乙醛是一种活跃的有机物,在存储、罐装过程中会发生聚合反应。聚合反应是快速的放热反应,若处理不当,会造成爆炸、中毒、冻伤等重大恶性事故。
??? 2002年12月2日,扬子石化股份公司发生一起乙醛聚合反应,虽未引起火灾、爆炸事故,但却给我们敲响了警钟。事后,我们从生产、贮存、装车等环节对乙醛聚合事故发生的原因进行了认真的调查分析,根据分析情况,提出相应的预防措施。
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??? 事故经过
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??? 2002年12月2日16点11分,车号为苏BK5820、容积为22.7m3的乙醛专用槽车,在扬子石化股份公司化工厂醋酸车间乙醛装车平台开始装醛,16点50分,装车结束,共装乙醛15吨。在关闭槽车进料阀后加盲板时,发现槽车温度、压力上升,槽车压力上升至8Pa、温度达70℃左右,伴有“咔嚓”的响声。操作人员武某立即向车间领导汇报,同时将槽车尾气盲板拆除,并将压力卸至6Pa,关闭放空阀,进料阀加盲板。
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??? 调查分析
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??? 1.在反应器内聚合
??? 2002年12月2日槽车所装乙醛来自乙醛球罐R-501c罐,内有190吨乙醛,其中70吨左右是11月29日白班生产的产品。当日,由于反应波动大,分析工曾取原料乙烯分析三次,原料乙烯中氮气含量高达5.7%,对比乙醛装置原料乙烯的规格要求:
??? C2H4:≥99.7%
??? C2H2:≤30ppm
??? CH4、C2H6:≤50ppm
??? S (以H2S计):≤3ppm
??? 杂质:≤0.3%
??? 发现远远超过原料乙烯规格中所有杂质总和0.3%,原料乙烯中惰性组份增加后,循环气中乙烯含量会很快下降。因循环气中乙烯含量是乙醛装置安全生产的一个重要指标,其值低于60%时装置会有爆炸的危险。为了装置安全,尾气放空量被大幅增加,并强加盐酸,乙烯分压就降低了,造成反应速度下降,除沫器后部气量过大,催化剂中的氯化钯、氯化铜被循环气吹到除沫器筒体挂壁,造成低沸物聚合。
??? 2.在纯醛中间贮罐内聚合
??? 催化剂中的钯、铜等重金属以及氯离子等微量物质被夹带到蒸馏系统后,部分会被带入乙醛成品中,在中间贮罐中的重金属离子以及卤素作用下,促使乙醛发生聚合反应,生成环状化合物三聚乙醛。
??? 12月3日打开多处导淋排放,发现液体中带有催化剂痕迹,证明了我们的推断。
??? 3.在成品球罐内聚合
??? 1)未按要求分析
??? 纯醛中间贮罐中的乙醛本身不合格,在向成品罐进料前,未按要求进行分析或分析的数据有误。很可能是金属离子、氯离子超标,中间贮罐向成品球罐R-501c送料时,在输送泵叶轮搅动下,引起了聚合反应。
??? 2)贮存时间过长
??? 乙醛在球罐中贮存时间过长,没有及时倒罐后再装车。有的乙醛贮存达半个月以上,乙醛变质,H+增多,乙醛在室温和H+存在时,发生聚合反应生成微溶于水的液体三聚乙醛;在0℃或0℃以下时聚合成不溶于水的固态四聚乙醛。
??? 4.在槽车内聚合
??? 槽车中的乙醛发生聚合后,我们取乙醛球罐R-501c罐和槽车中的样品分析,发现R-501c罐中乙醛正常。
??? 槽车中含三聚乙醛11.0%,含未知物0.5%,含金属离子Fe (mg/kg)1.0。从槽车样品中我们发现Fe离子超标,我们分析认为Fe离子是乙醛聚合的条件之一。所以,槽车本身带有杂质,槽车中Fe离子超标,也可能导制槽车中乙醛发生聚合反应。