反应釜、蒸馏釜在生产操作过程中主要存在以下风险:
1.反应失控引起火灾爆炸
许多化学反应,如氧化、氯化、硝化、聚合等均为强放热反应,若反应失控或突遇停电、停水,造成反应热蓄积,反应釜内温度急剧升高、压力增大,超过其耐压能力,会导致容器破裂。物料从破裂处喷出,可能引起火灾爆炸事故;反应釜爆裂导致物料蒸气压的平衡状态被破坏,不稳定的过热液体会引起2次爆炸(蒸汽爆炸);喷出的物料再迅速扩散,反应釜周围空间被可燃液体的雾滴或蒸汽笼罩,遇点火源还会发生3次爆炸(混合气体爆炸)。
导致反应失控的主要原因有:反应热未能及时移出,反应物料没有均匀分散和操作失误等。
2007年3月16日,江苏省东台市某化工企业在利用原生产装置非法试制新产品乙氧基甲叉基丙二腈过程中,蒸馏塔突然爆炸,造成4人死亡、1人受伤。事故现场见图1~图3。导致这起事故的直接原因是,乙氧基甲叉基丙二腈粗产品过度蒸馏,导致高沸物堵塞填料层,蒸馏釜内压力增大,发生物理爆炸,将填料塔下面的塔节炸飞,继而引起物料发生燃烧和化学爆炸。
2.反应容器中高压物料窜入低压系统引起爆炸
与反应容器相连的常压或低压设备,由于高压物料窜入,超过反应容器承压极限,从而发生物理性容器爆炸。
1991年8月22日,河南省平顶山市树脂厂发生的重大火灾事故,就是由于聚合工段反应釜超压,当班职工紧急处理时,未彻底关闭通往泡沫捕集器(常压设备)的阀门,引起爆炸,随后又引起整个工段的可燃性混合气体爆炸。
3.水蒸气或水漏入反应容器发生事故
如果加热用的水蒸气、导热油,或冷却用的水漏入反应釜、蒸馏釜,可能与釜内的物料发生反应,分解放热,造成温度压力急剧上升,物料冲出,发生火灾事故。
4.蒸馏冷凝系统缺少冷却水发生爆炸
物料在蒸馏过程中,如果塔顶冷凝器冷却水中断,而釜内的物料仍在继续蒸馏循环,会造成系统由原来的常压或负压状态变成正压,超过设备的承受能力发生爆炸。
2006年7月28日,江苏省盐城射阳县盐城氟源化工有限公司的爆炸事故,就是由于在氯化反应塔冷凝器无冷却水、塔顶没有产品流出的情况下,没有立即停车,错误地继续加热升温,使2,4-二硝基氟苯长时间处于高温状态,最终导致其分解爆炸。
5.容器受热引起爆炸事故
反应容器由于外部可燃物起火,或受到高温热源热辐射,引起容器内温度急剧上升,压力增大发生冲料或爆炸事故。
6.物料进出容器操作不当引发事故
很多低闪点的甲类易燃液体通过液泵或抽真空的办法从管道进入反应釜、蒸馏釜,这些物料大多数属绝缘物质,导电性较差,如果物料流速过快,会造成积聚的静电不能及时导除,发生燃烧爆炸事故。
1999年3月30日,荆州市石化总厂发生反应釜重大爆炸事故,4人死亡。引发爆炸的直接原因是环氧乙烷进料速度过快。在不到2h内,釜内进料已达500kg,造成环氧乙烷来不及与丙炔醇反应而在釜内积聚,釜内压力迅速上升,高压气体急剧喷出,遇静电发生爆炸。进料过快的原因是反应釜仅靠操作人员用阀门手动控制进料速度,没有安装流量计。工人不知道投入反应釜的主料是什么,应该按什么标准投放。而技术转让方竟以“技术保密”为由,拒不向石化总厂透露有关原料的名称及用量。
2002年4月22日,山西省原平市某化工企业发生一起反应釜爆炸事故,造成1人死亡、1人重伤。爆炸冲击波将约200m2车间预制板屋顶几乎全部掀开,所有南墙窗户玻璃破碎,碎渣最远飞出约50m,反应釜上封头40条M20螺栓全部拉断或拉脱。事故原因是反应釜卸料过程中,釜内的二硫化碳、异丙醇、氧气的混合物在0.2MPa的表压下压放卸料,当物料从法兰处泄漏时,内外存在压差,泄漏料以一定速度流出,在此过程中形成静电。当釜内液态物料基本泄尽时,法兰边缘的静电积聚到一定能量并形成放电间隙产生静电火花,引燃二硫化碳、异丙醇、氧气的混合气体,迅速向反应釜内回燃发生化学爆炸。
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