反应釜粘壁原因解决措施
近年来,随着我国人造板工业的蓬勃发展,人造板企业的生产规模不断扩大,人造板用胶粘剂的需求量也随之上升,在人造板生产中占有重要地位的胶粘剂,往往决定着人造板产品的质量和等级,对产品的成本也起着举足轻重的作用。胶粘剂的质量与生产成本已经成为直接影响人板产品的市场竞争力和生产厂商利润的重要因素。为了保证正常生产和产品的质量,我国人造板企业大多建有自己的胶粘生产车间,而且均为间歇式生产。如何减少树脂生产中不稳定因素,生产出合乎要求的胶粘剂,从而保证人造板产品的质量,并降低生产成本,已经被愈来愈多的企业所重视。下面针对树脂生产中经常出现的反应釜粘壁(挂胶)现象的原因进行简要分析,并提出减少粘壁的措施,以供参考。
1工艺因素
1.1反应温度和时间
当反应液温度低于80℃时,若用氯化氨作催化剂,由于氯化氨反应速度快,PH值显示不出来,待温度升高后,PH值迅速下降,反应速度加快,缩聚反应过于激烈造成凝胶而出现粘壁。另外,缩聚反应时间过长,树脂的分子量大,黏度过高也易出现粘壁现象。因此,操作时应正确控制缩聚反应的温度和时间,及时终止反应。一般反应液温度控制在~95℃以内为宜。
1.2釜壁温差
冷却介质温度过低或突然降温,使釜壁温度与物料的温差过大,造成接触釜壁的胶液粘壁。因此无论是加热还是冷却都应在合理温差范围内进行,通常蒸汽使用温度应小于180℃,温差热冲击应小于120℃,冷却冲击应小于90℃。同时应注意确定适宜的冷却介质进、出口温度,保持平衡操作。
1.3操作的平衡程度
当温度、压力等制胶工艺指标控制不稳定或波动过大时,树脂缩聚反应进程不均,容易造成粘壁。故在生产操作中,应缓慢加压、升温。一般通入约0.15Mpa的水蒸汽保持2~3min后再缓缓提压升温。提升速度以每分钟0.1~0.15Mpa为宜。
1.4原料因素
因尿素中硫酸盐含量过高,当在树脂缩聚反应的后期加入尿素时,就相当于加入了固化剂,促使树脂快速交联成网状结构,若处理不及时,则会使树脂固化在反应釜内,因此,在生产中应选用标准的工业用尿素原料,使尿素中的硫酸盐含量限制在0.01%以下。
2设备因素
2.1流动特性
反应釜内物料的流动状态也会影响到粘壁程度,改进物料的流动效果可大大减少粘壁的程度。设计中我们采用的新式涡轮搅拌方式可以使物料产生径向流动,从而改善粘壁程度。
2.2釜内壁处理
粗糙的内壁容易挂胶。所以我们在加工过程中对反应釜内壁、换热器及焊缝等均进行打磨抛光处理,从而提高釜内光洁程度,减少粘壁。另外,经过技术改进,使反应釜内的焊点减少,也可在一定程度上减少挂胶现象。
2.3消除死角
由于设备结构不合理而产生死角过多的地方容易粘壁。因此我们在设计中尽量消除设备结构上的死角。在新式换热器中,换热面积大、物料流动好也减少了粘壁(详见<>)。
2.4加料管位置
加料管处是一个不易搅拌到的死角,由于其管口局部浓度大,故容易造成粘壁,因此应当合理确定加料管的位置。我们在管口设计上采用边旁管,使物料以一定角度缓慢落至反应液面上,避免胶液飞溅到釜的内壁面,同时匀速搅拌,使物料分布尽可能均匀,从而减少粘胶。
此外,釜内壁粘胶时,可采用高压水喷洗装置进行壁内清洗。
由于木材工业用合成树脂均具有一定的黏度,因此在制胶过程中不可避免地会出现粘壁问题,如果不及时进行技术处理,就会影响反应釜的传热系数,增加制胶的能耗。另外,由于凝胶现象引起的反应釜粘壁现象大多是由于工艺原因引起,如果不及时发现并调整工艺技术参数,则可能直接影响胶液的质量。采用上述技术措施,则可以最大限度地减少粘壁,保证制胶生产的高效运行。
篇2:精细化工企业反应釜:安全防控措施
