聚合是一种或几种小分子化合物变成大分子化合物的反应过程,涉及聚合反应的工艺过程为聚合工艺。聚合物具有低分子量单体所不具备的可塑、成纤、成膜、高弹等重要性能,在工业上的应用十分广泛,如塑料、合成橡胶、化学纤维、涂料等领域中,是生产高分子聚合物的主要反应。聚合反应属于放热反应,反应过程中受反应温度、搅拌速度、冷却效率等因素的影响,容易出现反应器内部过热的现象,从而引发火灾、爆炸事故。聚合工艺属于国家安全监管总局重点监管的危险化工工艺之一。
美国化学品安全调查局(CSB)曾经对美国从1980年到2001年发生的167起化学反应事故进行调查分析,其中分解、酸碱中和、与水反应、聚合与氧化导致的事故次数最多。
英国Barton等调查了在1962至1987年间发生的化学反应事故中,聚合反应事故次数最多,其次为硝化、磺化与水解。
Saada等分析了英国1988年至2013年25年间的30起事故,其中聚合和分解事故次数最多。
法国Dakkoune的调查中,排名前三的反应事故类型为聚合、分解与硝化反应。
从以上统计数据可以看出,虽然各地区的反应事故涉及的反应类型有所不同,但总体而言,聚合事故数量占据的比例较大。
对该工艺采取优化措施,改为半间歇反应(滴加聚合单体),并减少引发剂的加入量,再次进行聚合实验,量热实验结果如图2,釜内温度较为稳定,放热速率稳定,没有出现图1中温度骤升现象,可控性较好。
实验表明,通过对实验数据进行动力学、热力学分析,可以提供工艺优化方案,以达到安全生产的目的。
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