王海江
摘 要:丙烯酸是一种重要的化工原料,丙烯酸及其系列物无论是在工业生产还是人们的日常生活中都发挥着无可替代的作用。海运由于其运输量大、价格便宜等优点,已然成为丙烯酸运输的重要途径。然而,丙烯酸的理化性质、反应性质及危害性质让我们不得不认真对待,深刻了解其特性,认真对待海上运输过程中的注意事项并采取预防措施是保证安全运输的前提条件,也是我国相关行业发展的基本保障。
关键词:丙烯酸 海上运输 特性 安全
1.引言
丙烯酸在工业生产中最主要的用途是制备成丙烯酸酯,是发展成为重要的高分子化学工业的原料。丙烯酸及其系列物也可以用于涂料、化纤、纺织、皮革、塑料、粘和剂、石油开采等各个领域。正是由于丙烯酸具有这一系列的应用优势以及易燃、腐蚀等危险性质,成为了散装液体化学品船舶运输的重要成分。在海上运输丙烯酸时一定要时刻牢记它的相关特性,针对相关特性采取合适的作业及监管方法,以保证丙烯酸的运输安全。
2.丙烯酸的相关性质
丙烯酸又称压克力酸,是化学式为C3H4O2的有机化合物,是最简单的不饱和羧酸,由一个乙烯基和一个羧基组成。纯的丙烯酸是无色澄清液体,带有特征的刺激性气味,有腐蚀性。它可与水、醇、醚和氯仿互溶,是由从炼油厂得到的丙烯制备的。丙烯酸可发生羧酸的特征反应,与醇反应也可得到相应的酯类。最常见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,其聚合物用于合成树脂、合成纤维、高吸水性树脂、建材、涂料等工业部门。2.1物理性质
具体的理化性质见表1。
2.2反应性质
具有双键及羧基官能团的联合反应、可以发生加成反应、官能团反应以及酯交换反应、长制备多环和杂环化合物、易被氢还原为丙酸、遇碱能分解成甲酸和乙酸。
其中在海上运输中影响最严重的就是丙烯酸的聚合反应。丙烯酸的聚合反应是自发进行的,所以即使在稳定的温度下进行运输也是难以避免聚合反应发生的,但是温度会在极大程度上影响丙烯酸聚合反应的速度。一旦丙烯酸的聚合反应发生,其纯度会受到很大的影响。此外,如果储存丙烯酸的温度过高,聚合反应剧烈放热,会产生大量气体,使存储的密闭容器内气压快速上升。但是保存丙烯酸的温度又不可以小于13℃,不然丙烯酸会凝固,而融解时会使丙烯酸的局部温度过高而发生聚合反应。
2.3危害性质
(1)丙烯酸是易燃物品,其蒸汽和空气混合会形成具有爆炸性质的混合物,在高温、明火的条件下会燃烧爆炸。由其化学性质可知,遇热的聚合反应放热产生蒸汽,若温度较高,很可能会引起容器破裂和爆炸等事故。与氧化剂能发生强烈反应,遇光、水分、过氧化物及铁质也易自聚而引起爆炸。
(2)丙烯酸的酸性较强,具有腐蚀性,有强烈刺激。对呼吸道有刺激性,高浓度吸入引起肺水肿。有麻醉作用。眼直接接触可致灼伤。对皮肤有明显的刺激和致敏作用。口服强烈刺激口腔及消化道,可出现头晕、呼吸困难,神经过敏。
3.运输过程中的注意事项及相关建议
3.1合理控制温度
由于温度对丙烯酸的聚合反应有着控制的作用,在船舶运输过程中一定要时刻关注货舱内的温度,控制在15~25℃之间,最好选择在20度左右,过高会加速聚合反应,过低会使丙烯酸凝固。另外散装化学品船舶基本上是每一个液货舱都由自己专用的液货泵和液货管路,输送丙烯酸时泵工作会发热,会使管道中的丙烯酸温度升高,一定要检测该处丙烯酸的温度。同时,在舱室和输送管道上安装温度报警设备,一旦测得丙烯酸的温度高于40℃,应立即停止作业。
