丁二烯装置安全影响因素及其防范措施探讨

【论文关键词】丁二烯安全因素防范措施探讨
【论文摘要】通过分析丁二烯理化性质和生产特点，确定影响丁二烯装置安全的因素，制订具体防火、防爆措施，防止其危险因素的产生，确保装置生产安全。
1.前言
丁二烯在常温下为无色、有芳香味、有毒气体，是一种极易液化的无色气体，与空气可形成爆炸性混合气体。稍溶于水，易溶于丙酮、苯等有机溶剂，易聚合，有氧存在下更易聚合。鉴于其自身性质活泼的特点，使得丁二烯装置在生产过程中存在着较多的不安全因素，如果在其生产过程中不能够及时地排除这些不安全因素，将会导致非常严重的后果，甚至会导致整个装置的毁灭。在国内外同类装置中，曾发生过许多恶性事故，如1969年，美国德克萨斯州的丁二烯装置曾因乙烯基乙炔浓度过高引起分解爆炸、燃烧而毁灭；2001年中国锦州发生混合碳四球罐着火爆炸事故。因此，只有对这些不安全因素进行充分地分析研究，并采取确保安全的防范措施，才能保证丁二烯装置稳定长效生产。
2.丁二烯生产特点及危害性
2.1易燃、易爆性。丁二烯与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。若遇高热，可能发生聚合反应，出现大量放热现象，引起容器破裂和爆炸事故。
2.2易聚性。丁二烯极易发生自聚，其自聚物有丁二烯聚物、橡胶状自聚物、丁二烯过氧化自聚物和端基聚合物四种形式。这些聚合物后体积膨胀，产生大量的热，可导致设备管道堵塞或爆炸。
2.3易自燃。在一定压力下，液态丁二烯极易吸附在端基聚合物的小孔中，用氮气无法将丁二烯置换出来。当设备内氧含量超标，自聚物受热或被低压蒸汽加热时，蒸发出的丁二烯与设备内空气中的氧气结合生成过氧化物会分解自燃，并很快将自聚物引燃。自聚物易胀裂阀门和管道。丁二烯常因在阀门和管道内积存丁二烯大量外泄。同时，由于丁二烯的特性，泄漏后存在冻裂阀门和管道可能性。
3.影响丁二烯装置安全的因素分析
通过分析丁二烯装置生产特点及其危害性，我们不难看出，引起恶性事故、对装置的安全构成严重威胁的不安全因素主要有以下几个方面：
3.1丁二烯装置原料混合碳四中富含炔烃，如乙烯基乙炔、乙基乙炔、丙炔，这些炔烃均非常危险，超过一定浓度易发生分解爆炸。
3.2丁二烯与氧接触易形成过氧化物，丁二烯过氧化物极易自燃，锦州丁二烯装置2001年发生的混合碳四球罐着火爆炸事故即是由于丁二烯过氧化物自燃引起的。
3.3丁二烯性质非常活泼，在管线及设备死角易形成端基聚合物，端基聚合物的过量生成将会导致管线胀破、设备损坏，管线、设备内的丁二烯会突然大量从胀破口冲出，造成火灾爆炸事故。
3.4在塔盘发生聚合堵塞时，塔内的聚合物在较高温度下可能发生燃烧，对设备构成威胁，如某顺丁装置在丁二烯回收塔处理过程中，经蒸汽蒸煮后塔温度尚未降至常温时通入空气，引起了聚合物的燃烧，几乎将该塔烧断。
4.主要防火、防爆措施
4.1对炔烃类物质危险性预防
4.1.1碳四炔烃危险性的预防
碳四炔烃包括乙烯基乙炔和乙基乙烯，尤其以乙烯基乙炔最危险，具研究表明：当乙烯基乙炔浓度达到80%时，放热反应在140℃开始，温度在165℃时就会爆炸，因此，在生产中应严格控制乙烯基乙炔的浓度。丁二烯装置碳四炔烃浓度最高的地方是洗炔塔塔顶，碳四炔烃由此排至火炬系统，必须严格控制好此处的碳四炔烃尤其是乙烯基乙炔的浓度，保证装置安全。在生产中主要采取了以下措施控制碳四炔烃浓度在安全范围内：
4.1.1.1保持脱气塔侧线采出温度稳定在125至130℃，以保证洗炔塔采出组成的相对稳定。
4.1.1.2保证炔烃在线分析的准确性。在线分析可以及时准确地反映出采出物流中碳四炔烃的浓度，因此在线分析的准确性非常重要，一方面可以保证炔烃的安全，另一方面还可以减少排放损失，可根据炔烃浓度调整排放量。
4.1.1.3调整好抽余液稀释物流的量。由脱气塔侧线采出的物流中大部分是水，当经洗炔塔顶冷凝器冷却后，水冷凝成液体，这时，碳四炔烃浓度会急剧升高，炔烃物流在进入冷凝器前先用抽余液进行稀释，这样可以保证经冷却器后的炔烃物流炔烃不超标，因此必须保证抽余液稀释物流的流量，当原料中炔烃浓度升高时，应适当提高稀释抽余液量。
4.1.2丙炔的危险性的预防
丙炔也是一种高度危险的炔烃，丙炔浓度越高，越容易爆炸，当丙炔浓度为40%时，在100℃会发生爆炸，当丙炔浓度达到80%时，仅在25℃时就会发生爆炸，因此，在生产中应严格控制系统中丙炔的浓度，建议采取了以下预防措施：