精细化工生产企业有若干个主要生产车间和多个辅助车间,拥有反应釜和精馏塔若干台套。从整体上看,设备多,贮罐多,管网纵横密布;从结构上看,整个生产系统是由若干个生产单元组合而成。每个生产单元又是以一台或多台反应釜、冷凝器与精馏塔组合而成。单元系统中反应釜在操作过程中的安全技术措施,以液体物料输送和放热反应的一台常压反应釜和一个冷凝器作为最简单的操作单元,分析其可能产生的危险有害因素,制定相应的安全防范措施及突发事件的应急措施。
典型案例分析:
高密市海屹精细化工科技有限公司“6.2”火灾事故案例
2012年6月2日16时45分,高密市海屹精细化工科技有限公司年产1000吨对苯二酚建设项目在新工艺实验时发生火灾事故,造成2人死亡,1人重伤,1人轻伤,直接经济损失约400万元。
(一)直接原因
反应釜加入物料甲醇、苯酚,通入氧气后,反应釜内形成甲醇与富氧的爆炸性混合气体,在搅拌的过程中,反应釜的搅拌速率增快,加速了反应釜内静电的集聚,虽然该反应釜有静电导除设施,但在加速搅拌过程中产生的静电难以及时导除,发生静电局部集聚,引发反应釜火灾事故。
(二)间接原因
一是技术工艺不具备在生产装置进行实验的条件,实验前未进行风险评估,这次实验没有制定具体的实验方案、操作规程和相应的事故应急处置预案;胡玉才研发的技术仅在实验室实验成功过,未经任何部门认定,不具备在生产装置进行实验的条件。
二是违反危险化学品建设项目安全许可的有关规定,不采用设立报告批准的北京图滨新硅科技有限公司提供的成熟工艺,而是购买实验室工艺在生产装置上进行新工艺实验;
三是项目的设备、设施未安装完毕,实验时没有使用必要的远程控制安全设施如压力、温度、液位、流量集中检测、控制、报警,反应釜加料量的连锁控制,反应釜的压力、温度与氧气加入阀连锁、与冷却水阀连锁等自动控制设施。
精细化工中反应釜主要危险因素
1投料失误
进料速度过快、进料配比失控或进料顺序错误,均有可能产生快速放热反应,如果冷却不能同步,形成热量积聚,造成物料局部受热分解,形成物料快速反应并产生大量危害气体发生爆炸事故
2管道泄漏
进料时,对于常压反应,如果放空管未打开,此时用泵向釜内输送液体物料时,釜内易形成正压,易引起物料管连接处崩裂,物料外泄造成人身伤害的灼伤事故。卸料时,如果釜内物料在没有冷却到规定温度时(一般要求是50℃以下)卸料,较高温度的物料容易变质且易引起物料溅落而烫伤操作人员
3升温过快
釜内物料由于加热速度过快,冷却速率低,冷凝效果差,均有可能引起物料沸腾,形成汽液相混合体,产生压力,从放空管、汽相管等薄弱环节和安全阀、爆破片等卸压系统实施卸压冲料。如果冲料不能达到快速卸压的郊果,则可能引起釜体爆炸事故的发生
4维修动火
在釜内物料反应过程中如果在没有采取有效防范措施的情况下实施电焊、气割维修作业,或紧固螺栓、铁器撞击敲打产生火花,一旦遇到易燃易爆的泄漏物料就可能引起火灾爆炸事故
精细化工中反应釜安全技术
1加热控制措施
2对于反应温度在100℃以下的物料加热系统,可采用蒸汽和热水分段加热,在保证物料不因局部过热出现变质的情况下,先用蒸汽中速加热到60℃左右,以提高生产效率,再用100℃沸腾水循环传热,缓慢升温到工艺规定的温度并保温反应。这样分段加热在提高生产效率的同时又可以防止物料局部高温受热分解或剧烈汽化,进而形成汽液相混合体而冲料爆炸,还可以对物料均衡反应提高收率,降低消耗成本
2连锁冷却措施
对于放热反应,反应初期阶段需要加热,但反应过程又会放热,因此必须快速有效转移多余的热量。正常使用的反应釜冷却系统主要是夹套冷却和盘管冷却,使用的冷却液主要是循环水和冷冻液。冷冻液冷却速度快但成本高。在生产过程中出现不正常反应的情况下,特别是温度和压力急剧上升的时候,操作人员会为了自己的人身安全而快速撤离操作现场,不能有效切断加热源,不能有效开启冷却系统。为此应该在操作岗位以外的远距离场所设置紧急开启冷却连锁系统。最好能靠近车间蒸汽分汽缸的蒸汽阀门,在关闭蒸汽阀门和切断搅拌电源的同时开启冷却连锁系统,实施断热、断电、停搅拌、快速冷却降温的措施,将事故控制在初期阶段,防止事故的进一步扩大
