实验室精馏反应釜是化学工业中常用的设备之一,也是危险性较大、容易发生(shēng)泄漏和火灾爆炸事故的设备。反应(yīng)釜指带有搅拌装置的间(jiān)歇式反应器,根据工艺要求的压力不同,可以在敞口、密闭常压、加压或负(fù)压等条件下进(jìn)行化学反应。蒸(zhēng)馏釜是(shì)用来分(fèn)离均相液态混合物的装置(zhì)。
近(jìn)年来,实验室(shì)精馏(liú)反(fǎn)应釜的泄漏、火灾(zāi)、爆炸事故屡屡发生。由于釜内(nèi)常常装有有毒(dú)有(yǒu)害的危险化学品,事故(gù)后果较之一般爆炸事(shì)故更为严重(chóng)。下面,对导致实(shí)验室精馏反应釜事(shì)故发生的危(wēi)险因素进行全(quán)面分析,并提出相应的安全对策措施。
实验室精馏反应釜的固有危险(xiǎn)性主要有(yǒu)以下几个方面:
1、物料
反应釜、蒸馏釜中的物料大多属于危险化学品。如果物料(liào)属于自燃(rán)点和闪点较低(dī)的物质,一旦泄漏后,会与空气形(xíng)成爆炸性混合物,遇到点火源(明火、火花、静电等),可能引起火灾爆炸;如(rú)果物料属于毒害品(pǐn),一旦泄漏(lòu),可能(néng)造成(chéng)人员中毒窒息。
2.设备装置的制造问题
反应釜、蒸馏釜设计不合理、设备结构形状不连续、焊缝布(bù)置(zhì)不(bú)当等,可(kě)能引(yǐn)起应(yīng)力集中;材质选择不当,制造容器时焊接质量达不到要求(qiú),以及热处理(lǐ)不当等,可能使材料韧性降低;容(róng)器壳体受到腐(fǔ)蚀性(xìng)介质的侵蚀,强度降(jiàng)低或安全附件缺失等,均有可能使容器在使用过程中发生爆炸。
操作过程危险性
反应釜、蒸馏釜在生产操作过程中主要存在(zài)以(yǐ)下风险(xiǎn):
1、反应失控引起火灾爆炸
许多化学反应,如氧化、氯化、硝化、聚合等均(jun1)为强放热反应,若反应失控或突遇停电、停水,造成(chéng)反应(yīng)热蓄积,反(fǎn)应釜内温度急剧升高、压力增(zēng)大,超过其耐压(yā)能力,会导致容器破裂。物料从破裂处(chù)喷(pēn)出,可能引起火灾爆炸事故;反应釜爆裂导致物料蒸气压的平(píng)衡状态被破坏,不稳定的过热液体会引起2次爆炸(蒸汽爆炸);喷出的(de)物料再(zài)迅速扩(kuò)散,反应釜周围空间被(bèi)可燃液体的雾滴或蒸汽笼罩,遇点火源还会(huì)发生3次爆炸(混合气体爆炸)。
导(dǎo)致反应失控的主(zhǔ)要原因有:反(fǎn)应热未能及时移出,反应物料没有均匀分散(sàn)和操作失误等。
2、反应容器中高压物料窜入低压系统引起爆炸
与(yǔ)反应容器相连的常压或低(dī)压设备,由于高压物料(liào)窜入,超过反应容器承压极限,从而发生物理性容(róng)器爆炸。
3、水蒸气或水漏入反应容器发生事(shì)故
如果加(jiā)热用的水蒸气、导热油,或冷却用(yòng)的水漏入反应釜、蒸馏釜,可能与釜(fǔ)内的物料发生反应,分解放热,造成温度压力急(jí)剧上升,物料冲出,发生火灾事故。
4、蒸馏冷凝系统缺少冷却水发生爆炸
物料在蒸馏过程中,如果塔顶冷凝器冷却水中断,而(ér)釜内(nèi)的物料仍在继续蒸馏循环(huán),会造成系统由原来(lái)的常压或负压状态变(biàn)成正压,超过(guò)设备的(de)承受能(néng)力(lì)发生爆炸。
5、容器受热引起爆炸事故(gù)
反应容器(qì)由于外部可燃物(wù)起火,或受到高温热(rè)源热辐射,引起(qǐ)容器内温(wēn)度急剧上(shàng)升,压力增大发生冲料(liào)或爆炸(zhà)事故。
6、物料(liào)进出容器操(cāo)作不当引发事故
很(hěn)多低闪点的甲类易燃液体通过液(yè)泵或抽真(zhēn)空的办法从管(guǎn)道进入反应釜、蒸(zhēng)馏釜,这(zhè)些物料大(dà)多数属绝缘物质,导电性较(jiào)差,如果物料流速过快,会(huì)造成积聚的静电不能及时导除,发生燃烧爆(bào)炸事故。
7、作业人员思想放(fàng)松,没有及时发现事(shì)故(gù)苗头
反应釜一般在(zài)常压或敞口下进行反(fǎn)应,蒸馏(liú)釜一般在常压或负压下进行操作。有(yǒu)人认为,在常压(yā)、敞口(kǒu)或负压下操作危险(xiǎn)性不大(dà),往往在思想上麻痹松(sōng)懈(xiè),不能及时发现(xiàn)和处置突发性事故的苗(miáo)头,最终酿成事(shì)故。实际上常压或(huò)敞口的(de)反应釜,其釜壁承受的压力要大于(yú)釜内承压的(de)反应釜,危险性也更大一些。