环戊烷.doc

1 环戊烷的理化特性 目前，在西欧发达工业国家中，对环戊烷作为HCFC替代物，表现出极大的兴趣。在目前我国家电行业中，环戊烷发泡也是HCFC替代的主导方向。因此，必须了解并掌握环戊烷的理化特性。 (1) 环戊烷不含卤素，在大气中寿命短，其降解半衰期为10～15 h，几天内即可被安全分解，不会消耗并破坏大气层中的臭氧，ODP值等于零； (2) 环戊烷的GWP值很小，仅为CFC-11的1/10000～4/10000； (3) 环戊烷与CFC-11相比，其分子质量相对要小约50%，使用环戊烷作发泡剂，用量可节省近一半。 (4) 环戊烷气相导热系数较小，仅比CFC-11大0.005W/(m·K)，使用环戊烷作发泡剂，对聚氨酯硬质泡沫体的绝热性能影响较小，可以满足冰箱等家电对绝热性能的技术要求。 (5) 环戊烷极易燃烧，其气体与空气相混可形成爆炸性混合物，遇明火、高热极易燃烧爆炸；与氧化剂接触会产生强烈反应，甚至引起燃烧；由于环戊烷气体密度比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。 2 环戊烷发泡系统基本工艺配置 环戊烷由于具有可燃性，在空气中的爆炸极限范围较宽。因此，出于安全考虑，需要对其设备和生产环境进行相应的改造。 在厂房方面要采取措施防止环戊烷爆炸燃烧。 在设备工艺配置方面则应采取一系列安全防爆措施。 环戊烷发泡系统的主要工艺配置是：环戊烷储存输送系统，环戊烷静态预混系统，环戊烷高压发泡机，环戊烷发泡生产线，环戊烷监测报警装置，安全围房、防静电，抽排风系统。 基本流程见框图1。  图1 环戊烷发泡系统工艺流程 3 国内环戊烷发泡系统装备制造技术水平及发展现状 20世纪90年代中期，随着国内家电行业环戊烷改造工作的全面展开，许多国外公司如德国亨内基、意大利Cannon等公司相继在中国参与环戊烷改造，并提供了一系列环戊烷发泡设备。同时，国内也有部分聚氨酯发泡设备制造企业参与了此项工作。起初，主要是进行改造配套。随着环戊烷发泡工艺在我国家电行业的广泛应用及许多原料供应商和发泡设备制造商对环戊烷发泡技术研究的不断深化，逐步完善并不断改进设备制造工艺水平。国内一些知名家电企业如青岛海尔、广东科龙公司等已经清楚看到这一点，开始将部分改造工程交给国内发泡设备制造企业承担，已取得较好效果，改造费用大为降低，当前许多家电企业已纷纷将环戊烷改造工作全部在国内消化。 其中国内较早从事环戊烷改造工作的湖南湘潭精正设备制造有限公司已先后为青岛海尔、广东科龙等提供了环戊烷改造，公司成立十年来不断发展壮大，从最初只能制造环戊烷储罐，到现在已能承担环戊烷改造项目交钥匙工程，并多次在国内家电行业环戊烷改造招标中中标。公司已与德国亨内基公司及克劳斯玛菲公司、意大利Cannon公司等进行了良好的合作，公司承担的环戊烷改造项目全部执行德国TüV安全标准，并得到TüV认证。 4 环戊烷发泡装备技术分析 4.1 环戊烷储罐 作为储存液态环戊烷的储罐，一般容积为35m3，按照II类压力容器标准设计、制造、检验，罐体为双层结构，罐体内层设计压力为0.2 MPa，罐体夹层设计压力为0.075 MPa，考虑到防爆要求，储罐一般安装在地下，周围设置防护井，并设置排水装置，防止储罐周围积水。 储罐顶部设置有卸料井和输料井，每个井口都装有环戊烷气体探头，储罐夹层充注乙二醇或氮气进行检漏。环戊烷槽车通过卸料平台向罐内加料， 同时，进行液位监测和泄漏监控，当发生泄漏报警或溢料报警时，进料阀和出料阀同时关闭，此时，需采取措施进行紧急处理。 对于储罐区，一般按0区标准设计，电气控制部分与罐区安全距离一般大于10 m。 4.2 多元醇环戊烷静态预混站 多元醇/环戊烷静态预混是一种连续式预混装置，通过二台计量泵分别计量多元醇和环戊烷，国外和国内现在都普遍采用静态混合器进行混合，混合比例采用流量计进行监测，并设置误差报警信号，在预混站内，除配置多元醇工作料罐外，通常还配置一个多元醇/环戊烷混合物中间料罐，在预混站内还设置有围房，环戊烷探头及抽排风装置。 目前，国内和国外聚氨酯设备制造商提供的静态预混站，其多元醇计量装置都是采用德国力士乐公司的柱塞式计量泵，环戊烷计量采用多头式隔膜计量泵、静态混合器。一般混合压力设定3～5 MPa，就能够保证两种原料的充分混合。 为了保证环戊烷无泄漏，计量泵和电机联接，以及料罐搅拌全部采用磁性联轴节传动，提高设备工作的安全性。 多元醇和环戊烷的混合效果，同时也与原料料温、粘度和流量有关系，为了保证良好的混合效果，一般还要通过平衡计算。 4.3 环戊烷高压发泡机 环戊烷高压发泡机与普通高压发泡机的主要区别是多元醇/环戊烷侧电气部分全都采用防爆设计，并设置有围房、抽排风装置，环戊烷气体监测报警装置，按照TüV标准，环戊烷发泡机防爆电机最低