隨著玻璃鋼行業(yè)的迅速發(fā)展,噴射、纏繞等機(jī)械化程度的提高,液體固化劑過氧化甲乙酮逐漸代替了傳統(tǒng)的糊狀固化劑過氧化苯甲酰及過氧化環(huán)已酮,其產(chǎn)量逐年增加,然而爆炸事故也接連不斷,有必要對(duì)其工藝及危險(xiǎn)因素進(jìn)行探討,以避免和減少事故的發(fā)生。
一、過氧化甲乙酮的特性
過氧化甲乙酮沒有單一的化學(xué)結(jié)構(gòu),是各種結(jié)構(gòu)的混合物,混合比無一固定的比值,因合成條件而異,如工藝選擇不當(dāng)或條件控制不嚴(yán),即生成環(huán)狀過氧化物,從而更富有爆炸性。
分子結(jié)構(gòu)中含有過氧鍵,常溫能被金屬(鈷、鐵、鎳、銅等)還原,分解出自由基,能打開乙烯基的雙鍵而應(yīng)用于工業(yè)中;過氧鍵極不穩(wěn)定,受溫度或機(jī)械能影響分解放熱而引起爆炸,一般活性氧含量越高,分解溫度越低,危險(xiǎn)性越大(理論活性氧含量為18.2%),故此產(chǎn)品不能絕對(duì)純,工業(yè)中以50%~60%鄰苯二甲酸二甲酯作稀釋劑,其技術(shù)指標(biāo)為:無色透明液體,活性氧含量≥9%,半衰期;10h(105℃);其凝固點(diǎn)-20℃以下,閃點(diǎn)72℃(克利夫蘭開杯法),自燃點(diǎn)177℃,發(fā)泡分解溫度75℃;產(chǎn)品不溶于水,易溶于低級(jí)酮、醚、醇、鄰苯二甲酸二甲酯、聚酯樹脂。
二、工藝流程
過氧化甲乙酮生產(chǎn)工藝流程
合成反應(yīng)基本上在反應(yīng)釜中密閉間歇進(jìn)行,反應(yīng)要保持較低的溫度,通過冷卻帶走反應(yīng)熱,為滿足工藝要求,廠家一般選用雙氧水含量大于30%的雙氧水,工藝中嚴(yán)格控制雙氧水的加入速度,速度過快,溫度急劇上升,環(huán)狀產(chǎn)物增多,易失控而導(dǎo)致爆炸。為保證產(chǎn)品的貯存安定性并保證產(chǎn)品穩(wěn)定不分層,需加入一定量的絡(luò)合劑(氨基酸堿金屬鹽、多元酸堿金屬鹽、磷酸堿金屬鹽等)和共溶劑(乙二醇、乙二醇單甲醚等)。
三、原料性能
甲乙酮:無色液體,有類似丙酮的氣味;溶于水、乙醚、乙醇,可混溶于油類;屬第3.2類中閃點(diǎn)易燃液體;熔點(diǎn)-85.9℃,沸點(diǎn)79.6℃,閃點(diǎn)-9℃,飽和蒸氣壓(kPa)9.49/20℃,引燃溫度404℃,最小引燃能量0.27mJ,爆炸上限11.4(%,V/V),爆炸下限1.7(%,V/V);其蒸氣與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高熱能引起燃燒爆炸;與氧化劑等能發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng);其蒸氣比空氣重,能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方,遇明火會(huì)引著回燃;在《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中火險(xiǎn)分級(jí)為甲類。
雙氧水:無色透明液體,溶于水、醇、醚,不溶于苯、石油醚;第5.1類氧化劑;熔點(diǎn)-2℃(無水),沸點(diǎn)158℃(無水);爆炸性強(qiáng)氧化劑,本身不燃,但能與可燃物反應(yīng)放出大量熱量和氧氣而引起著火爆炸;在pH值3.5~4.5時(shí)最穩(wěn)定,在堿性溶液中極易分解,遇強(qiáng)光,特別是短波射線照射時(shí)也能發(fā)生分解;當(dāng)加熱到100℃以上時(shí),開始急劇分解;它與許多有機(jī)物如糖、淀粉、石油產(chǎn)品等形成爆炸性混合物,在撞擊、受熱或電火花作用下能發(fā)生爆炸;雙氧水與許多無機(jī)化合物或雜質(zhì)接觸后會(huì)迅速分解而導(dǎo)致爆炸,放出大量的熱量、氧和水蒸氣;大多數(shù)重金屬(如鐵、銅、銀、鉛、汞、鋅、鈷、鎳、錳等)及其氧化物和鹽類都是活性催化劑,塵土、香煙灰、碳粉、鐵銹等也能加速分解;濃度超過74%的雙氧水,在具有適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火源或溫度的密閉容器中,會(huì)產(chǎn)生氣相爆炸。
鄰苯二甲酸二甲酯:無色透明油狀液體,微具芳香味,常溫下不溶于水,可與普通有機(jī)容劑混溶,與多數(shù)樹脂相溶性良好;凝固點(diǎn)0℃,沸點(diǎn)280~285℃,閃點(diǎn)(開杯法)149~157℃,著火點(diǎn)154℃,屬高閃點(diǎn)可燃液體。
四、火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性分析
導(dǎo)致爆炸的主要原因如下:
1、操作失誤:原料配比不當(dāng)、投料順序錯(cuò)誤、冷卻開關(guān)未開、投料速度過快、溫度指示讀錯(cuò)、計(jì)量儀器故障等。
2、反應(yīng)物不能均勻分散:停電、槳葉損壞、攪拌速度不夠、攪拌系統(tǒng)故障。
3、反應(yīng)熱不能及時(shí)移出:冷卻劑選擇不當(dāng),換熱設(shè)備傳熱效果差、換熱系統(tǒng)堵塞、冷卻設(shè)備故障。
4、反應(yīng)過程中遇摩擦或撞擊、電火花、明火等。
5、原料中混入雜質(zhì)參加反應(yīng)。
6、車間內(nèi)可燃?xì)怏w泄漏,產(chǎn)品處理不合格繼續(xù)分解等遇點(diǎn)火源。
7、廢水處理不當(dāng)(如直接排入下水和用塑料桶盛裝等)。
8、成品及半成品接觸還原劑及可燃物。
五、安全措施
1、杜絕雙氧水與甲乙酮大量混合反應(yīng),反應(yīng)要嚴(yán)格控制雙氧水的加入速度(發(fā)現(xiàn)異常立即停止加入),防止反應(yīng)失控而引起爆炸。
2、裝置越小越安全,裝置內(nèi)采用惰性氣體保護(hù)。
3、正確操作,嚴(yán)格控制工藝指標(biāo)。
4、車間內(nèi)排風(fēng)良好,并備有可燃?xì)怏w警報(bào)器,采用聯(lián)鎖保護(hù)裝置,提高系統(tǒng)的安全性。
5、加強(qiáng)設(shè)備管理,設(shè)置超溫檢測(cè)儀表、報(bào)警和安全聯(lián)鎖裝置,提高自動(dòng)化程度,自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)同時(shí)并行設(shè)置手動(dòng)控制系統(tǒng)。對(duì)防爆電器、防雷防靜電設(shè)施定期檢驗(yàn),確保完好。
6、加強(qiáng)安全管理,嚴(yán)格遵守規(guī)章制度。
7、制定事故應(yīng)急救援預(yù)案。