甲苯二異氰酸酯(TOLUENE DIlSOCYANATE)英文縮寫為TDI.TDI廣泛地用于制造聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯彈性體(聚氨酯彈性體廣泛地應(yīng)用于實(shí)芯輪胎、膠帶、膠輥襯里、油封、密封圈、模墊、電器元件灌封、粘臺(tái)劑及涂層等)、涂料、粘臺(tái)劑,還可用于乙烯基聚合物的薄膜、天然橡膠的表面加工、涂料的耐藥品性添加劑、紡織加工等方面。聚氨酯粘合劑對(duì)金屬、術(shù)材、橡膠、織物、大部分塑料都有很好的親和性。TDI的應(yīng)用,已隨著聚氨酯工業(yè)的迅速發(fā)展而越來越廣泛 下面筆者淺談TDI生產(chǎn)工藝的火災(zāi)危險(xiǎn)性及預(yù)防措施。
l .TDI生產(chǎn)的工藝流程及化學(xué)反應(yīng)方程式
1.1 TDI的工藝流程
TDI工藝過程第一步是硝化(在這里采用二次二硝化的方法),在35℃~45℃以重量份數(shù)為25%~30%的硝酸和重量份數(shù)為55% ~58 %的硫酸所組成的混酸來硝化甲苯,得到含鄰硝基物為55% ~60%,間硝基物為2 %~5% 和對(duì)硝基物為35% ~40的%混臺(tái)產(chǎn)物,將這三種異構(gòu)體從混合物中分離出來.再以60% 硝酸和30 %硫酸所組成混酸分別硝化這三種異構(gòu)體,從而得到2,4一二硝基甲苯 第二步是還原將二硝基甲苯溶于甲醇中,以鈀一碳為觸媒,在150-200大氣壓和100℃下還原二硝基苯為二胺基甲苯第三步為光氣化,將二胺基甲苯溶于氯苯中,按常規(guī)光氣化法即可制得甲苯二異氰酸酯。
1.2 化學(xué)反應(yīng)方程式(這里只寫主反應(yīng))
1.2.1 甲苯的硝基化制取二硝基甲苯
1.2.2 二硝基甲苯的還原(即氫化)制取甲苯二胺
2.TDI生產(chǎn)的火災(zāi)危險(xiǎn)性
TDI生產(chǎn)中易燃易爆物料很多。生產(chǎn)過程中的原料、中間產(chǎn)品如甲苯、氫氣、二硝基甲苯、一氧化碳、甲苯二胺等都是易燃易爆的物質(zhì)。
2.1 TDI生產(chǎn)的硝化階段的火災(zāi)危險(xiǎn)性
原料甲苯是一無色易燃的液體,蒸氣有毒,爆炸極限為1.27% ~7%.中間產(chǎn)品硝基苯是有毒的可燃液體,其爆炸下限為1.8% ;二硝基甲苯雖不屬高爆等級(jí)的物品,但當(dāng)引爆后,它具有77% 的TNT爆炸強(qiáng)度,是一種易燃易爆的高危險(xiǎn)物質(zhì),急劇加熱易爆炸,其單獨(dú)貯存有一定的危險(xiǎn);反應(yīng)中使用的催化劑為濃硫酸和濃硝酸 濃硫酸遇水能大量放熱,甚至引起爆炸,它對(duì)大多數(shù)金屬有強(qiáng)腐蝕作用,硝酸是一強(qiáng)氧化劑,與有機(jī)材料接觸會(huì)著火,放出劇毒氣體。
2.2 二硝基甲苯還原階段的火災(zāi)危險(xiǎn)性
氫氣是易燃的氣體,遇到氯氣能發(fā)生猛烈的化學(xué)反應(yīng),在4% ~75% 的濃度范圍內(nèi),氫氣與空氣形成了強(qiáng)烈的爆炸性混合物;在還原工序用的催化劑干燥后,在空氣中還會(huì)自燃,并且生成的甲苯二胺也是一有毒的易燃液體。
2.3 合成光氣階段的火災(zāi)危險(xiǎn)性
一氧化碳是一種有毒的易燃?xì)怏w,空氣中含有12%~ 75% 的一氧化碳,就構(gòu)成了爆炸性混合物,并由于火花、火焰存在及有熱源時(shí)就能夠爆炸,在空氣中是高允許濃度為30 mg/m3;氯氣雖是非燃燒和非爆炸的.正如氯氣能使一定的物質(zhì)燃燒一樣.許多有機(jī)化學(xué)品迅速與氯氣發(fā)生反應(yīng),如與無水氨氣反應(yīng),急劇加熱易爆炸 光氣雖然不易燃易爆.但它是劇毒氣體.遇水有腐蝕性,空氣中最高允許濃度為0.000 01 .TDI為無色有毒的可燃液體,遇到熱源、火種時(shí)也可劇烈燃燒
3.防火防爆對(duì)策
3.1 杜絕一切火源在TDI生產(chǎn)的各工序中.為防止火災(zāi),要嚴(yán)格執(zhí)行防火制度。在生產(chǎn)中進(jìn)行檢修要使用不引起火花的工具.嚴(yán)禁用鐵器敲打設(shè)備和管線,嚴(yán)禁穿帶釘子的鞋,在任何操作廠房?jī)?nèi)都需要穿安全鞋;不得在暖氣或高溫設(shè)備上烘烤易燃物品。
3.2 防止靜電放電液體在管道內(nèi)的流速不應(yīng)過大,如甲苯加入量應(yīng)為1 800 kg/h,硝基苯的加人量應(yīng)控制為2 835 kg/h,二硝基甲苯加人量應(yīng)控制在1 900 kg/h~3 800 kg/h,甲苯二胺的加人量應(yīng)控制在2 207 kg/h 灌注液體時(shí),應(yīng)防止液體飛濺和劇烈的攪拌現(xiàn)象;向貯槽輸送液體的管道.要放在液面之下或?qū)⒁后w沿容器的內(nèi)壁緩慢流下,以免發(fā)生靜電;TDI生產(chǎn)各工序的金屬設(shè)備.要有安全可靠的接地措施,防止靜電的積累
3.3 為防止電火花的產(chǎn)生,在TDI生產(chǎn)中的一些工序,如氫氣鋼瓶附近或使用氫氣的地方的電器設(shè)備,應(yīng)該使用本質(zhì)安全型的防爆電氣設(shè)備
3.4 要控制好混合物的組成.使其組成處在爆炸極限之外,防止氣體混合物的爆炸,其次,要控制和消除各種用以點(diǎn)火的能量。
3.5 由于二硝基甲苯有潛在爆炸破壞的能力,所以它的貯槽應(yīng)該和裝置分開設(shè)置。二硝基甲苯貯存應(yīng)稀釋成乳液(二硝基甲苯與水的體積比為1:3)
3.6 防止跑冒滴漏,生產(chǎn)中接觸的物料大都是易燃易爆的有毒物質(zhì),生產(chǎn)設(shè)備、工藝管線和貯罐等出現(xiàn)跑冒滴漏易釀成火災(zāi)。因此,日常生產(chǎn)中要作好安全檢查,不留任何死角,及時(shí)采取補(bǔ)救措施,修復(fù)存有跑冒滴漏的部位。
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