环戊烷发泡培训和学习

2、为什么采用环戊烷呢？
无毒，性质较稳 定
ODP值，即臭氧 消耗值为0
符合“蒙特 利尔协议”
温室效应很小， 对环境影响极小 价格低廉
几种烷烃发泡剂的物性指标比较
环戊烷的气相热导率在烷烃发泡剂中最低，它在聚醚多元醇中的 溶解度相对较高，是用量最大的烷烃发泡剂.
沸点 ℃ 密度20℃ 蒸气压20℃,kPa λ25℃，mW/（m· K） 闪点 ℃ 大 气寿命 燃烧极限(V%) GWP100a ODP
4、发泡夹具的改造
接地
充氮保 护 抽风系统
戊烷监测系统 将电气系统改造成二级 防爆系统
模具充氮保护
• 在充注PU之前对模腔内充注氮气
• 模腔内80%的气体需要被氮气置换
• 3种方法:
• 混合头直接充氮 • 通过一个在混合头上增加的充氮头 • 单独的充氮系统
抽风系统
• 在发泡过程中, 5%的戊烷会散发到空气中（按照假如加入到POL中的 量来计算） • 建议安装持续排风系统, 并且在检测到戊烷浓度报警信号的情况下加 大排风量
1
2
3
4
• 环戊烷性质稳定，一般不易与其它物质发生化学反应。
5
• 环戊烷不溶于水, 但对丙酮、醚、苯、醇、四氯化碳 等有机溶剂有较好的溶解性。环戊烷对除丁腈橡胶外 的其它橡胶有溶解性
6
• 环戊烷属低毒类，吸入蒸汽有毒，能引起肺炎。环戊 烷刺激眼睛和皮肤，长期与皮肤接触可能引起皮炎。 蒸汽浓度高时有轻微麻醉作用
1,4
LEL 100% (Lower Explosion Limit)
Mixture too lean - not explosive
0,56 0,28 0
40 % of LEL : plant shutdown
20 % of LEL : audible visual warning

Sensor maesuring range
117
-103.5 32.05 0.433 无 9.7 5.6-17.7
环戊烷 70 -93.7 49.3 0.7454 -42 12
爆炸范围 (Vol)%
1.1-8.3
2、物化性质及危险特性：
• 环戊烷是无色透明流动液体, 有类似汽油的臭味, 易于挥发， 是性质稳定的环烷烃。 • 环戊烷极易燃，易挥发，其蒸汽与空气易形成爆炸混合物， 遇强氧化剂、明火、高热均会引起燃烧、爆炸。在火场中， 受热的容器有爆炸危险。 • 其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火 会引起回燃。禁止倾倒入暗渠。
3.发泡站
• • • • • • 1、高压发泡机（ISO、POL） 2、中间罐 3、计量泵 4、模具 5、氮气保护系统 6、抽风系统
• 聚醚．环戊烷计量装置及测试装置安装在带托架的防护罩内，并安装 环戊烷气体监测探头、排风装置及其监控流量计。计量泵安装双密封 自动监控装置，防止计量泵产生泄漏。
环戊烷发泡系统示意图
• 环戊烷／多元醇混合料的料罐由氮气保压，其搅拌轴与搅拌电机的连 接采用磁性连轴节，电机为防爆电机，且料罐用隔离罩分隔，并配有 检测探头、抽风系统及防爆三级控制系统； • 混合料计量泵电机为防爆电机，计量泵及电机也用隔离罩分隔，并配 有检测探头、抽风系统及防爆三级控制系统； • 异氰酸酯料罐和计量泵不必防爆； • 根据环戊烷释放速度和释放量，选用可充氮气的混合头，使注射前能 向模腔充氮，且注射时使混合料与异氰酸酯进行高速碰撞混合。所有 接触混合料的装置须防静电火花并接地。
3、储存及保管：
●槽罐贮存，建议使用地下储罐。
●若为地上储罐，则应加装水喷淋系统降温，尽量避免阳光直射。 ●若为桶装，则应储存于阴凉通风的易燃液体库房内，库房温度 控制在26℃以下。可与其他易燃液体、有机溶剂同库贮存，不得 与性质有抵触物品同库贮存。
●轻装轻卸，严防包装破损和泄露，防止静电、火源，严禁与强 氧化剂共同储存和配装。

wk.baidu.com
三、环戊烷发泡工艺
环戊烷发泡主要组成部分
ISO 储存
聚醚 储存
戊烷 储存
高压发 泡机
预混 站
发泡 模具
1.戊烷储存
