Взрывы на производствах в процессе нитрования

Взрывы в процессах нитрования произошли на химфармзаводе в г. Новокузнецке. В середине 80-тых годов при нитровании метилового эфира хлоргидридстирола до его динитропроизводного - динитрометилоксигидринстирола (а) и при нитровании хлоргидринстирола до нитрата хлоргидринстирола (б).

а) б)

Взрыв на производстве произошел из-за использования погружного насоса внутри реактора, который прокачивал нитросмесь в выносной теплообменник для охлаждения.

Как показали исследования, продукты, присутствующие в нитромассе стабильны при температуре от нуля до минус 3ºС. Погружной насос нагревался до 70 ºС. Процесс нитрования проводился по периодическому методу в трёх последовательно установленных реакторах. Общая загрузка смеси (хлоргидридстирол + HNO₃ + нитрохлоргидридстирол) равна 3900 кг, что соответствует 5000 кг тротила.

Взрыв в одном реакторе вызвал детонацию в двух других. Было разрушено все здание и близлежащие. После работы комиссии были учтены все недостатки и предъявлены требования, обеспечивающие безопасность.

Меры безопасности:

- использование механического перемешивания пропеллерными мешалками вместо погружного насоса;

- конструкция нитратора должна обеспечивать эффективный теплосъем, использование змеевиков для охлаждения, а не рубашки;

- вести точный контроль и регулирование температуры нитромассы в аппарате с помощью термопар;

- в схеме автоматизации учитывать наличие следующих блокировок: отсечка подачи компонентов при остановке мешалки и при достижении опасного параметра температуры;

- перемешивающее устройство должно быть высокоэффективным, гидродинамика процесса должна обеспечивать предотвращение локальных зон разогрева, особенно при низкой термостабильности;

- время пребывания реакционной массы в аппарате должно быть минимальным также с целью предотвращения возможности разложения нитропродуктов;

- наличие аварийного слива и соответствующих блокировок в схеме автоматизации;

- по возможности процессы должны проводиться в непрерывном режиме, так как позволяет сократить объемы реакторов и соответственно уменьшить количество нитропродуктов в аппарате

- использование малогабаритных реакторов, обеспечивающих интенсификацию массо- и теплообменных процессов, улучшение контроля и регулирования технологического процесса.

Все указанные выше условия позволяют избежать аварии, при соблюдении всех технологических условий.

Кроме того, таким производствам как динитрохлоргидридстирола и динитрометилоксигидринстирол необходимо при строительстве уделять такое же внимание, как в производстве ВВ:

- расчет норм загрузки здания ВВ;

- расчет внутренних и внешних безопасных расстояний при строительстве производственных цехов.

Если по расчетным данным производство относится по степени опасности к категории А взрывоопасных зданий, то необходимо эти здания снабжать защитным валом.

Ацетилнитрат CH₃CO∙ONO₂нестабилен в присутствии H₂Oи при повышенной температуре, он мгновенно разлагается при этих внешних воздействиях. В отсутствии воды может сохраняться при температуре не выше 20°С в течении нескольких суток. Теплота взрывчатого превращения ацетилнитрата 2180 кДж/кг (528 ккал/кг), тротиловый эквивалент 0,5. В случае использования кислотных смесей для нитрования создается потенциальная опасность взрыва еще до начала нитрования.

Из-за опасности этой нитрующей смеси Госгортехнадзором были внесены рекомендации, запрещающие использовать эти смеси во всех случаях кроме тех, где другая нитрующая смесь не может быть использована

Известны взрывы душистых веществ. В США по технологии Блаунокс и в г. Калуге (в 1873 г.) произошли взрывы парфюмерных заводов при получении одного и того же продукта - мускуса амбрового (добавка, придающая устойчивость духам). В качестве исходного вещества использовали метиловый эфир третбутилметакрезола:

.

Мускус амбровый

В г. Калуге использовали реактор емкостью 500 м³, снабженный змеевиками для охлаждения и пропеллерной мешалкой. Уксусный ангидрид подавали при температуре минус 5°С, к нему добавляли HNO₃ при температуре выше 0°С. Нитрующую смесь охлаждали до минус 8°С и в течении четырех часов дозировали к ней при температуре не выше минус 5°С раствор исходного углеводорода в уксусном ангидриде. После окончания слива массу выдерживали при температуре 0°С. Авария началась с отрыва крышки аппарата под воздействием адиабатического расширения образовавшихся газов. Затем был второй взрыв. Разрушилось оборудование и часть здания. При расследовании комиссией не удалось выявить точную причину аварии. Заключение комиссии: образование газов и паров, высокое давление из-за скачка температуры, мощность вторичного взрыва складывалась из взрыва смеси уксусного ангидрида с азотной кислотой и паров мускуса амбрового. Аналогичные аварии на стадии нитрования из-за неквалифицированного персонала случались на многих химических предприятиях. В конце 80-х – начале 90-х г.г. на заводах по получению нитросоединений вменили отделы по безопасности производства, снабдили их соответствующей литературой.

Дата добавления: 2014-01-07