3连锁泄爆措施
为了防止釜内物料在温度失控产生气体形成压力的情况下,能够及时卸压,对于常压反应设备也应该根据反应的具体情况安装紧急卸压设施。在釜的顶部要安装安全阀,对可能具有比较剧烈反应的过程应安装爆破片。爆破片的连接管出口必须伸到室外安全地点或抽风管口,不能直接指向道路或操作平台,以防物料喷溅伤人。有滴加反应过程的应该严格控制滴加速度
4密闭输送防静电措施
对物料输送管道系统应根据物料特性选择钢管或塑料管(原则规定不能使用塑料管,但特殊情况除外)。不管是何种管道均应用法兰或螺栓连接牢固,以防脱落泄漏物料。不能使用橡皮套连接塑料管输送有机溶剂。对钢管的法兰部分要做好静电跨接,一对法兰上如果有六只螺栓(含六只)可不要静电跨接,四只以下(含四只)均要静电跨接(为了对称,正常没有五只,如果有五只也需跨接)。静电跨接线要使用4平方毫米的铜芯电线。塑料管在输送有机溶剂或易产生静电的其他物料时应该做好静电连接,连接方法是在管道内部设置细铜钱。具体方法主要是在金属管出口处焊接一棵小钢钉并适度向管内倾斜,细铜钱必须缠绕在小钢钉上并紧固,从塑料管内通过,另一个端口出来并在管口缠绕紧固。只有这样才能保证静电流产生回路并及时将静电转入接地系统
5劳动保护措施
对操作岗位安装鼓风机或抽风机,既可保护操作者健康,又可降低操作岗位可燃气体浓度,防止达到爆炸极限。为了防止釜内物料在有压力的情况下气体物料泄漏,扩散至操作室伤害操作人员,应该对操作室安装鼓风机。引进室外高空新鲜空气至操作室,使操作室处于微正压状态。散发有毒有害气体的设备应设置在当地常年主导风向的下风侧,便于气体的扩散或抽空,也便于操作者合理操作减少气体污染伤害
6维修动火安全措施
动火管理安全技术措施的目标是两个确保:一是确保动火设备管道内部没有易燃物,二是确保动火设备管道周边没有可燃物。要做到两个确保,必须正确认识动火管理的重要性,增强安全意识,切实实施切断、隔离、置换、清洗、通风等安全技术措施,按程序做好初审、复查、批准、监护、清理、验收等安全管理措施
7其他安全措施
机械设备必须有效接地,且接地电阻不能大于10Ω;电动机必须有接零线措施;减速机传动部位必须有防护罩;操作台必须稳固不能晃动,不能有洞口;防护栏杆必须高于1.05米,且栏杆上下间距不能大于0.35米;设备离开地面高度以不能碰撞人体头部为宜。对于在操作过程中间需要分批投料宜在人孔盖上安装阀门和漏斗;冷凝器的放空管应用连接管输送到室外或抽风管口,不能直接对准通道和操作人员的场所;有条件的还应设置紧急疏散通道和全过程监控报警设施;停车过程中的要做好氮气保护措施。对于停电停水有可能引起失控反应的设备应该有双电路双水源系统
精细化工中反应釜突发事件紧急处置措施
1生产温度、压力快速上升无法控制
生产温度、压力快速上升无法控制时要迅速关闭所有物料进口阀;立即停止搅拌;迅速关闭蒸汽(或热水)加热阀,开启冷却水(或冷冻水)冷却阀;迅速开启放空阀;在无放空阀及温度压力仍无法控制时,迅速开启设备底部放料阀弃料;在上述处理无效果,且底部放料阀弃料无法短时间完成时,迅速通知岗位人员撤离现场
2有毒有害物大量泄漏
有毒有害物大量泄漏时要立即通知周围人员迅速往上风向撤离该现场;迅速佩戴正压式呼吸器关闭(或严密)有毒有害泄漏阀门;在无法关闭有毒有害物阀门时再迅速通知下风向(或四周)单位及人员撒离或做好防范工作,并根据物质特性喷洒处理剂进行吸收、稀释等处理。最后将泄漏物收容,作适当处理
3易燃易爆物大量泄漏
易燃易爆物大量泄漏时要迅速佩戴正压式呼吸器关闭(或严密)易燃易爆泄漏阀门;在无法关闭易燃易爆泄漏阀门时再迅速通知周围(尤其是下风向)人员停止明火、易产生火花的生产和作业,并迅速停止周围的其他生产或作业,同时在可能的情况下,将易燃易爆泄漏物移至安全区域处理。在气体泄漏物已经燃烧的情况下不能急于关闭阀门,要注意观察防止回火和气体浓度达到爆炸极限引起爆炸
