常压反应釜的安全技术设计

 

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。

为了说明反应釜在单元系统操作过程中的安全技术措施，本文以液体物料输送和放热反应的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。

一、主要危险有害因素分析：

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。

二、安全技术对策措施：

1、加热控制措施：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 设置紧急冷却连锁系统 。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。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。

三、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，有效性地进行处理：

1）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；

2）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；

3）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；

4）当中毒者停止呼吸时，迅速进行人工呼吸；

5）当中毒者心脏停止跳动，迅速进行人工按压心脏起跳；

6）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。

声明

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