一 格氏反應(yīng)的主要危險(xiǎn)因素
1 水分的影響。反應(yīng)設(shè)備.原料在投料前沒(méi)有有效去除水分直接影響反應(yīng)的進(jìn)行,且鎂易與水反應(yīng)生成氫氣并大量放熱,極易導(dǎo)致沖料.爆炸事故。特別是如采用蒸汽.鹽水或水作為加熱和冷卻媒體,一旦反應(yīng)設(shè)備腐蝕穿孔,水進(jìn)入反應(yīng)體系,將會(huì)立即發(fā)生爆炸事故。
2 溶劑的影響,格氏反應(yīng)使用的溶劑均為易燃.易爆物質(zhì),與空氣混合后很容易發(fā)生火災(zāi).爆炸
3 鎂的用量和細(xì)度的影響,鎂的用量和細(xì)度直接影響反應(yīng)的活性。
4引發(fā)劑的影響,若不能有效引發(fā)會(huì)使未反應(yīng)物料大量積聚,造成釜內(nèi)物料在局部過(guò)熱的情況下突然發(fā)生反應(yīng)形成高溫 高壓而發(fā)生爆炸
5 反應(yīng)溫度對(duì)格氏反應(yīng)的影響,溫度對(duì)于引發(fā)非常重要,若反應(yīng)初期溫度太低,則反應(yīng)無(wú)法引發(fā),當(dāng)反應(yīng)一旦開始后會(huì)急劇.大量放熱,造成沖料,爆炸事故,若溫度太高,則易發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)生成副產(chǎn),或造成易燃介質(zhì)沖料,爆炸事故。
6 惰性氣體對(duì)反應(yīng)的影響,若反應(yīng)釜未采取氮?dú)庵脫Q,反應(yīng)過(guò)程釜內(nèi)溶劑蒸發(fā)產(chǎn)生大量易燃?xì)怏w,格式制備的副反應(yīng)中也會(huì)產(chǎn)生少量烴類可燃?xì)怏w,它們與空氣混合形成爆炸性混合氣體,極易發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)
二格式反應(yīng)的主要安全對(duì)策措施
物料和設(shè)備的要求
格式試劑對(duì)水十分敏感,因此,在制備格式試劑時(shí),應(yīng)該使用無(wú)水試劑和干燥的裝備。
1 溶劑的選擇,在格式試劑制備中,溶劑的選擇是關(guān)鍵,一般選擇乙醚. 無(wú)水四氫呋喃和無(wú)水甲基四氫呋喃這三中溶劑。四氫呋喃.甲基四氫呋喃的沸點(diǎn)比乙醚高,比用乙醚要安全一些,芳香族鹵化物一般選用四氫呋喃做溶劑,因?yàn)樗鼈冊(cè)谝颐训姆悬c(diǎn)時(shí)候一般不能引發(fā),需要升高反應(yīng)溫度才行,而用烷基鹵化物格式反應(yīng)時(shí)一般用乙醚做溶劑,因?yàn)樗鼈冊(cè)诘蜏囟认戮涂梢砸l(fā)。溶劑使用前應(yīng)該使用淀粉碘化鉀試劑測(cè)試其是否含有過(guò)氧化物,如果含有過(guò)氧化物,則應(yīng)使用還原劑亞硫酸氫鈉溶液進(jìn)行洗滌處理,去除過(guò)氧化物后方可使用。
2、鎂料的選擇。鎂的用量和細(xì)度應(yīng)根據(jù)原料的反應(yīng)活性來(lái)確定, 在投料前絕對(duì)禁止鎂提前打開包裝暴露于空氣環(huán)境中。每次用后,如有剩余,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行密閉保存。一般應(yīng)選用鎂屑而不用鎂粉,以控制反應(yīng)劇烈程度。
3、設(shè)備的選擇。生產(chǎn)格氏試劑的操作條件要求無(wú)氧、無(wú)水,所以反應(yīng)釜應(yīng)采用氮?dú)獗Wo(hù)。反應(yīng)釜攪拌的槳葉應(yīng)足夠低,攪拌效果強(qiáng),要能將鎂料攪動(dòng)起來(lái),以保證反應(yīng)充分。溫度計(jì)套管也應(yīng)足夠長(zhǎng),能接觸到反應(yīng)液,以保證在反應(yīng)物料較少時(shí),能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)物料實(shí)際溫度。有條件時(shí)宜釆用反應(yīng)釜壁直插式溫度計(jì),直接接觸料液,并建議采用雙溫度計(jì)。建議通過(guò)溫度變化在線監(jiān)控判斷反應(yīng)的引發(fā)。
4、載體的選擇。在嚴(yán)格控制使用溶劑水分情況下,建議選擇非 活潑質(zhì)子類物質(zhì)(與鎂、格氏試劑不發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)如油類、烷烴類)且本身安全可靠的物質(zhì)作為加熱和冷媒的載體。
(二)反應(yīng)操作過(guò)程安全要求
1、投料時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。投料前應(yīng)確保反應(yīng)設(shè)備絕對(duì)干燥,原 料管道跟溶劑的管道應(yīng)分開,否則會(huì)把在管道中的死體積的原料帶入 反應(yīng)釜中,易引發(fā)沖料。投料前必須對(duì)涉及的設(shè)備進(jìn)行置換處理,有 條件應(yīng)做氧含量檢測(cè)。投料時(shí)一定注意鎂是否已加,數(shù)量是否準(zhǔn)確, 反應(yīng)過(guò)程中嚴(yán)格禁止補(bǔ)加鎂,防止發(fā)生沖料。
