王海江
摘 要:丙烯酸是一種重要的化工原料,丙烯酸及其系列物無論是在工業(yè)生產(chǎn)還是人們的日常生活中都發(fā)揮著無可替代的作用。海運由于其運輸量大、價格便宜等優(yōu)點,已然成為丙烯酸運輸?shù)闹匾緩?。然而,丙烯酸的理化性質、反應性質及危害性質讓我們不得不認真對待,深刻了解其特性,認真對待海上運輸過程中的注意事項并采取預防措施是保證安全運輸?shù)那疤釛l件,也是我國相關行業(yè)發(fā)展的基本保障。
關鍵詞:丙烯酸 海上運輸 特性 安全
1.引言
丙烯酸在工業(yè)生產(chǎn)中最主要的用途是制備成丙烯酸酯,是發(fā)展成為重要的高分子化學工業(yè)的原料。丙烯酸及其系列物也可以用于涂料、化纖、紡織、皮革、塑料、粘和劑、石油開采等各個領域。正是由于丙烯酸具有這一系列的應用優(yōu)勢以及易燃、腐蝕等危險性質,成為了散裝液體化學品船舶運輸?shù)闹匾煞?。在海上運輸丙烯酸時一定要時刻牢記它的相關特性,針對相關特性采取合適的作業(yè)及監(jiān)管方法,以保證丙烯酸的運輸安全。
2.丙烯酸的相關性質
丙烯酸又稱壓克力酸,是化學式為C3H4O2的有機化合物,是最簡單的不飽和羧酸,由一個乙烯基和一個羧基組成。純的丙烯酸是無色澄清液體,帶有特征的刺激性氣味,有腐蝕性。它可與水、醇、醚和氯仿互溶,是由從煉油廠得到的丙烯制備的。丙烯酸可發(fā)生羧酸的特征反應,與醇反應也可得到相應的酯類。最常見的丙烯酸酯包括丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸-2-乙基己酯。烯酸及丙烯酸酯可以均聚及共聚,其聚合物用于合成樹脂、合成纖維、高吸水性樹脂、建材、涂料等工業(yè)部門。2.1物理性質
具體的理化性質見表1。
2.2反應性質
具有雙鍵及羧基官能團的聯(lián)合反應、可以發(fā)生加成反應、官能團反應以及酯交換反應、長制備多環(huán)和雜環(huán)化合物、易被氫還原為丙酸、遇堿能分解成甲酸和乙酸。
其中在海上運輸中影響最嚴重的就是丙烯酸的聚合反應。丙烯酸的聚合反應是自發(fā)進行的,所以即使在穩(wěn)定的溫度下進行運輸也是難以避免聚合反應發(fā)生的,但是溫度會在極大程度上影響丙烯酸聚合反應的速度。一旦丙烯酸的聚合反應發(fā)生,其純度會受到很大的影響。此外,如果儲存丙烯酸的溫度過高,聚合反應劇烈放熱,會產(chǎn)生大量氣體,使存儲的密閉容器內(nèi)氣壓快速上升。但是保存丙烯酸的溫度又不可以小于13℃,不然丙烯酸會凝固,而融解時會使丙烯酸的局部溫度過高而發(fā)生聚合反應。
2.3危害性質
(1)丙烯酸是易燃物品,其蒸汽和空氣混合會形成具有爆炸性質的混合物,在高溫、明火的條件下會燃燒爆炸。由其化學性質可知,遇熱的聚合反應放熱產(chǎn)生蒸汽,若溫度較高,很可能會引起容器破裂和爆炸等事故。與氧化劑能發(fā)生強烈反應,遇光、水分、過氧化物及鐵質也易自聚而引起爆炸。
(2)丙烯酸的酸性較強,具有腐蝕性,有強烈刺激。對呼吸道有刺激性,高濃度吸入引起肺水腫。有麻醉作用。眼直接接觸可致灼傷。對皮膚有明顯的刺激和致敏作用??诜娏掖碳た谇患跋?,可出現(xiàn)頭暈、呼吸困難,神經(jīng)過敏。
3.運輸過程中的注意事項及相關建議
3.1合理控制溫度
由于溫度對丙烯酸的聚合反應有著控制的作用,在船舶運輸過程中一定要時刻關注貨艙內(nèi)的溫度,控制在15~25℃之間,最好選擇在20度左右,過高會加速聚合反應,過低會使丙烯酸凝固。另外散裝化學品船舶基本上是每一個液貨艙都由自己專用的液貨泵和液貨管路,輸送丙烯酸時泵工作會發(fā)熱,會使管道中的丙烯酸溫度升高,一定要檢測該處丙烯酸的溫度。同時,在艙室和輸送管道上安裝溫度報警設備,一旦測得丙烯酸的溫度高于40℃,應立即停止作業(yè)。
3.2注意貨艙氣壓值
