丙烯酸的工业储存要点

广东化工2008年第6期www.gdchem.com第3卷总第182期丙烯酸的工业储存要点马俊(广东寰球广业工程有限公司,广东广州510130)摘要]文章通过对丙烯酸的理化性质、反应特性、危害性等特性的分析,介绍了丙烯酸在工业生产应用中的储存难点以及丙烯酸的合反应所带来的危害;并从储存设备的材质选型、储存环境的设计、防止泄漏及处理的措施、储存与输送过程中的温度控制、以及防止聚合反应等各方面,重点介绍了工业生产中丙烯酸原料储存的要点,供设计人员参考、[关键词丙烯酸;聚合;温度控制;储存设计要点Storage Considerations for Bulk Acrylic AcidMa Ju( GUANGDONG HUANQIU-GUANGYE CONTRACTING ENGINEERING CO, LTD, Guangzhou 510130Abstract: The purpose of the paper was to provide general design information on the safe handling and storage of bulk acrylic acid.The information in the paper was based on physics and chemistry character of acrylic acid Storage considerations for bulk acrylic acidshould be a key part of the design of acrylic acid storage facilities. Also equipment requirement, environmental considerations, emergencyresponse, temperature range were mentioned.Keywords: acrylic acid; polymerization reaction 1; temperature control; design considerations for storage近年来,丙烯酸及其系列产品,主要是其酯类,在生产和的方法应用中得到迅速的发展。如乙烯、丙烯、氯乙烯、丙烯腈等那样,发展成为重要的高分子化学工业的原料。丙烯酸及其酯类1丙烯酸的特质作为高分子化合物的单体,世界总产量已超过百万吨,而由其1.1丙烯酸的理化性质制成的聚合物和共聚物主要是乳液型树脂)的产量将近500万t丙烯酸是无色,带有刺激性气味的液体,能与水混溶,可这些树脂的应用遍及涂料、塑料、纺织、皮革、造纸、建材以混濬于乙醇、乙醚。丙烯酸主要特性是在与自由基接触时的强及包装材料等众多部门。反应性,易于聚合。自由基可由热、光、紫外线或放射线产生随着丙烯酸的广泛应用,储存丙烯酸的环境、设备、保护或通过带有活性基物质的过氧化物带有过氧化物和其他含有措施等关乎到丙烯酸的储存质量以及生产安全这些问题都日自由基物质引发,从而产生聚合。丙烯酸在13℃时冻结,益得到重视。文章将根据丙烯酸特性,分析和探讨储存丙烯酸对许多中国煤化工铜、黄铜,而对不锈的设计要点和避兔丙烯酸因聚合面产生的重大生产安全事故钢不发CNMHGO[收稿日期]200803-11[作者简分马俊(1982),男,广东南海人,本科,助理工程师,主要从事化工程设计工作。2008年第6期广东化工第35卷总第182期www.gdchem.com表1丙烯酸理化性质数据表丙烯酸的二聚反应是自发产生的,所以即使在稳定温度的Tab 1 Properties and characteristics of acrylic acid储存条件下也是无法避免的,而二聚物形成的速率是由温度变化所决定,虽然二聚物并没有危害性,但会影响到丙烯酸的质燃烧热量和性能,从而影响其产品的质量。冰点℃/(k mol由于丙烯酸的冰点与闪点温差不大,过高或过低的储存温沸点℃闪点℃度都会导致不同程度的危险。