度分布受到傳熱效率的限製，可能產生較大溫差，甚至引起飛溫，導致火災爆炸 02manbetx.com ；如采用流化床反應器，反應熱若不能及時移出，反應器內稀相段上就極易發生燃燒，因為原料在濃相段尚有一部分未轉化，進入稀相段後會進一步反應放熱，當溫度達到物料的自燃點就可能發生燃燒。 1.3原料混合氣具的爆炸性 被氧化物與氧化劑的配比是反應過程中重要的火災爆炸危險因素。有的原料配比處在爆炸極限範圍之內，例如丙烯氨氧化反應的丙燃與空氣在原料總體積中分別占6.16％和67.7％，兩者之比為9.1％（丙烯的爆炸極限為2％～11％）；苯酐生產中萘與空氣的重量比為1：9左右，萘蒸氣在空氣中的體積濃度為2.25％（萘蒸氣爆炸極限為0.88～5.9％）。有的反應在接近爆炸極限的條件下進行，如甲醇蒸氣在空氣中氧化，其配比接近爆炸極限；乙烯氧化生成環氧乙烷或乙醛的反應中循環氣的氧含量在爆炸極限附近，如果控製不當易形成爆性混合氣體。液相氧化反應速度比氣－固相催化氧化反應慢，物料在反應器等設備中滯留量則很大，故危險性增大。 1.4副反應放熱，增大火災危險性 反應過程中如擴散速度不快，反應產物會積聚在催化劑表麵附近，將導致深度氧化的連串反應發生。此外，平行的副反應也比較複雜而難以控製。例如丙烯氨氧化反應易發生一係列副反應，產生氫氰酸、丙燃醛和深度氧化產物二氧化碳和一氧化碳；乙燃氧化製環氧乙烷，其副反應產生二氧化碳和水，這些副反應均為強放熱反應，增加了反應過程的總放熱量；深度氧化為二氧化碳和一氧化碳的反應，是導致流化床反應器稀相段溫度升高發生燃燒的另一主要原因。 在乙烯經環氧化生產環氧乙烷中，完全氧化副反應增多，會增加反應熱當量（當選擇性由70％降至40％，反應放出的熱量要增加1倍）。 1.5原料中雜質具有危險性 原料氣中雜質能使催化劑中毒，例如雜質乙炔能使Ag催化劑形成乙炔銀，與催化劑溶液中的Cu離子作用生成乙炔銅，受熱會發生爆炸性分解；雜質氯與硫化物也會使催化劑中毒。某些雜質還能影響爆炸極限，例如氫存在會使原料氣的爆炸極限濃度降低而增加爆炸危險性。原料中的雜質還能使副反應增多，增大反應放熱效應。 1.6易產生結焦、堵塞設備管道 有些氧化產物如丙烯腈、氫氰酸、環氧乙烷易發生聚合生成固態物質，某些產物高溫下易發生結焦，導致管路堵塞。例如丙燃氨氧化溫度超過500℃反應產物就有結焦現象。此外，長期滯留在設備中的殘留物、附著物與空氣接觸往往會發生自燃。例如苯酐生產中的萘焦油、苯二甲酸鈉、硫化亞鐵在常溫下就有自燃危險性；苯酐焦油在220℃、順丁烯二亞鐵在180℃時，也有自燃危險。 1.7物料易產生靜電，潛在靜電火源 氧化使用的物料為電介質。它們在管道內高速流動或經閥門、噴嘴噴出時會產生靜電，最高靜電電壓可達萬伏以上，裝置中存在靜電放電引起火災的可能性。