由于丙烯酸在貨艙內(nèi)部穩(wěn)定溫度也會發(fā)生聚合反應,會產(chǎn)生蒸汽,使得艙內(nèi)的氣壓上升。所以在裝載丙烯酸使不應裝滿整個艙室,應留出足夠的空間。通常情況下艙室上部的剩余空間不得小于10%。如果艙室的溫度高于正常的存儲要求,聚合反應更加劇烈,使得艙室內(nèi)的蒸汽含量急劇增高,氣壓值急劇上升,所以時刻監(jiān)督艙室內(nèi)的氣壓情況,當發(fā)現(xiàn)艙內(nèi)氣壓過高時切莫直接進行通風,要使用適當?shù)淖杈蹌﹣砣芤簛碚{(diào)節(jié)。
3.3裝貨前艙室及管道的清潔
在裝載丙烯酸之前一定要注意上個航次所運輸?shù)奈镔|是否會與丙烯酸進行反應和傳輸管道內(nèi)的殘余物也要注意及時清理。在清潔艙室和管道時要充分利用船上的一些洗艙經(jīng)驗報告和洗艙手冊中的一些洗艙方式。先前的一些洗艙經(jīng)驗和洗艙方法有必要采納,因為洗艙方法主要取決于貨艙的設計、氣溫和水文、下一載貨物以及當時所處的環(huán)境。貨物的物理和化學性質是決定洗艙程序的一個重要因素。易于與丙烯酸發(fā)生反應的物質包括過氧化物、硫醇、硝基化合物、過硼酸鹽、疊氮化物、醚、酮、醛、胺、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氧化劑、還原劑、強堿、活性堿等。
3.4控制貨艙內(nèi)的氧氣含量
通常情況下要保證貨艙上部的剩余空間里氧氣的含量不低于5%,一般含氧量在5%~20%之間,因為為了控制丙烯酸的聚合反應所加入的阻聚劑需要在有充足氧氣含量的條件下才可以達到理想的效果。
3.5監(jiān)測船舶上重點位置丙烯酸的濃度
由于丙烯酸具有強腐蝕、激烈刺激的特點及船舶艙室并非完全氣密的狀態(tài),導致船舶上會有一定的丙烯酸揮發(fā)物。在船的工作人員一定要詳細的掌握丙烯酸的濃度,以降低船員工作在這樣的環(huán)境下的危害。結合重氣理論和氣相條件對船舶以下區(qū)域進行監(jiān)測:
(1)壓力真空閥(PV閥)
壓力真空閥(PV閥)是由壓力閥和真空閥組成,安裝于貨艙透氣管上,能隨貨艙內(nèi)蒸氣正負壓變化而自動啟閉,使貨艙內(nèi)外氣壓差保持在允許值范圍的閥值內(nèi),壓力真空閥(PV閥)在裝貨時調(diào)節(jié)液貨艙內(nèi)外大氣壓,會有貨物揮發(fā)到空氣中通過壓力真空閥(PV閥)到大氣中,附近設置的采樣點。
(2)貨艙道門
貨艙道門是與外界甲板通道的門,裝貨過程中貨艙道門是關閉的,但還會有揮發(fā)性氣體通過縫隙擴散。這些采樣點具體位置要結合重氣理論和氣相條件確定,采樣點應盡量靠近甲板面,采樣時在背風區(qū)采樣。船員值班期間在裝貨區(qū)需來回走動檢查,以防重大泄露影響安全,該期間裝貨區(qū)要保持安全通暢。
(3)生活區(qū)
在生活區(qū)選取裝期間值班船員停留的區(qū)域,船員值班期間去餐廳吃飯或經(jīng)過貨物配載室門口走廊,船員衣服和皮膚上會有揮發(fā)物殘留,因此設置這些采樣點是必要的。根據(jù)《危險化學品操作規(guī)范》規(guī)定裝載有毒貨物期間,為了防止裝貨區(qū)內(nèi)的空氣擴散到生活區(qū),生活區(qū)域的門應關緊,生活區(qū)內(nèi)空調(diào)開啟內(nèi)循環(huán)。裝貨過程中揮發(fā)物擴散到駕駛臺將直接影響船員對船舶的駕駛安全。
4.結束語
隨著丙烯酸及其系列物的應用領域越來越廣泛,運輸量的不斷提高,而其特性又使運輸過程中存在著風險。海上運輸時船員必須對該種貨物的性質和運輸要求牢記于心,并要針對其特性使用相關的監(jiān)測與管理方法,合理運用船上的各種設施,做到險情的提前防范。杜絕事故的發(fā)生或將事故的損害降到最低。
參考文獻:
[1]景志剛,王學麗,南洋,等.丙烯酸生產(chǎn)工藝發(fā)展趨勢[J].當代化工,2008(03):312-315.
[2]馬俊.丙烯酸的工業(yè)儲存要點[J].廣東化工,2008(06):58-60.
[3]莊德建.化學品船裝卸貨綜合評價研究[D].大連海事大學,2008.
[4]高亮.散裝液體化學品船舶安全裝運之研究[D].大連海事大學,2009.
[5]孫寶江.重氣泄漏擴散影響因素分析及模型研究[J].科技視界,2015,21(26):42-43.endprint