2、體系中水分的控制。嚴(yán)格控制體系中水分,所使用溶劑(含重復(fù)使用的回收溶劑〉中的水分越低越好,一般乙醚含水量應(yīng)不大于 0.06%,四氫呋喃及甲基四氫呋喃含水量一般應(yīng)不大于500ppm。
3、引發(fā)過(guò)程控制 反應(yīng)引發(fā)階段需要活化引發(fā)劑 格氏反應(yīng)本身是最好的引發(fā)劑,引發(fā)速度最快,而且不會(huì)引入雜質(zhì),引發(fā)時(shí)溶液不能過(guò)濃,否則易犮生偶聯(lián)反應(yīng);引發(fā)時(shí)溫度不能過(guò)低,否則反應(yīng)無(wú)法引發(fā)。應(yīng)仔細(xì)觀察現(xiàn)象的變化,如反應(yīng)溫度和體系顏色的改變等,
如確定反應(yīng)已引發(fā)成功。原則上不在生產(chǎn)車間格氏試劑制備釜做首批 引發(fā)的制備,應(yīng)預(yù)留一部份格氏試劑或通過(guò)實(shí)驗(yàn)室制備一部份格氏試 劑作為引發(fā)試劑。格氏試劑應(yīng)現(xiàn)制現(xiàn)用,不宜長(zhǎng)時(shí)間存放。
5、反應(yīng)過(guò)程控制。格氏試劑制備引發(fā)階段經(jīng)觀察判斷引發(fā)后,應(yīng)取樣檢測(cè)鹵代烴的含量,從而準(zhǔn)確確認(rèn)格氏試劑制備反應(yīng)已得到有 效引發(fā)。格氏試劑制備的滴加過(guò)程應(yīng)隨時(shí)觀察控制溫度,杜絕反應(yīng)溫度忽高忽低,滴加結(jié)束應(yīng)觀察殘余鎂量及檢測(cè)齒代烴的含量。反應(yīng)結(jié) 束應(yīng)檢測(cè)格氏試劑的殘余含量,以防后處理過(guò)程反應(yīng)過(guò)于劇烈而引發(fā) 事故。
6、格氏試劑的轉(zhuǎn)移。當(dāng)工藝采取滴加格氏試劑與其它物質(zhì)進(jìn)行 格氏反應(yīng)時(shí),建議將格氏試劑制備釜置于格氏反應(yīng)釜上方,盡量避免 出現(xiàn)從格氏試劑制備釜中轉(zhuǎn)移格氏試劑的情況,以防轉(zhuǎn)移過(guò)程中因操 作或保護(hù)不當(dāng)引發(fā)的危險(xiǎn)。
7、活性物質(zhì)淬滅的要求。未反應(yīng)完全的反應(yīng)液或者不符合要求的格氏試劑不建議再重新制備,應(yīng)該作不合格品,淬滅后處理。多余 不用的格氏試劑以及對(duì)于停產(chǎn)的格氏試劑制備釜、格氏試劑中轉(zhuǎn)槽等,也應(yīng)做淬滅處理。淬滅時(shí)應(yīng)加入無(wú)水溶劑,徹底冷卻,并在氮?dú)獗Wo(hù)下慢慢滴加飽和氯化銨溶液等淬滅劑,淬滅其中的反應(yīng)活性物質(zhì)。淬滅過(guò)程中產(chǎn)生的氫氣、烷烴等易燃?xì)怏w不應(yīng)在室內(nèi)排空,應(yīng)通過(guò)管道接至室外排放,放空口應(yīng)設(shè)置阻火器防止回火。淬滅過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格控制淬滅劑滴加速度并觀察反應(yīng)釜壓力情況,避免反應(yīng)釜內(nèi)大量放 出氣體造成反應(yīng)釜超壓危險(xiǎn)。
(三)安全設(shè)施要求
建議設(shè)置反應(yīng)溫度、壓力指示和攪拌電流的監(jiān)控報(bào)瞀,為避免局部過(guò)熱造成分子問(wèn)脫鹵,反應(yīng)釜夾套預(yù)熱應(yīng)設(shè)有溫度度指示.反應(yīng)釜必須有防爆片等安全泄壓裝置,并設(shè)事故收集槽。回流冷凝器的冷卻液 宜選用非水介質(zhì),防止管程破裂,冷卻水進(jìn)入反應(yīng)釜。建議將格氏試劑制備反應(yīng)涉及裝置獨(dú)立設(shè)置,或與其他裝置用防爆墻分隔,并采用 DCS和ESD自動(dòng)控制。
(四)安全管理要求
企業(yè)應(yīng)制定完善格氏反應(yīng)工藝操作規(guī)程、安全技術(shù)規(guī)程以及各類 應(yīng)急處置方案,組織專家進(jìn)行論證,并加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵崗位的人員培訓(xùn)。 格氏反應(yīng)崗位操作人員應(yīng)具有熟練操作經(jīng)驗(yàn),能夠正確判斷引發(fā)是否 完全,如實(shí)記錄各參數(shù),如不引發(fā)應(yīng)及時(shí)報(bào)告,嚴(yán)禁擅自處理。涉及 格氏反應(yīng)的裝置應(yīng)加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng),嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備檢維修制度。