3.2注意货舱气压值
由于丙烯酸在货舱内部稳定温度也会发生聚合反应,会产生蒸汽,使得舱内的气压上升。所以在装载丙烯酸使不应装满整个舱室,应留出足够的空间。通常情况下舱室上部的剩余空间不得小于10%。如果舱室的温度高于正常的存储要求,聚合反应更加剧烈,使得舱室内的蒸汽含量急剧增高,气压值急剧上升,所以时刻监督舱室内的气压情况,当发现舱内气压过高时切莫直接进行通风,要使用适当的阻聚剂来溶液来调节。
3.3装货前舱室及管道的清洁
在装载丙烯酸之前一定要注意上个航次所运输的物质是否会与丙烯酸进行反应和传输管道内的残余物也要注意及时清理。在清洁舱室和管道时要充分利用船上的一些洗舱经验报告和洗舱手册中的一些洗舱方式。先前的一些洗舱经验和洗舱方法有必要采纳,因为洗舱方法主要取决于货舱的设计、气温和水文、下一载货物以及当时所处的环境。货物的物理和化学性质是决定洗舱程序的一个重要因素。易于与丙烯酸发生反应的物质包括过氧化物、硫醇、硝基化合物、过硼酸盐、叠氮化物、醚、酮、醛、胺、硝酸盐、亚硝酸盐、氧化剂、还原剂、强碱、活性碱等。
3.4控制货舱内的氧气含量
通常情况下要保证货舱上部的剩余空间里氧气的含量不低于5%,一般含氧量在5%~20%之间,因为为了控制丙烯酸的聚合反应所加入的阻聚剂需要在有充足氧气含量的条件下才可以达到理想的效果。
3.5监测船舶上重点位置丙烯酸的浓度
由于丙烯酸具有强腐蚀、激烈刺激的特点及船舶舱室并非完全气密的状态,导致船舶上会有一定的丙烯酸挥发物。在船的工作人员一定要详细的掌握丙烯酸的浓度,以降低船员工作在这样的环境下的危害。结合重气理论和气相条件对船舶以下区域进行监测:
(1)压力真空阀(PV阀)
压力真空阀(PV阀)是由压力阀和真空阀组成,安装于货舱透气管上,能随货舱内蒸气正负压变化而自动启闭,使货舱内外气压差保持在允许值范围的阀值内,压力真空阀(PV阀)在装货时调节液货舱内外大气压,会有货物挥发到空气中通过压力真空阀(PV阀)到大气中,附近设置的采样点。
(2)货舱道门
货舱道门是与外界甲板通道的门,装货过程中货舱道门是关闭的,但还会有挥发性气体通过缝隙扩散。这些采样点具体位置要结合重气理论和气相条件确定,采样点应尽量靠近甲板面,采样时在背风区采样。船员值班期间在装货区需来回走动检查,以防重大泄露影响安全,该期间装货区要保持安全通畅。
(3)生活区
在生活区选取装期间值班船员停留的区域,船员值班期间去餐厅吃饭或经过货物配载室门口走廊,船员衣服和皮肤上会有挥发物残留,因此设置这些采样点是必要的。根据《危险化学品操作规范》规定装载有毒货物期间,为了防止装货区内的空气扩散到生活区,生活区域的门应关紧,生活区内空调开启内循环。装货过程中挥发物扩散到驾驶台将直接影响船员对船舶的驾驶安全。
4.结束语
随着丙烯酸及其系列物的应用领域越来越广泛,运输量的不断提高,而其特性又使运输过程中存在着风险。海上运输时船员必须对该种货物的性质和运输要求牢记于心,并要针对其特性使用相关的监测与管理方法,合理运用船上的各种设施,做到险情的提前防范。杜绝事故的发生或将事故的损害降到最低。
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