丁二烯过氧化物及聚合物对安全生产的影响和防控

发表时间:2020/7/21   来源:《工程管理前沿》2020年6卷9期   作者: 叶振华 王新国?杨新辉
[导读] 本篇文章就丁二烯在生产中产生的过氧化物及聚合物对安全生产的影响及如何防控进行简单论述。
        摘要:
        确保丁二烯生产过程安全可靠,在操作过程中,清楚了解丁二烯的实际性能,再根据丁二烯的变化做出工序上的调整,另外保证符合行业规定进行操作,在工作过程中,严格按照企业制度执行,确保丁二烯可以安全稳定的使用。对工作状态下的丁二烯实施安全保护措施,利用监控摄像、报警检测以及消防设备来保证工作人员健康。本篇文章就丁二烯在生产中产生的过氧化物及聚合物对安全生产的影响及如何防控进行简单论述。
关键词:丁二烯储存;二聚物;过氧化物;安全控制;
引言
        分析丁二烯装置生产过程中丁二烯过氧化物及各种聚合物生成的方式和对装置长周期安全生产所造成的影响和危害,以及同类装置生产过程中因丁二烯过氧化物和聚合物造成的事故。
1、丁二烯过氧化物和聚合物的危险性与形成方式
        1.1?丁二烯过氧化物及聚合物的危险性
        热量和机械物碰撞都会对丁二烯过氧化物产生影响,当与氧气进行充分接触后会产生爆炸着火等危险事故的出现,还会出现剧烈的聚合效应。
        类似爆米花状聚合物会在一定空间内产生巨大压强,最终导致线路、法兰、热导装置出现故障,当聚合物转变为爆米花状时,会由于自身性质的不稳定性,在与氧气接触后产生巨大的威力。当出现丁二烯过氧化物后,会使本就存在爆炸的风险变得更危险,因此我们可以通过水存的方式,将过氧化物与氧气隔离,来更好的保存和处理。端基聚合物与爆米花状聚合物类似,在产生后由于压力过大导致线路以及设备出现故障,最终致使再沸器列管、塔盘和线路出现问题,要立即停止工作,做出解决方法。
        二聚物最先为透明状液体最后由无色变为黄色,在毒理学上被列为致癌的有害物质。当浓度过高时,会在温度过高的空间内产生胶皮类聚合物,最终致使再沸器列管和塔盘出现故障,温度不达标压强不足的情况,使得工作必须立即停止进行检修。因此我们可以得知,对于机器设施来讲,过多的丁二烯过氧化物和聚合物会出现严重的安全事故,在我国同等设备使用中就曾出现多起丁二烯过氧化物爆炸事故。
        1.2?丁二烯过氧化物及聚合物的形成
        1.2.1丁二烯过氧化物的形成
        作为油状物质的丁二烯过氧化物,重量过高并且易溶于丁二烯的液体物质,可以从丁二烯的底部提取出相关物质,在进行操作设计过程中,要尽可能的降低丁二烯的沉降点,防止底部产生沉淀影响工作效果。在实际的操作过程中,按照规定进行过滤工作的执行,并作出置换反应来析出过氧化物,但一定要在无氧条件下执行。氧气浓度过大时,丁二烯会产生很强烈的反应最终产生丁二烯过氧化物。其自身性质具有不稳定性,有很强的危险性,当浓度过高并处在高温条件下时,会迅速做出聚合反应变化,与机械闯击产生反应。当浓度压缩到一定值时,过氧化物最易发生爆炸,即使不与机械物产生摩擦也会产生危险事故,最终导致爆炸或火灾情况出现。
        1.2.2爆米花状聚合物的形成
        由浓度较高的丁二烯、异戊二烯或苯乙烯中都可以提取出爆米花状聚合物,即使是浓度较低的烯烃装置中也会提取出爆米花状聚合物,因此我们可以得知,形成爆米花状聚合物的直接原因不只是因为浓度过高的丁二烯,还可能与氧气和过氧化物有关联。并且,在无氧状态下,铁锈和水发生反应产生氧气,并且在无水状态下就会与氧反应产生爆米花状聚合物。当出现此类聚合物后,会随着空气中氧浓度的变化而变化,变换成多种不同形态,随着质量的改变而增长。
