乙醛是一種活躍的有機物,在存儲、罐裝過程中會發生聚合反應。聚合反應是快速的放熱反應,若處理不當,會造成爆炸、中毒、凍傷等重大惡性事故。
??? 2002年12月2日,揚子石化股份公司發生一起乙醛聚合反應,雖未引起火災、爆炸事故,但卻給我們敲響了警鐘。事后,我們從生產、貯存、裝車等環節對乙醛聚合事故發生的原因進行了認真的調查分析,根據分析情況,提出相應的預防措施。
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??? 事故經過
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??? 2002年12月2日16點11分,車號為蘇BK5820、容積為22.7m3的乙醛專用槽車,在揚子石化股份公司化工廠醋酸車間乙醛裝車平臺開始裝醛,16點50分,裝車結束,共裝乙醛15噸。在關閉槽車進料閥后加盲板時,發現槽車溫度、壓力上升,槽車壓力上升至8Pa、溫度達70℃左右,伴有“咔嚓”的響聲。操作人員武某立即向車間領導匯報,同時將槽車尾氣盲板拆除,并將壓力卸至6Pa,關閉放空閥,進料閥加盲板。
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??? 調查分析
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??? 1.在反應器內聚合
??? 2002年12月2日槽車所裝乙醛來自乙醛球罐R-501c罐,內有190噸乙醛,其中70噸左右是11月29日白班生產的產品。當日,由于反應波動大,分析工曾取原料乙烯分析三次,原料乙烯中氮氣含量高達5.7%,對比乙醛裝置原料乙烯的規格要求:
??? C2H4:≥99.7%
??? C2H2:≤30ppm
??? CH4、C2H6:≤50ppm
??? S (以H2S計):≤3ppm
??? 雜質:≤0.3%
??? 發現遠遠超過原料乙烯規格中所有雜質總和0.3%,原料乙烯中惰性組份增加后,循環氣中乙烯含量會很快下降。因循環氣中乙烯含量是乙醛裝置安全生產的一個重要指標,其值低于60%時裝置會有爆炸的危險。為了裝置安全,尾氣放空量被大幅增加,并強加鹽酸,乙烯分壓就降低了,造成反應速度下降,除沫器后部氣量過大,催化劑中的氯化鈀、氯化銅被循環氣吹到除沫器筒體掛壁,造成低沸物聚合。
??? 2.在純醛中間貯罐內聚合
??? 催化劑中的鈀、銅等重金屬以及氯離子等微量物質被夾帶到蒸餾系統后,部分會被帶入乙醛成品中,在中間貯罐中的重金屬離子以及鹵素作用下,促使乙醛發生聚合反應,生成環狀化合物三聚乙醛。
??? 12月3日打開多處導淋排放,發現液體中帶有催化劑痕跡,證明了我們的推斷。
??? 3.在成品球罐內聚合
??? 1)未按要求分析
??? 純醛中間貯罐中的乙醛本身不合格,在向成品罐進料前,未按要求進行分析或分析的數據有誤。很可能是金屬離子、氯離子超標,中間貯罐向成品球罐R-501c送料時,在輸送泵葉輪攪動下,引起了聚合反應。
??? 2)貯存時間過長
??? 乙醛在球罐中貯存時間過長,沒有及時倒罐后再裝車。有的乙醛貯存達半個月以上,乙醛變質,H+增多,乙醛在室溫和H+存在時,發生聚合反應生成微溶于水的液體三聚乙醛;在0℃或0℃以下時聚合成不溶于水的固態四聚乙醛。
??? 4.在槽車內聚合
??? 槽車中的乙醛發生聚合后,我們取乙醛球罐R-501c罐和槽車中的樣品分析,發現R-501c罐中乙醛正常。
??? 槽車中含三聚乙醛11.0%,含未知物0.5%,含金屬離子Fe (mg/kg)1.0。從槽車樣品中我們發現Fe離子超標,我們分析認為Fe離子是乙醛聚合的條件之一。所以,槽車本身帶有雜質,槽車中Fe離子超標,也可能導制槽車中乙醛發生聚合反應。