由于环戊烷易挥发．环戊烷贮存单元通常安装在生产现 场以外．并采用地下贮罐形式。根据生产纲领、日生产 周期及班次以及单位时间产量可计算出环戊烷日消耗量， 考虑合适的贮罐容积 常用地下贮罐体积有10、15、20、 25、30、35m3等几种规格。环戊烷贮存设施由罐体、进 料系统、防溢装置、呼吸平衡装置、输送系统及安全报 警装置等组成
戊烷的易爆区域
%
Volume percent Pentane in air
Mixture too concentrated - not explosive 7,0
OEG
UEL (Upper Explosion Limit)
Hazardous area, explosion hazard
UEG 100%
环戊烷发泡工艺与安全学习
上海中集冷藏箱有限公司
一、环戊烷简介
•中文名：环戊烷(五亚甲基) •英文名：CYCLOPENTANE
•分子式： C5H10
•结构式： •相对分子量： 70.08 •危险性类别：低闪点易燃液体
1、基本物理常数： 项目 141B
分子量 熔点 （1atm） ℃
沸点（1atm） ℃ 相对密度（水=1） 闪点 ℃ 气相导热系数（25 ℃）mW/(m.K)
• 最好使用地下存储罐。料罐密封性要求很高，并且充满氮气作为 保护气。 • 要保证空气的流通性，并且配有戊烷浓度检测仪。
breathing system
feed line
delvery pump overflow safety system
gas displacement connection
Double-walled storage tank as per DIN 6608/2
CFC-11 23.8 1.49 88
8.7 无 50年 无 4000 1.0
HCFC-141b 32.1 1.24 69
9.7 无 9.4年 5.6-17.7 630 0.11
HPC-245fa 15.3 1.32 123
11.1 无 7.4年 无 820 0
HFC-365mfc 40.0 1.25 47
戊烷站安全
• (1)贮罐系统有单独的防静电接地网，其接地电阻应不大于规定的阻 值标准； • (2)贮罐医应与周围环境隔离(建立围栏或围墙)，并有足够的安垒阃 隔，应取得消防安全部门的认可； • (3)严格禁止火源、火种进入罐区； • (4)操作人员要穿防静电工作服及防静电胶鞋： • (5)要定期检查罐体有无泄漏：
●配备相应品种和数量的消防器材，灭火剂可用干粉、二氧化碳、 泡沫、砂土。用水灭火无效。
一、环戊烷应用概况
1、背景： ● 根据蒙特利尔议定书，欧洲及美国于1996年全面禁止氯氟烃 （CFC）的使用。中国从1995年起至2005年将逐步停止使用CFC。 ● 在欧洲，从1993年开始，最先普遍使用环戊烷作为CFC的替代 物，用作硬质聚氨酯泡沫绝缘层的发泡剂，应用于家电、建筑方面。 ● 在国内，自从签订议定书之后，中国环保总局和联合国环保署 （UNEP）及联合国开发计划署（UNDP）积极合作，引进无氟发泡改造 资助及设备，无偿帮助国内相关生产企业（冰箱和集装箱）进行环戊 烷发泡项目改造。到现在为止，国内冰箱企业基本采用环戊烷发泡。
• 探头：监测半径5m
2.预混站
• • • • 围房,包括门,接料盘及抽风管道 计量装置,包括聚醚和戊烷的计量泵 静态混合器 其它：不会漏料的隔膜泵、报警装置、出口、 防爆设备、接地装置等
预混站安全配置
环戊烷／多元醇预混系统的安全配置为：环戊烷的计量泵防爆； 所有可能接触环戊烷及其气体的装置防静电火花；电机、电器元 件均选用防爆等级；相应管道、接头及阀双层密封，管道上配置 电控截止阀；装有环戊烷及其混合料的容器均输入氮气保压，料 罐搅拌电机与搅拌轴的连接采用磁性连轴节；在环戊烷贮料罐、 计量泵、混合器及混合料罐等区域均配置隔板或护罩，并设有检 测探头、抽风系统及防爆控制系统。 该防爆控制系统的电源与设备电源分开，并分三级进行防爆控制： 第一级为正常工作时控制风机低速抽风，换气量约为每小时换气 l0次；第二级为当检测传感器检测到环戊烷浓度达到爆炸下限的 20％时，控制风机高速抽风；第三级为当检测传感器检测到环戊 烷浓度达到爆炸下限的4o％时，则切断设备电源，关闭环戊烷进 料阀，并使风机高速抽风，使环戊烷的释放浓度被控制在安全值 以下。
