蔡华伟

(杭州安全生产科学技术有限公司)

聚合工艺普遍应用在塑料、合成橡胶、化学纤维、涂料等工业中,是生产高分子聚合物的主要反应。根据不同的反应机理,聚合工艺可分为逐步聚合和连锁聚合,连锁聚合中又可分为自由基型聚合、离子(阴离子或阳离子)型聚合及配位络合聚合。据聚合的方法不同又可分为本体法、溶液法、乳液法、悬浮法等不同的聚合方法。

一、聚合工艺的特点及对安全操作的影响

高放热、高黏度是聚合工艺共同的特点。带压操作是许多聚合工艺的操作条件,少数超高压聚合工艺其反应压力甚至超过250MPa。

聚合工艺作为化学反应的一种,也遵循化学反应动力学的基本原理。反应动力学告诉我们,反应速度是反应物的浓度、反应级数及反应温度的函数,在反应体系中反应物的浓度越大或反应级数越高,或温度越高反应速度就越快。在浓度、反应级数一定的情况下,温度对反应速度的敏感程度取决于该反应活化能的大小,活化能越大越敏感。如反应温度为400℃,活化能为293KJ/mol,当温度升高9℃时反应速度就提高1倍,对于放热反应而言,也就是说单位时间内反应放出的热量为原来的2倍。因此对于聚合工艺,控制反应物浓度和温度对反应的安全进行具有非常重要的意义。

从以上反应动力学的原理可知,在聚合工艺中一旦系统的移热速率跟不上反应的放热速率时,反应温度就会上升,温度上升又会使反应加速,放热速率加快,放热速度加快使系统的移热速率更加跟不上,反应温度更加升高……这样就形成了恶性循环,直至发生事故。