三乙基铝在使用中应注意安全问题

聚丙烯厂-1-三乙基铝在使用中应注意的安全问题摘要：三乙基铝化学性质非常活泼，易燃易爆，鉴于其极高的危险等级，使用三乙基铝时均由高纯氮气作为保护气体。本文介绍了三乙基铝的化学特性、工艺流程以及在使用过程中应注意的问题，从而减少由三乙基铝泄漏等原因引起的各类安全事故。关键字：三乙基铝聚丙烯丙烯放空1、三乙基铝性质的简介1.1、三乙基铝的性质三乙基铝主要用于有机合成、火箭燃料和炸药。化学性质活泼，易燃易爆，分子式(C2H5)3Al，常温下为无色透明液体，密度为0.835g/ml，与空气、水、卤素、卤素化合物、醇、胺和二氧化碳等都能发生化学反应，加热至170～232℃时自行分解，生成乙烷、乙烯、丙烯等易燃性烃类气体。与氧反应剧烈，在空气中能自燃，遇水爆炸；其热稳定性差，遇空气冒烟，对潮湿及微量氧反应灵敏，易引起爆炸。对人体有强烈刺激，主要损害呼吸道和眼结膜，高浓度吸入可引起肺水肿，吸入其烟雾可致烟雾热，皮肤接触可致灼伤，引起充血、水肿和起水疱，疼痛剧烈。1.2、三乙基铝在丙烯聚合过程中的作用聚丙烯厂采用液相本体法生产聚丙烯，其反应机理是配位阴离子聚合反应。三乙基铝在丙烯聚合生成PP过程中被用来当作活化剂使用，其主要作用是活化催化剂和除去杂质。作为助催化剂使用：在主催化剂的制备过程中，为了改善催化剂的性能，并防止催化剂细粉粘连，一般均已加入给电子体(称为内给电子体)，其种类和加入量是主催化剂生产厂家的核心技术。引入三乙基铝作为助催化剂，其主要作用是先与给电子体形成络合物，再与TiCl4主催化剂反应生成活性中心，使催化剂活化，进而引发丙烯聚合。作为除杂剂使用：丙烯原料中的杂质主要有H2O、O2、S等，这些杂质与主催化剂反应将破坏或降低其活性，甚至使之丧失产生活性中心的能力，使反应过早终止，或生成支链，降低产品等规度，使分子量分布加宽，进而影响转化率和产品质量。而先加入的聚合釜的三乙基铝可以与单体作用，除去其氧化杂质，在单体中分散均匀后，方可加入催化剂，这样有助于保护催化剂，与之共同进行反应，进而引发丙烯聚合。2、三乙基铝工艺流程简述2.1、三乙基铝系统的流程示意图聚丙烯厂-2-2.2、三乙基铝工艺流程三乙基铝储罐用高纯氮充压至0.3—0.4MPa，然后把三乙基铝计量罐压力泄空，利用压差，把三乙基铝从三乙基铝储罐压至聚合楼的三乙基铝计量罐中；三乙基铝计量罐也要用高纯氮充压至0.3—0.4MPa，往聚合釜加三乙基铝时，首先打开就地放空阀，把三乙基铝加料斗中压力泄掉，利用压差，把三乙基铝从三乙基铝计量罐压至三乙基铝加料斗，再用丙烯把三乙基铝冲入聚合釜内，三乙基铝的加入量根据三乙基铝计量罐的液面差来计量。3、存在的问题从三乙基铝工艺流程中可以知道，往聚合釜加三乙基铝时，首先打开就地放空阀，把三乙基铝加料斗中压力泄掉，放空气体中很可能带有残留的三乙基铝，这样残留的三乙基铝就可能随着放空气体进入空气中，但三乙基铝与空气接触会自燃，会产生明火，在我们聚丙烯厂中很可能存在易燃易爆物质泄漏，遇明火后很容易产生火灾事故。一套聚合的三乙基铝放空地点就在大会议室的房顶，在放空的过程中，管线中残留的三乙基铝就可能随着放空气体进入空气中，与空气接触就可能发生自燃，这样很容易引燃泄漏的易燃易爆物质而发生火灾事故，而大会议室处于两套聚合楼之间，一旦发生火灾，很可能发生连锁反应，势必影响到我厂两套聚合楼的安全。这样将会给分厂、公司带来无法弥补的损失，也会产生严重的社会影响。虽然发生这种事故的可能性很小，但为了防范于未然，我们应该采取适当的措施改变这种情况，将这个安全隐患消除掉，此问题将在下文中详细的论述。4、三乙基铝放空的改造4.1、隔离法隔离法，顾名思义把有危险的东西隔离起来，在放空的地点筑起三面隔离墙，上面不要封顶，这样有利于丙烯的快速挥发。这样即使在发生危险，有了隔离墙的保护，危险性就会三乙基铝储罐R|6精氮去聚合釜去聚合釜聚丙烯厂-3-大大减小。