實(shí)驗(yàn)室精餾反應(yīng)釜是化學(xué)工業(yè)中常用的設(shè)備之一,也是危險(xiǎn)性較大、容易發(fā)生泄漏和火災(zāi)爆炸事故的設(shè)備。反應(yīng)釜指帶有攪拌裝置的間歇式反應(yīng)器,根據(jù)工藝要求的壓力不同,可以在敞口、密閉常壓、加壓或負(fù)壓等條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。蒸餾釜是用來分離均相液態(tài)混合物的裝置。
近年來,實(shí)驗(yàn)室精餾反應(yīng)釜的泄漏、火災(zāi)、爆炸事故屢屢發(fā)生。由于釜內(nèi)常常裝有有毒有害的危險(xiǎn)化學(xué)品,事故后果較之一般爆炸事故更為嚴(yán)重。下面,對(duì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室精餾反應(yīng)釜事故發(fā)生的危險(xiǎn)因素進(jìn)行全面分析,并提出相應(yīng)的安全對(duì)策措施。
實(shí)驗(yàn)室精餾反應(yīng)釜的固有危險(xiǎn)性主要有以下幾個(gè)方面:
1、物料
反應(yīng)釜、蒸餾釜中的物料大多屬于危險(xiǎn)化學(xué)品。如果物料屬于自燃點(diǎn)和閃點(diǎn)較低的物質(zhì),一旦泄漏后,會(huì)與空氣形成爆炸性混合物,遇到點(diǎn)火源(明火、火花、靜電等),可能引起火災(zāi)爆炸;如果物料屬于毒害品,一旦泄漏,可能造成人員中毒窒息。
2.設(shè)備裝置的制造問題
反應(yīng)釜、蒸餾釜設(shè)計(jì)不合理、設(shè)備結(jié)構(gòu)形狀不連續(xù)、焊縫布置不當(dāng)?shù)?,可能引起?yīng)力集中;材質(zhì)選擇不當(dāng),制造容器時(shí)焊接質(zhì)量達(dá)不到要求,以及熱處理不當(dāng)?shù)?,可能使材料韌性降低;容器殼體受到腐蝕性介質(zhì)的侵蝕,強(qiáng)度降低或安全附件缺失等,均有可能使容器在使用過程中發(fā)生爆炸。
操作過程危險(xiǎn)性
反應(yīng)釜、蒸餾釜在生產(chǎn)操作過程中主要存在以下風(fēng)險(xiǎn):
1、反應(yīng)失控引起火災(zāi)爆炸
許多化學(xué)反應(yīng),如氧化、氯化、硝化、聚合等均為強(qiáng)放熱反應(yīng),若反應(yīng)失控或突遇停電、停水,造成反應(yīng)熱蓄積,反應(yīng)釜內(nèi)溫度急劇升高、壓力增大,超過其耐壓能力,會(huì)導(dǎo)致容器破裂。物料從破裂處噴出,可能引起火災(zāi)爆炸事故;反應(yīng)釜爆裂導(dǎo)致物料蒸氣壓的平衡狀態(tài)被破壞,不穩(wěn)定的過熱液體會(huì)引起2次爆炸(蒸汽爆炸);噴出的物料再迅速擴(kuò)散,反應(yīng)釜周圍空間被可燃液體的霧滴或蒸汽籠罩,遇點(diǎn)火源還會(huì)發(fā)生3次爆炸(混合氣體爆炸)。
導(dǎo)致反應(yīng)失控的主要原因有:反應(yīng)熱未能及時(shí)移出,反應(yīng)物料沒有均勻分散和操作失誤等。
2、反應(yīng)容器中高壓物料竄入低壓系統(tǒng)引起爆炸
與反應(yīng)容器相連的常壓或低壓設(shè)備,由于高壓物料竄入,超過反應(yīng)容器承壓極限,從而發(fā)生物理性容器爆炸。
3、水蒸氣或水漏入反應(yīng)容器發(fā)生事故
如果加熱用的水蒸氣、導(dǎo)熱油,或冷卻用的水漏入反應(yīng)釜、蒸餾釜,可能與釜內(nèi)的物料發(fā)生反應(yīng),分解放熱,造成溫度壓力急劇上升,物料沖出,發(fā)生火災(zāi)事故。
4、蒸餾冷凝系統(tǒng)缺少冷卻水發(fā)生爆炸
物料在蒸餾過程中,如果塔頂冷凝器冷卻水中斷,而釜內(nèi)的物料仍在繼續(xù)蒸餾循環(huán),會(huì)造成系統(tǒng)由原來的常壓或負(fù)壓狀態(tài)變成正壓,超過設(shè)備的承受能力發(fā)生爆炸。
5、容器受熱引起爆炸事故
反應(yīng)容器由于外部可燃物起火,或受到高溫?zé)嵩礋彷椛?,引起容器?nèi)溫度急劇上升,壓力增大發(fā)生沖料或爆炸事故。
6、物料進(jìn)出容器操作不當(dāng)引發(fā)事故
很多低閃點(diǎn)的甲類易燃液體通過液泵或抽真空的辦法從管道進(jìn)入反應(yīng)釜、蒸餾釜,這些物料大多數(shù)屬絕緣物質(zhì),導(dǎo)電性較差,如果物料流速過快,會(huì)造成積聚的靜電不能及時(shí)導(dǎo)除,發(fā)生燃燒爆炸事故。
7、作業(yè)人員思想放松,沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故苗頭
反應(yīng)釜一般在常壓或敞口下進(jìn)行反應(yīng),蒸餾釜一般在常壓或負(fù)壓下進(jìn)行操作。有人認(rèn)為,在常壓、敞口或負(fù)壓下操作危險(xiǎn)性不大,往往在思想上麻痹松懈,不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處置突發(fā)性事故的苗頭,最終釀成事故。實(shí)際上常壓或敞口的反應(yīng)釜,其釜壁承受的壓力要大于釜內(nèi)承壓的反應(yīng)釜,危險(xiǎn)性也更大一些。