如果在容器中过热,有剧烈聚合相对密度(水=1)的危险,丙烯酸及酯聚合释放的能量相当高,聚合产生的气体相对蒸气密度(空气可能撑破密闭或狭小的容器。在储存期间,为尽可能减少丙烯酸的自聚反应(形成双聚物),可采用尽可能低的储存温度以降爆炸下限低反应速度,但由于约小于13℃时丙烯酸会凝固,而融解丙饱和蒸气压kPa130399℃)%(V/)烯酸固体产生的局部过热可能会引发聚合反应,所以丙烯酸系统必须严格控制在合适的温度范围,以免形成局部高温或者低12丙烯酸聚合反应与温度的关系温CH2=CH-COOHCH,=CH-COO+H丙烯酸CH2=CH-CO0-+CH2-CH-COOH-CH2=CH-COO-CH2-CH-COOHCH2" CH-CO0-CH2-CH2-COOH离子态丙烯酸二聚物1.3丙烯酸危险性采用含有铜、银等金属的合金材料,否则会破坏储存设备的稳健康危害:对皮肤、眼睛和呼吸道有强烈刺激作用。定性和令原料变质从而影响最终产品的色变。在储存之前,要燃爆危险:易燃,具腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。确保使用的运输设备和准备用的储存容器不含其他物质或者危险特性:在狭小空间有爆炸和火灾危险;产品被加热到产品。闪点以上或发生喷射或喷雾可形成可燃性空气混合物。如果阻22储存设备区域的设计与泄漏保护聚剂耗尽或产品接触过热热源,有自发剧烈自聚的危险;当加丙烯酸的泄漏会对整个厂房的用地以及用水均造成重大热时或在紫外线辐射时,有产生自聚反应风险,没有加阻聚剂的影响,因此储存丙烯酸的罐区必须要设置防火堤,并且要使的产品可能出现自发聚合,例如,通过周围的热量;聚合产生防火堤内的总体积至少是罐区内最大罐的体积的11倍。在装热量,聚合产生的气体可能撑破密闭或狭小的容器,反应可能卸载丙烯酸的区域(如泵区)也需要根据装卸总量设置污水沟引起燃烧。消耗完氧气的液相有自发聚合的危险。自由基的形和收集池,以便收集泄漏的物料。在防止泄漏的同时,必须做成可能引起放热聚合和过氧化物或其它基成分反应;在链式自好防火措施,通过现场温度监测仪表的监测,控制阻聚剂注入由基反应引发剂如过氧化物)存在下有自发聚合的危险;可以系统、消防水、消防泡沫等,降低或处理因聚合反应而发生的与硝酸反应;与强氧化剂接触将发生爆炸性聚合危害。储罐内保持与含氧5%~21%的气体环境接触,而不要2丙烯酸的储存设计要点使用采用惰性气体封存的储罐23监测和控制储存、输送设备的温度在丙烯酸应用高速发展期间,由于过热而产生聚合引发的根据丙烯酸的特性,储存温度应尽量保持在15~25℃爆炸性工业危害事件屡有发生,这都是由于对丙烯酸的储存设无论是原料储罐、缓冲罐、检测罐,都建议在靠近罐体底部设计考虑不周导致温度控制不当甚至失控造成的,也有由于无法置2个或以上的高温连锁报警温度计,产品储存温度不能低最适当吸入氧气(储罐呼吸系统的失灵)或采用不当的阻聚剂等小指示温度。其中一个设计为40℃,如储存容器内温度达40℃引起的事故。在设计方面可以从储存环境、储存温度的自动化时,紧急切断输送阀门,关闭系统,稳定系统后再启动使用控制、防止聚合等方面综合考虑,使丙烯酸能在稳定的状态下另一个设计为60℃,如果储存容器内温度达到60℃时,紧输送或储存。急切断输送阀门,关闭系统,立即疏散所有在其附近的人员21设备材质的选用中国煤化工热是无法遵免的,为了选取适当的储存、输送设备的材质,对安全、健康、环境防止CNMHG尽量选取发热量小的以及原料的存储质量,有着重要的意义。储存丙烯酸的设备一泵,而且要求泵要配有自动温度监测器,以便实时监测到泵所般采用304不锈钢或316不锈钢,不适宜使用碳钢铁),不能产生的热量和导致物料升温的程度的状况,一旦超过预设温度广东化工2008年第6期www.gdchem.com第35卷总第182期(如25℃)时,自动调节泵的频率或紧急停泵,以便温度急升液内没有任何阻聚剂,因而该冷凝液所附着的位置会发生聚引发急速聚合。