一级爆炸预防
• 处理和操作环戊烷及其混合物的基本原则是杜绝一切可燃及有爆炸隐患 的物品。这可以通过稀释环戊烷蒸气，或者根据E1指导方针采取合理措 施来预防爆炸。而且必须保证，含有环戊烷的空气周围一定不能有任何 形式的火源存在。 • • • • • 防爆电器系统 排风系统 戊烷传感器及气体报警系统 泄露监控和自控装置 设备自停装置
• 抽风管道上安装风压开关 • 无火花风机
Example of a extraction system 冰箱发泡线的抽风系统示例
Movable cores and fixed moulds
Movable moulds and fixed cores
安
• • • • • • • • • •
全
关键区域 以下区域需重点防范： 1、环戊烷及其混合物的存储 2、多元醇/环戊烷混合的预混站 3、多元醇/环戊烷的中间罐 4、计量单元 5、发泡站 6、拆模区域 7、最终产品存储 8、部分泡沫孔洞
10.6 -24 10.8年 3.5-13.0 840 0
HC 49 0.74 34
11.9 -37 几天 1.4-8.0 <15 0
从上表可以看出F-11除了ODP=1外，做为硬质PU发泡剂几乎没有什 么缺陷，141b的λ值也较理想，替代过程的设备无需大的改动，但 它除了ODP=0.11外，也有爆炸范围，对普通ABS有溶蚀作用等不足； 两种HFC的λ值居中，但365mfc有闪点，而245 fa价格大约是环戊 烷的4倍。环戊烷最大的缺点是易燃易爆，但它ODP值、GWP值及大 气中停留时间都是以上产品所不可比拟的。
环戊烷储存
戊烷浓度监测
• 浓度高的地方需要采用合适的气体警报装置来监测， 一旦浓度达到最低爆炸浓度（大约0.26%）的20%就会 闪光、鸣叫进行报警。如果达到最低爆炸极限的40%， 必须确保这些地方所有电气设备及电气开关断电。 • 避免混合物发生爆炸的另外一种可能方法是利用氮气 作为惰性气体，这对于储存含有环戊烷液体的日常储 存罐，机器储存罐等封闭容器非常重要，氮气可以一 直覆盖在罐子里。这也适用于发泡充满的孔腔。柜子、 管道以及其他孔洞也被泡沫充满之前最好优先用氮气 冲洗。
环戊烷安全问题技术方案
对于环戊烷的易燃易爆特性，选用防爆设备可以解决环戊烷易燃易爆的问题， 环戊烷在空气中的爆炸需要具备二个条件：空气达到浓度（1.4～8.7％）和外 部引燃火源(电器开关、马达等的电火花)。为此 1、配备实时的环戊烷泄露预警系统； 2、防爆地下发泡剂储罐，防爆预混系统、发泡机料罐防爆处理，发泡现场电器 防爆处理，所有设施管道等都进行了零接地处理； 3、门卫集中报警系统，与现场报警系统同步，确保险情及时发现、及时通过紧 急联络图沟通处置； 4、上位机监控系统。可以通过办公室微机与现场总监控室进行联网控制，实时 监察现场的数据信息及员工操作。 5、配置了两套抽风系统。在排气孔集中排放的集中几分钟时间同时启动迅速将 气体抽到厂房外大气中。另外，两套抽风系统互相起到备用作用，便于维修时 保障生产正常进行。 6、现场配置了足够的消防设施及应急逃生路线指示等； 7、发泡模具的惰性保护， 8、用N2代替压缩空气加压与吹扫， 9、根据报警系统对环戊烷的检测，对于不同浓度的环戊烷在空气中的含量产生 不同的警示，这时将启动不同的数量的风机将环戊烷抽走等等， 都是环戊烷安全生产的必要保障。
防爆区划分
• • • • • 根据有关安全标准，通常将防爆区划分为3个区域： 0区域，爆炸性危险气体长期稳定地存在的区域； 1区域：爆炸性危险气体有时出现的区域； 2区域：爆炸性危险气体很少出现，或即使出现，存在时间也很短的区域。 在环戊烷发泡整个工艺流程中，环戊烷贮罐、输送装置、计量装置是最危 险区域，属0区域； • 发泡设备中以聚醚及环戊烷为原料的聚醚组合料贮罐、输送装置、计量装 置、测试装置、发泡工序模具发泡浇注区以及熟化区属1区域： • 设备的其他部分属2区域