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聚合工艺中如何通过安全泄放系统设计预防反应釜超压爆炸?

来源:233网校 2025-11-18 12:08:27
导读:本文深入解析聚合反应釜安全泄放系统的关键设计参数与选型标准,结合最新规范要求提供符合GB/T45420-2025的泄爆防护方案。

聚合工艺中如何通过安全泄放系统设计预防反应釜超压爆炸?

在聚合工艺安全控制中,安全泄放系统是防控反应釜超压爆炸的核心保障措施。根据24版化工安全教材与GB/T45420-2025规范要求,其主要技术要点包含:

1. 泄放装置选型原则

  • 爆破片优先:聚合反应釜应优先选用正拱型爆破片,爆破压力不超过设计压力的1.1倍(SH/T3210-2020要求)

  • 安全阀仅作为二级保护,起跳压力应高于爆破片爆破压力10%

  • 必须设置泄放量计算书,确保泄放能力≥最大反应失控产气量(文档1第7节第5条)

2. 泄爆面设计规范

  • 泄爆面积≥反应釜容积的1/6(GB50779最新修订)

  • 泄爆方向必须避开:

    • 15m内人员常驻区域

    • 相邻设备区

    • 厂区主要通道 <图片:聚合反应釜泄爆面布置示意图>

3. 超压连锁控制
当压力达到以下阈值时应触发分级响应:

  • 一级报警(90%爆破压力):自动启动备用冷却系统

  • 二级联锁(95%爆破压力):切断进料并注入终止剂

  • 三级泄放(100%爆破压力):爆破片动作(AQ3062-2025附录A.9)

4. 典型事故案例
某企业因泄放面积不足导致爆炸冲击波破坏厂房结构,事后调查发现:

  • 实际泄放量计算未考虑副反应产气

  • 爆破片未按期更换,实际爆破压力超标15%

  • 泄放方向正对控制室窗户(违反GB50089规定)

5. 合规性管理要求

  • 每月检查爆破片腐蚀情况

  • 每半年进行泄放系统有效性验证

  • 泄放系统改造必须进行HAZOP分析(AQ/T3034-2022要求)

最新标准(GB/T45420-2025)特别规定,涉及硝化、过氧化等剧烈反应的聚合工艺,必须配置冗余泄放系统,两套装置物理间距≥2m。

科目:化工安全

考点:聚合工艺

1、若聚合工艺反应过程中热量不能及时移出,随着温度上升可能发生裂解和暴聚,严重时会引发爆炸。下列聚合工艺安全控制的要求中,正确的是()。

A.反应釜压力升高时联锁紧急切断进料

B.反应釜附近应设置可燃和有毒气体检测报警装置

C.反应釜搅拌系统无须设置转速联锁系统

D.反应釜有正常冷却系统时可不设置紧急冷却系统

查看答案            
参考答案:B
参考解析:A选项应为压力超标时联锁紧急切断阀进料 聚合反应安全控制的基本要求有: (1)反应釜温度和压力的报警和联锁。 (2)紧急冷却系统。 (3)紧急切断系统。 (4)紧急加入反应终止剂系统。 (5)搅拌的稳定控制和联锁系统。 (6)料仓静电消除、可燃气体置换系统,可燃和有毒气体检测报警装置。 (7)高压聚合反应釜设有防爆墙和泄爆面等。 本题正确选项是B选项。

2、由一种或几种小分子化合物变成大分子化合物的反应称为(  )。

A.裂化反应

B.还原反应

C.硝化反应

D.聚合反应

查看答案            
参考答案:D
参考解析: 聚合是一种或几种小分子化合物变成大分子化合物(也称高分子化合物或聚合物,通常分子量为1×104~1×107 )的反应,涉及聚合反应的工艺过程为聚合工艺。聚合工艺的种类很多,按聚合方法可分为本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合等。 故本题正确选项是D。 A裂化反应:指大分子烃类在高温下断裂为小分子(如乙烯、丙烯) B还原反应:涉及加氢或脱氧,不改变分子量大小。 C硝化反应:是向有机物引入硝基(—NO₂)的过程

3、某公司拟采用光气法制备聚碳酸酯单体,考虑到单体杂质对聚合物的力学性能影响和其他工艺的高成本性,暂没有良好替代性工艺。但由于光气本身的物性特点,泄露易导致中毒、窒息和腐蚀事故,下列方案中最合理的针对性措施是(  )。

A.采用密闭反应体系,设立受限车间,严禁无关人员进入并加强现场的通风换气、储运装置和反应装置设立安全联锁设施

B.工艺优化利用非光气法制备聚合单体,经多次分离提纯得到目标产物

C.采用敞开式、半敞开式厂房,设立安全泄压装置

D.加强现场巡检,配备相应防护用具

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参考答案:A
参考解析:依据背景,考虑到单体杂质对聚合物的力学性能影响和其他工艺的高成本性,暂没有良好替代性工艺,故B选项不可选。 由于光气本身的物性特点,泄露易导致中毒、窒息和腐蚀事故,采用密闭反应体系,设立受限车间,严禁无关人员进入并加强现场的通风换气、储运装置和反应装置设立安全联锁设施,是最合理的针对性措施,包括C、D两选项的内容。 A选项正确
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