4人员伤害时要立即查明中毒原因
人员伤害时要立即查明中毒原因,有效性地进行处理;由吸入引起中毒时,迅速将中毒人员移至上风向的新鲜空气处。中毒严重时迅速送往医院抢救;由食入引起中毒时,饮足量温水,催吐,或给饮牛奶或蛋清解毒,或服其他物导泄;由皮肤引起中毒时,立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗,就医;当中毒者停止呼吸时,迅速进行人工呼吸;当中毒者心脏停止跳动,迅速进行人工按压心脏起跳;当人员身体皮肤被大面积灼伤时,立即用大量清水洗净被烧伤面,冲洗时间在十五分钟左右,同时注意不能受凉冻伤致病,更换无污染的衣物后迅速送往医院就医
总结:
反应釜是精细化工生产企业最通用的设备,也是单元系统中最典型的设备,是安全生产监管的工作重点。只有管好每一台反应釜,每一个单元系统的安全生产,采取相应的安全连锁防护措施,落实人为误操作警示连锁装置,才能减少事故的发生。
篇3:反应釜道化学法防火防爆技术措施
1、防止反应物料泄漏
一般工艺危险中的“排放和泄漏控制”项,特殊工艺危险中的“毒性物质”、“易燃及不稳定物质的数量”、“腐蚀”、“泄漏-连接头和填料处”等项都是与泄漏有关。必须采取措施降低泄漏率,从而降低火灾和中毒危险。设备要选材合理,减少腐蚀,精心维护,保护良好运转状态。
2、控制反应温度
反应温度是氧化反应器工艺控制的主要参数。列管式固定床反应器防止反应失控而产生飞温的措施有:在原料气中加入微量抵制剂,使催化剂部分毒化;在原料气入口处附近的反应管上层,放置些被惰性载体稀释的催化剂或已被部分老化的催化剂;采用分段冷却法,提高换热速率。流化床反应器内设置的U形冷却管要有足够的冷却面积,要确保连续供给冷却剂,同时可通过原料气的预热温度来调节反应温度。当液相氧化反应器的单位体积所需传热面很大时,不宜将传热装置设置在反应器内,应采用外循环冷却器,尤其在大规模生产中应采用。
3、抵制反应物料的爆炸危险性
当仪表或装置失灵,氧化反应器内物料浓度处于燃烧范围内或附近,特殊工艺危险中“易燃范围内及接近易燃范围的操作”的危险系数将增加。应当采取措施,抵制反应物料的爆炸危险性。原料混合器放置在反应器进口附近,确保原料在混合器中混合后立即进入反应器,减小可能发生爆炸的空间。在接近爆炸极限条件下进行的氧化反应,应严格控制原料气与空气或氧气的混合比例。生产装置要有自动化控制仪表,组分分析的安全联锁警报装置。此外,还可采取原料气和氧气或空气分别进料方式,以避免爆炸性混合物的形成。
4、配置安全保护和防火设施
氧化反应器的火灾、爆炸危险性非常高,设计中采用了较多的安全装置和防火设施进行补偿,使实际危险性等级下降了几个等级。因此,在生产实践中必须十分重视安全装置的完好率和投用率。否则装置的危险等级会回升。
氧化反应器中设置的氮气、水蒸气管线,一是用于保护,二是用于灭火。当反应器的稀相段温度升高时,应及时通入氮气或水蒸气。因水蒸气有较大热容,可能将大量反应热量带走,避免过热现象发生,有利于反应温度控制,同时水蒸气或氮气时还能稀释物料,防止进入爆炸极限而发生爆炸。在原料混合器、氧化反应器等易形成爆炸性混合物设备上安装防爆片等抑爆装置,以减小爆炸的破坏作用。为了防止可燃原料气爆炸或燃烧危及人身和设备系统安全,在反应器前的气态投料管道上以及放空管上安装阻火器,防止回火的整个系统蔓延。
5、加强安全管理和教育
工艺控制安全措施补偿中“操作规程/程序”、“化学活泼性物质检查”等项都与企业的管理水平、职工的个人安全行为有关,管理水平好,职工素质高,则系数降低;否则,系数升高,危险性增大。因此,应强化安全管理和教育,加大安全培训和考核的力度,全面提高干部职工的技术素质及操作水平。