        1.2.3端基聚合物的形成
        大量丁二烯分子相互组合形成了端基聚合物,是一个相对分子质量较高的分子化合物,与合成橡胶和树脂的形态相似,都为长链状,形成速度和温度以及过氧化物含量形成正比。

要想增加端机聚合物的形成速度可以通过升温和提高过氧化物浓度来改变。
2、预防丁二烯聚合物生成及日常操作维护的安全措施
        2.1工艺安全生产的优化措施
        2.1.1TBC加剂方案
        a)根据冬夏两季不同的温度,在工艺指标制范围内提高TBC的加入量,按照夏季、冬季两套TBC使用方案,调整TBC的加入量。b)降低储罐分析时二聚物的内控指标,建议按照850μmol/mol控制,二聚物含量偏高时及时做出响应,将丁二烯自聚风险扼制在萌芽状态。
2.1.2气相空间氧含量分析
a)微氧检测:丁二烯球罐每月每罐对罐内气相进行采样检测一次(检测设备建议使用微氧仪),要求气相内氧含量≯1000μmol/mol。如果罐内氧含量超指标,可通过气相泄压的操作来降低罐内氧含量。泄压后再次分析,直至氧含量分析合格。同时及时对泄压用火炬线进行氮气置换。b)氧是形成丁二烯氧化物的必要条件,而过氧化物和活性氧又是引发爆米花状聚合物生成的必要条件,故丁二烯过氧化物和端聚物的产生是丁二烯储存安全的最主要隐患。在罐内条件允许时,也可参考丁二烯抽提装置高标准要求氧含量<100μmol/mol控制。
        2.1.3重点设备防护
        a)对重点设备安装在线微氧分析仪进行不间断检测。b)对于控制阀,副线阀门每月开关一次,以防止静止自聚。
        2.2氧含量检测
        在一定周期内检查储存罐内氧气浓度,当浓度大于0.2%时,要立即作出除氧工序,与氮气进行气体交换,禁止氧化物的生成。
        2.3储存时间过长处理措施
        丁二烯的保存时间不宜过长,当需要大量的保存时间时,要及时做出警告标识并投放阻聚剂,来防止丁二烯聚合物的产生。在一定时间内,多次检查,防止内部阻聚剂含量不足导致聚合物的生成。所使用的阻聚剂主要类别为NaNO3、高效阻聚剂对叔丁基邻苯二酚、二乙基羟胺。当辅料装车线路没有长时间输送丁二烯时,要对线路做检查,方式保温效果过差,倒置物料运输停止,最终出现丁二烯聚合物产生的状况。可以将线路与氮气出口相连接,进行反向输送,使多余物料重新传送到罐体内部,最终完成整项运输工作。
        2.4清罐操作安全事项
        罐体的清楚任务可以通过与氮气交换来完成,之后再和空气接触,当氧气浓度为18%时,可以配备防毒面具、木质工具,来对管道内部罐体进行清洁。在清洁过程中,要注意对周围死角的清理。在结束清洁工作后,将罐体内部做钝化处理。在结束罐体清洁后,对死角进行高效阻聚剂TBC的使用,防止出现聚合物的产生,以免对之后工作产生影响。根据TBC的自身性质,在使用过程中,要注意佩戴好防护面具,保护好自身安全,禁止现场出现铁质物品,对突发事件作及时的处理。
结束语
        在生产、储存和转运过程中,由于丁二烯本身的化学性质非常活泼,会发生自聚反应,产生丁二烯的二聚物、过氧化物等聚合物,此聚合物达到一定程度会发生自爆,所以丁二烯的安全储存尤为重要。
参考文献
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