聚合工藝需要注意有哪些安全問(wèn)題？
由于聚合物的單體大多是易燃易爆物質(zhì)，聚合反應(yīng)多在高壓下進(jìn)行，本身又是放熱過(guò)程，如果反應(yīng)條件控制不當(dāng)，很容易引起事故。
例如高壓聚乙烯反應(yīng)一般在13～30MPa壓力下進(jìn)行，反應(yīng)過(guò)程流體的流速很快，停留于聚合裝置中的時(shí)間僅為10s到數(shù)分鐘，溫度保持在 150～300℃。在該溫度和高壓下，乙烯是不穩(wěn)定的，能分解成碳、甲烷、氫氣等。一旦發(fā)生裂解，所產(chǎn)生的熱量，可以使裂解過(guò)程進(jìn)一步加速直到爆炸。國(guó)內(nèi) 外都曾發(fā)生過(guò)聚合反應(yīng)器溫度異常升高，分離器超壓而發(fā)生火災(zāi)；壓縮機(jī)爆炸以及反應(yīng)器管路中安全閥噴火而后發(fā)生爆炸等事故。因此，嚴(yán)格地控制反應(yīng)條件是十分 重要的。在高壓聚乙烯生產(chǎn)中，主要危險(xiǎn)因素有：
a.該過(guò)程處在高壓下，所以當(dāng)設(shè)備和管道的密封有極小損壞時(shí)，即會(huì)導(dǎo)致氣體大量噴出到車間中，并和空氣形成爆炸性氣體混合物。
b.該過(guò)程為放熱和熱動(dòng)力不穩(wěn)定過(guò)程。乙烯聚合反應(yīng)產(chǎn)生的熱效應(yīng)為96.3kJ/mol，所以當(dāng)熱量來(lái)不及導(dǎo)出時(shí)，會(huì)引起乙烯爆炸性分解。
c.乙烯可能在設(shè)備和管道中聚合，使溫度上升到危險(xiǎn)程度，導(dǎo)致乙烯分解和聚合產(chǎn)品堵塞設(shè)備。
d.如果違反壓力條件和規(guī)定的混合氣體流量比，在設(shè)備中乙烯和氧氣可能形成易爆混合物。
e.乙烯分解時(shí)產(chǎn)生的分解細(xì)粒狀炭黑有可能堵塞反應(yīng)器和管道，從而使過(guò)程難以正常進(jìn)行，以致不得不停產(chǎn)進(jìn)行設(shè)備清理。
由上述危險(xiǎn)因素可見，必須對(duì)工藝流程的所有工序進(jìn)行溫度、壓力和物料流速的嚴(yán)格自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)。尤其應(yīng)該準(zhǔn)確地控制乙烯中氧的限制含量，因?yàn)楫?dāng)氧含量超過(guò) 允許量時(shí)，反應(yīng)速度將迅速加快，反應(yīng)熱來(lái)不及導(dǎo)出，以致使過(guò)程反應(yīng)強(qiáng)度顯著提高，最終使過(guò)程由乙烯爆炸性分解為甲烷和碳而結(jié)束。此外，當(dāng)過(guò)量供氧時(shí)，還會(huì) 形成爆炸性混合物。
高壓聚乙烯的聚合反應(yīng)在開始階段或聚合反應(yīng)進(jìn)行階段都會(huì)發(fā)生暴聚反應(yīng)，所以設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮到這一點(diǎn)�？梢蕴砑臃磻�(yīng)抑制劑或加裝安全閥來(lái)防止。在緊急停 車時(shí)，聚合物可能固化，停車再開車時(shí)，要檢查管內(nèi)是否堵塞。高壓部分應(yīng)有兩重、三重防護(hù)措施；要求遠(yuǎn)距離操作；由壓縮機(jī)出來(lái)的油嚴(yán)禁混入反應(yīng)系統(tǒng)，因?yàn)橛?中含有空氣，進(jìn)入聚合系統(tǒng)能形成爆炸性混合物。
氯乙烯聚合是屬于連鎖聚合反應(yīng)，連鎖反應(yīng)的過(guò)程可分為3個(gè)階段，即鏈的開始、鏈的增長(zhǎng)、鏈的終止。聚合反應(yīng)中鏈的引發(fā)階段是吸熱過(guò)程，所以需加熱。在鏈的 增長(zhǎng)階段又放熱，需要將釜內(nèi)的熱量及時(shí)導(dǎo)走，將反應(yīng)溫度控制在規(guī)定值。這兩個(gè)過(guò)程要分別向夾套通入加熱蒸汽和冷卻水。溫度控制多采用串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。為了及 時(shí)導(dǎo)走熱量必須有可靠的攪拌裝置。由于氯乙烯聚合是采用分批間歇方式進(jìn)行的，反應(yīng)主要依靠調(diào)節(jié)聚合溫度，因此聚合釜的溫度自動(dòng)控制十分重要。
丁二烯聚合過(guò)程中接觸和使用酒精、丁二烯、金屬鈉等危險(xiǎn)物質(zhì)。酒精和丁二烯與空氣混合都能形成爆炸性混合物，金屬鈉遇水、空氣激烈燃燒，引起爆炸，因此不能暴露于空氣中。
為了控制猛烈反應(yīng)，應(yīng)有適當(dāng)?shù)睦鋮s系統(tǒng)，并需嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度。冷卻系統(tǒng)應(yīng)保證密閉良好，特別在使用金屬鈉的聚合反應(yīng)中，最好采用不與金屬鈉反應(yīng)的十氫化萘或四氫化萘作為冷卻劑。如用冷水做冷卻劑，應(yīng)在微負(fù)壓下輸送，不可用壓力輸送。這樣可減少水進(jìn)入聚合釜的機(jī)會(huì)。
丁二烯聚合釜上應(yīng)裝安全閥，通常的辦法是同時(shí)安裝爆破板。爆破板應(yīng)裝在連接管上，在其后再連接一個(gè)安全閥。這樣可以防止安全閥堵塞，又能防止爆破板爆破時(shí)大量可燃?xì)庖莩龆鸲伪�。爆破板不能用鑄鐵，必須用銅或鋁制作，避免在爆破時(shí)鑄鐵產(chǎn)生火花引起二次爆炸事故。
聚合生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)配有氮?dú)獗Ｗo(hù)系統(tǒng)，所用氮?dú)庖?jīng)過(guò)精制，用銅屑除氧，用硅膠或三氯化鋁干燥，純度保持在99.5%以上。無(wú)論在開始操作或操作完畢打開設(shè)備 前，都應(yīng)該用氮?dú)庵脫Q整個(gè)系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生故障，溫度升高或發(fā)現(xiàn)有局部過(guò)熱現(xiàn)象時(shí)，須立即向設(shè)備充入氮?dú)饧右员Ｗo(hù)。正常情況下，操作完畢后，從系統(tǒng)內(nèi)抽出氣體 是安全生產(chǎn)的一項(xiàng)重要措施，可消除或減少爆炸的可能性，當(dāng)工藝過(guò)程被破壞，發(fā)生事故，不能降低溫度或發(fā)現(xiàn)局部過(guò)熱現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)將氣體抽出，同時(shí)往設(shè)備中送入 氮?dú)�。以上是在聚合過(guò)程中，為了防爆而必須采取的安全措施。
