1、三氯氫硅又稱三氯硅烷、硅氯仿
2、分子式為SiHCl3
用于有機硅烷和烷基、芳基以及有機官能團氯硅烷的合成,是有機硅烷偶聯劑中最基本的單體,也是生產半導體硅、單晶硅的原料,隨著有機硅烷偶聯劑工業的發展而出現供不應求,生產量越來越大。
3、三氯氫硅的理化特性及生產原理
三氯氫硅是采用硅粉與氯化氫氣體在流化床反應器中生成。它是無色液體,易揮發,易潮解,在空氣中發生反應產生白煙,遇水分解,溶于苯、醚等有機溶劑。屬一級遇濕易燃物品,易燃易爆,遇水反應產生氯化氫氣體;它與氧化劑發生強烈反應,遇明火、高熱時發生燃燒或爆炸。
4、其物理特性如下:
比重:1.35;
相對氣體密度:4.7;
沸點:31.8℃;
飽和蒸氣壓(14.5℃)53.33Kpa;
閃點:-13.9℃(開杯);
自燃溫度:175℃;
爆炸下限:6.9%;
爆炸上限:70%;
溶解性:溶于苯、醚等有機溶劑;
具有急性毒性。
5、三氯氫硅生產的火災危險性分析
三氯氫硅生產的原料都是不燃物質,但是其生產過程中的產物大都是易燃易爆物質,如氫氣、三氯氫硅、氯氣等。
1、電解食鹽水的火災危險性
(1)電解時有強大的電流通過,如果電氣的絕緣不良極易產生電火花,電解車間經常有氫氣泄漏,遇到電火花或其它明火會發生燃燒或爆炸。
(2)如氫氣與氯氣相混,達到爆炸極限范圍,遇光也會發生爆炸。
2、三氯氫硅合成的火災危險性
SiHCl3的合成是在280℃~300℃的溫度下進行的,已經超過了SiHCl3的自燃溫度175℃,在合成過程中如果SiHCl3發生泄漏,或者空氣進入反應器,極易引起燃燒、爆炸或中毒事故。并且SiHCl3有毒、遇水燃燒,給火災撲救帶來一定的困難。
3、三氯氫硅貯罐的火災危險性
SiHCl3的貯罐如果發生泄漏,其危險性遠遠大于工藝管道泄漏的危險性,因為其貯量大,一旦發生泄漏,如果不及時堵漏,影響會不斷擴大。貯罐區因為冷卻用水的需要,經常有水存在,泄漏的SiHCl3遇水發生反應,產生有毒的HCl,向四周擴散,給搶險救援工作帶來困難。
6、防火防爆對策
在三氯氫硅生產的各個工序中,為防止火災、中毒,要嚴格執行各項消防安全制度,嚴格控制工藝指標,嚴格操作規程。加強對設備管道的維護保養,嚴防跑、冒、滴、漏。具體預防措施如下:
1、火源管理。在生產中進行檢修時使用的工具應該是不產生火花的工具,嚴禁用鐵器敲打設備或管道,工作人員應穿棉制品工作服。生產和貯罐區禁止明火,生產中動火要嚴格執行有關安全管理制度。
2、防止跑、冒、滴、漏。生產過程中產生的大都是易燃易爆有毒物質,生產設備、工藝管道和貯罐如果發生泄漏極易釀成火災、爆炸和中毒事故。因此,日常工作中要做好安全檢查,不留死角,設備要定期檢修,發現問題及時采取補救措施,修復存在跑、冒、滴、漏的部位。
3、配置應急工具和消防設施。應該配備一定數量的防毒面具、自給式空氣呼吸器、手套、堵漏工具。應急隊的人員要經常進行演練,熟練掌握各種情況下的堵漏方法和處置措施。貯罐區常備干砂的量最好不少于一個貯罐的容積,廠內倉庫存放一定的水泥作應急之用。配備一定數量的手提式二氧化碳和干粉滅火器。
4、生產工藝中的防火防泄漏措施。
(1)三氯氫硅的合成、除塵和精餾工段。HCl氣體緩沖罐與合成爐之間應設止回閥,防止合成爐的SiHCl3回到緩沖罐。應控制HCl氣體的流量,控制合成爐內的溫度。對設備管道要經常進行維護保養,防止三氯氫硅泄漏。在生產中要保持整個系統的密閉,用99.99%的氮氣進行保護。
(2)三氯氫硅的儲存。三氯氫硅的沸點較低,需在低溫下儲存,三氯氫硅的貯罐設置低溫保護裝置和降溫措施。由于三氯氫硅有潛在的燃燒爆炸危險,所以它的貯罐應與生產裝置要有一定的防火間距,并且要設防火堤,降溫水的排放管道經過防火堤處要設閘閥。貯罐應設靜電接地裝置和避雷裝置。貯罐內的氣相要與氮氣系統相連進行保護,貯罐的氣相與外部連通的平衡管(放空管)應與尾氣回收系統相連,不能直接排空,并應設止回閥和阻火器。貯罐區應設一個備用罐,緊急情況下應將泄漏的貯罐內的物料轉移至備用罐,防止大量泄漏。
7、泄漏處理和火災撲救
生產和儲存中如果發生三氯氫硅泄漏,應根據泄漏量的大小劃出一定的警戒范圍,禁止無關人員和車輛進入警戒區,切斷警戒區內的所有火源,迅速撤離泄漏污染區內的人員至安全地帶。如果是貯罐發生泄漏,又不能及時排除泄漏,就應該將發生泄漏的貯罐內的三氯氫硅用氮氣壓入備用罐內。如果是生產中的設備和管道發生泄漏,應立即停止生產,并迅速關閉有關閥門切斷物料輸送。泄漏地帶有水源時,應用干砂土圍成隔離帶,將泄漏的三氯氫硅與水隔離開來。搶險人員進入危險區域時應佩戴自給式呼吸器或防毒面具。應先查明泄漏部位的泄漏狀況。由于貯存三氯氫硅的容器為常壓容器,應針對不同的泄漏部位采取不同的堵漏措施,切斷泄漏源,用砂土、水泥吸收殘留液。
三氯氫硅泄漏后發生燃燒時,應采用干砂、二氧化碳、干粉、水泥滅火,禁止直接用水和泡沫撲救。