合),可以对这些位置进行蒸汽或蒸汽凝液伴热的方法,避免24防止在输送管道中产生聚合物不希望冷凝处发生冷凝,进而避免汽相管线内发生聚合。应定因为有空气存在,产品的输送速度必须保持缓慢,避免产期检查这些伴热点,确保伴热系统运行良好生静电和火花因为在任何时候产品罐循环喷嘴管口应浸没在2.73液相存在的地方防止聚合的方法液面以下。所有含有丙烯酸及其酯产品的管线,塔罐容器及装在丙烯酸的处理过程中,对产品的储罐要求至少保留卸槽车务必保证静电接地良好。另外管线的温度也需要调节10%以上空间储存空气,保证足够量氧气的存在,因为阻聚在稳定的区间内,伴热介质的温度一般不宜超过45℃,使用剂的阻聚功能的发挥需要氧气的参与。定期维持储罐内物料的蒸汽融化凝结的丙烯酸具有暴案的风险,因而管道应采用电伴循环,保证液相内氧气的浓度,严格控制储存温度在15~25℃。热方式,更容易稳定和调节温度274再稳定阻聚剂2.5应避免的条件能够迅速阻止丙烯酸产品聚合的溶剂:40%(w)吩噻嗪的储存时,其容器的上部空间不得小于10%,避免产品上DMF溶液。在如下情况出现时,需要向丙烯酸储罐加入再稳部氧含量小于5%;受热、紫外线和其它高能射线、阳光直晒、定阻聚剂:液相丙烯酸,温度上升达到30℃且每小时温升超超期贮存、阻聚剂耗尽、超温、温度低于结晶点。过5℃,液相丙烯酸温度已升至40℃,丙烯酸储罐附近发生26应避免接触的物质火灾;已将一种已知的聚合反应的引发剂意外地加入丙烯酸储存时,应避免容器、输送设备、管道等存在以下物质:中;在任何情况下,任何没有经过适当培训的人员都不得接近自由基形成物、自由基引发剂、过氧化物、硫醇、硝基化合物、物料温度已达50℃的储罐。温度达到60℃,通报地方政府过硼酸盐、叠氮化物、醚、酮、醛、胺、硝酸盐、亚硝酸盐、疏散所有人氧化剂、还原剂、强碱、活性碱、酸酐、酰基氯、浓无机酸、2.7.5丙烯酸及酯的聚合聚合物清理方法情性气体聚合反应发生在受热,缺氧以及没有足够量的阻聚剂溶液27防止聚合发生的方法的情况下,操作人员绝对禁止使用蒸汽来处理丙烯酸及酯类产27.1采用阻聚剂品或试图使用蒸汽吹通含有丙烯酸及酯类产品的管线任何已阻聚剂PTZ,效果最好,一般用于丙烯酸、丙烯酸丁酯工经形成的聚合物应在氢氧化钠溶液循环碱洗和充分水洗后使艺,用于粗丙烯酸产品的储存和运输,同时也用作丙烯酸及酯用机械方法清理,或手工处理,或使用高压水枪清理。系列产品的再稳定剂阻聚剂MEHQ,效果较缓和,满足丙烯酸酯系列产品家3结论户对阻聚要求不高又不希望有颜色影响其最终产品的要求,可以上是一些丙烯酸储存设计中的部分要点,随着技术的不用于丙烯酸酯产品的运输和贮存。断进步,加之对其研究的不断深入,应用技术的逐渐成熟,相空气(主要是其中所含的氧),在大多数情况下,空气是阻信会有越来越多成本低效果好的储存方式,得到更加广泛地应聚功能的附加要素,其本身也起聚剂的功能。由于阻聚剂一般都是大分子量高沸点的固体,储存、运输和处置过程中,它们只能存在于液相中,而汽相中没有阻聚剂参考文献因此为了避免聚合,要保证在所有有液相存在的地方都要含有[]《合成树脂及塑料技术全书》编委会合成树脂及塑料技术全书M,北阻聚剂,在所有汽相存在的地方都要避免冷凝。京:中国石化出版社,2006272汽相存在的地方防止聚合的方法[2]刘光启,马连湘,刘杰,化学化工物性数据手册一有机卷M].北京尾气管线避免冷凝和积液;在仪表取压管处通入氮气或空化学工业出版社,2002气;(氧分子通过与碳活性基作用引起链抑制而作稳定剂,氧[3陶子斌《丙烯酸生产与应用技术》M北京:化学工业出版社,200气必须含在作为丙烯酸及酯储罐密封气体中,才能阻止丙烯酸蒸汽的聚合)直接通入一股空气;必须保证尾气系统保持一股(本文文献格式:马俊.丙烯酸的工业储存要点广东化工,有效的富氧空气吹扫;为防止汽相管线发生局部冷凝(此冷凝2008,35(6):58-60)中国煤化工欢迎订阅欢長甲