关键词：丁二烯；储存；措施
前言
丁二烯是一种重要的工业原料，属易燃易爆物质，沸点为-4.5℃，熔点为-108.9℃，闪点为-78℃，物质燃烧热q=46627.8KJ/kg。爆炸极限为1.4%-16.3%（空气中体积），丁二烯储罐温度一般为15℃，加压存储。丁二烯生产和储运中极易发生破坏性爆炸事故，一般可分为两类：一类是物理原因，由于端聚物的生成和迅速增大，胀破设备、管道，物料大量泄漏，遇明火即发生火灾爆炸；另一类是化学原因，由于丁二烯过氧化聚合物在一定条件下爆炸分解，其爆炸威力极大，如果可燃物含量较高，则可能发生二次爆炸、着火，其危害更大。火灾爆炸事故类型包括：池火，喷射火、未封闭蒸气云爆炸和沸腾液体扩展蒸汽爆炸4种。本文主要分析蒸气云爆炸和沸腾液体扩展蒸气爆炸这2种危害，以某化工厂为例，对因泄漏发生火灾爆炸事故后果进行模拟分析。预测丁二烯储罐可能发生的事故后果和影响区域。
一、丁二烯掉储存过程中产生的聚合物分析
1、丁二烯二聚物的物理化学性质、安全特性及生成机理
丁二烯的二聚物是一种胶黏性的、极易爆炸的可以流动的液体，有较强的芳香味，颜色一般为淡黄色。二聚物在它的气态和液态的状态下都可以引发爆炸，严重影响储存、使用安全。二聚物是通过两个丁二烯分子交联生成的，对后续的聚合反应也会产生影响。
2、丁二烯二聚物的抑制方法，为了减少丁二烯二聚物的生成，丁二烯应严格控制工艺指标，本装置在压力为0.2~0.35MPa，温度在≤27℃、含氧量要在0.1%的指标下进行储存，并在丁二烯物料中加入TBC阻聚剂。同时应尽量减少储存的时间。若必须进行高液位长时间的储存，应定期对丁二烯球罐中的物料进行循环，使其中的阻聚剂分布均匀。
3、丁二烯过氧化物
丁二烯过氧化物是一种黏性的、一般为浅黄色的、具有流动性液体，密度比丁二烯重，所以容积在储罐底部发生沉积。同时对温度比较敏感，可发生聚合反应。丁二烯过氧化物的化学性质极不稳定，量累积到一定程度后，受热、剧烈震动或与氧化物接触时，极易发生爆炸。
4、丁二烯端聚物的生成及影响因素
丁二烯端聚物是由丁二烯的过氧化物引发而形成的块状聚合物，一般不会附着于器壁上，如果一旦形成端聚物，就会随着流向流进系统中，并在系统的低洼处、死角处等地方发生沉积。端聚物生成后，就会成为一个“引子”，端聚物会成倍的大量生成，造成暴聚。严重时会堵塞管道，甚至造成设备的损坏。
二、丁二烯储罐可能发生的主要事故分析
1、蒸气云爆炸事故
如果泄漏出来的丁二烯混合气体中丁二烯的浓度在爆炸极限范围内，并遇到延迟点火的情况下就会发生蒸气云爆炸。发生蒸气云爆炸的主要危害有爆炸冲击波和爆炸火球辐射热对周围人员、建筑物、储罐、设备的伤害和破坏作用，但以冲击波的危害为主。
2、沸腾液体扩展蒸气爆炸事故
如果丁二烯储罐在外部火焰的烘烤下突然破裂，其压力平衡遭到破坏，造成丁二烯急剧汽化，并随即被火焰点燃，则发生沸腾液体扩展蒸气爆炸。沸腾液体扩展蒸气爆炸的主要危害是火球辐射热，同时爆炸产生的碎片和冲击波超压也有一定程度的危害。
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三、预防丁二烯聚合物生成及日常操作维护的安全措施
1、冷循环操作