聚丙烯厂厂区西南角有一片空地，但离精制罐区太近了，不适合建造隔离墙；可以考虑在厂区东北角建造隔离墙，据资料显示，独山子地区年主导风向和次多风分别是西风和东南风，又考虑到聚合楼和凉水池的位置，将隔离墙空的一面朝西。加快隔离墙中的易燃物挥发，减少易燃物的积累，然后将一、二套放空点一起放在隔离墙中。4.2、稀释法在聚丙烯工艺中，助催化剂三乙基铝是一种无色透明的液体，三乙基铝在浓度高于12%（质量分数）时自燃，暴露于氧气、水或含有活泼氢的混合物如醇和酸中会剧烈反应。三乙基铝稀释后反应会减慢，当三乙基铝浓度小于12%（质量分数）时，虽然仍可燃并有反应性，但认为不能自燃。而三乙基铝可以溶于链烷烃，利用其浓度低于12%(质量分数)时不自燃的特性，用高纯度氮气将管道中残余的三乙基铝压入密封罐，用链烷烃矿物油稀释到不起火的浓度，将密封罐内物料定期排入专用的便携处理罐，然后运到专门处理厂或返厂进行处理。表1是三乙基铝稀释于链烷烃后溶液浓度不起火的极限值。表1三乙基铝稀释后溶液浓度不起火的极限值（质量分数）烷基异戊烷己烷庚烷三乙基铝13%12%12%将这个密封罐的位置建造在厂区东北角，密封罐中装适量的矿物油（例如庚烷），这样将一、二套放空气体引入密封罐中，使管道中残留的三乙基铝在密封罐中与矿物油混合，形成非自燃的混合物。为保持密封罐中压力处于常压，保证泄压干净，可以再考虑安装一个适当的呼吸阀，该呼吸阀的上限压力设定在常压，当放空气体进入或因罐内液位升高等原因导致密封罐内压力升高时，呼吸阀自动打开，使密封罐中气体排放出去，维持罐内压力稳定，保证泄压干净彻底。呼吸阀的下游增加氮气吹扫，以防氧气进入，将呼吸阀安装在系统中的高点，以便所有的液体能返回到密封罐。如下图所示。密封罐活化剂放空矿物油精氮呼吸阀聚丙烯厂-4-这样在实际操作过程中，在给三乙基铝加料斗泄压力时，放空气体中可能带有残留的三乙基铝就会溶入矿物油中，经矿物油稀释后达到不自燃的程度，就消除了产生明火的可能性，大大降低了安全风险。密封罐中矿物油需要定期检测，当三乙基铝的浓度达到不自燃的极限浓度时就需要更换矿物油。5、安全防护措施5.1、消防三乙基铝系统中发生火灾的主要原因是设备或管道因密封不严导致泄漏而形成的。三乙基铝火灾最有效的灭火剂是干粉(碳酸氢钠或碳酸氢钾)，其它适用灭火介质为蛭石、硅藻土或干砂，切勿使用氯仿、四氯化碳和氯溴甲烷等卤化烃作为灭火剂，因为它们会与卤代烷烃发生剧烈反应，产生有毒烟雾。5.2、人身防护劳保要穿戴整齐，本单位曾发生过因为手套没戴，手被泄漏的三乙基铝烧伤，所以在实际操作中，要按要求着装，在压三乙基铝时一定要有专人监护，速度要缓慢，压力不宜过高，用高纯度氮气扫线，开关顺序不能倒错。在有可能直接接触到三乙基铝的地方一定要配置人身保护设备。可以使用全铝制化的保护服装(如全面罩、耐热的皮手套和工作鞋)。护目镜要戴在铝制保护罩下面，穿戴铝制罩时要经常休息。在操作时，应该配有两名维修人员，一名操作，一名监护。发生泄漏时，迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。6、结论本文重点介绍了三乙基铝放空系统的改造过程，分别采用了两种方法对其进行改善。第一种方法是隔离法，改造起来比较容易，但实际产生的效果不太明显，只是把危险源移开并隔离起来，虽然降低了发生事故的风险，但仍存在一定的安全隐患，不能从根本上解决问题。第二种是稀释法，改造难度相对第一种要大一些，需要增加一个密封罐来储存矿物油，对管线的改动的比较大，但实际产生的效果很明显，避免了残余的三乙基铝排入大气，这样大大降低了自燃着火而引发火灾事故的风险，比较彻底地解决了问题。参考文献[1]聚丙烯厂.聚丙烯装置操作规程。[2]洪定一.聚丙烯-原理、工艺与技术.中国石化出版社，2002，10。[3]刘继新.烷基铝在独山子石化公司装置中的应用．石化技术与应用，2007年，02。[4]王玉章，苏霞.国产三乙基铝在间歇式聚丙烯装置上的应用.工业催化，2002，05。