丁二烯的冷循环储存过程，需要用专业设备进行冷媒循环，主要作用是降低储存罐内温度。物料浓度越高，对其温度控制越要重视，在温度接近设定范围边界时，便开始冷循环，保证储存温度一直在可控范围内。丁二烯冷媒循环采用以下操作流程：丁二烯储罐系统冷媒循环主要利用丁二烯装车泵进行操作，主要为了满足冷媒循环条件，除装车付料所需的最小流量回流线外，还设有冷媒循环回流管线。当接到调度下达的丁二烯冷循环指令后，操作人员先按操作规程启动冷冰机，而后启动冷媒循环泵进行冷媒介质循环，接着将冷媒手阀开启，并根据需要冷循环储罐，最后对应储罐启动只开启冷媒循环回流阀门。浅冷冰机主要是通过单级螺杆对制冷剂丙烯进行压缩液化，液化丙烯进入后与冷媒乙二醇进行换热，储在冷媒储罐内，低温乙二醇再通过冷循环泵输送至储存罐内与丁二烯进行换热，换热后进行降温换热处理，最终完成冷媒循环过程。
2、氧含量检测
定期检测罐内氧含量，如氧含量高于0.2%，应及时除氧操作，使用氮气进行气相置换，防止氧化物形成。3.3储存时间过长处理措施丁二烯储存周期不宜过长，如需要储存时间延长，适时通知上游装置投入阻聚剂以防发生丁二烯聚合现象出现，并且期间要定期进行循环操作，避免物料长期静止。阻聚剂主要有NaNO3、高效阻聚剂对叔丁基邻苯二酚、二乙基羟胺。丁二烯如长期不使用付料装车管线，为防止管线保温性能不佳、物料静止，导致丁二烯物料出现聚合现象，需通过位于现场的管线导淋连接氮气进行反向扫线，使用泵最小流量回流管线使管内吹扫回的物料进入罐内。
3、减少停留时间
在装置的设计中尽量减少高浓度丁二烯的储存时间，一般回流罐的停留时间低于0．5h，取消产品班产罐。在流程多个控制点设置在线分析仪，方便操作人员随时根据分析指标调整操作，从生产的上游开始控制产品质量，降低了产品的不合格率，因而可取消丁二烯产品班产罐。为了合理设置制冷设施并节约冷剂消耗，一般丁二烯产品在装置内进行常温储存，温度约40℃，罐区统一设置10～20℃的降温和低温储存。容器结构设计上无死角;管道设计避免袋形，放空、放净口采用特殊的短管以减少死角，防止过氧化物在该区域沉积或形成气相流动不畅。为防止丁二烯高浓度处设备的管口死区气相丁二烯长时间停留，用凸缘法兰代替普通管口，减少流动不畅的区域;仪表管口用凸缘法兰并设置膜片消除其死区;设双远传液位计代替就地液位计，消除了高浓度丁二烯在液位计内的停留。
4、丁二烯储罐的清理
由于丁二烯过氧化物极易分解爆炸，在清理时要十分小心，要在特殊安全措施落实后进行。首先用氮气对丁二烯罐进行置换，确认有机物含量＜10％（LEL）。然后用蒸汽对球罐进行蒸煮，破坏过氧化物的化学组成。第三，采用密闭碱洗方式对球罐内壁进行清洗。碱洗液采用5%的氢氧化钠、2%的碳酸钠和1.5%的磷酸三钠。之后打开罐上下人孔，进行自然通风。经分析罐内氧含量合格后，开有限空间作业票，在有人监护的情况下，进行人工清理。清理时绝对不可用铁器在罐内铲除丁二烯过氧化物的残渣，防止爆炸着火。
结语
保证丁二烯的安全生产、储运及使用，必须要了解丁二烯的性质，知道丁二烯聚合物形成机理和过程，同时必须遵守行业标准，制定严格的规章制度保证丁二烯在生产、储运以及使用过程中的本质安全。同时还要加强基础安全管理，如现场监控的投用，可燃气体报警仪的安装、消防设施的完好等。此外应加强员工的教育和培训，加强员工执行力的管理，特别是现场的巡回检查和应急处置的能力。确保能够严格执行各项规章制度和操作规程，从而保证整个装置的安全生产。
参考文献:
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论文作者:孔文涛
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第20期
论文发表时间:2020/4/28
标签：过氧化物论文; 蒸气论文; 储罐论文; 聚物论文; 物料论文; 聚合物论文; 冷媒论文; 《科学与技术》2019年第20期论文;