Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
L'influence des impuretés à l'état de traces sur le risque de réactions chimiques indésirables ne fait pas fréquemment l'objet d'études générales visant à attirer l'attention sur ce sujet et à tirer des conclusions utiles à l'amélioration de la sécurité des procédés chimiques. Cependant, l'influence d'impuretés à l'état de traces est fréquemment invoquée dans des enquêtes concernant des accidents survenus dans l'industrie chimique, pour expliquer la survenue inattendue et indésirable de réactions chimiques violentes de décomposition thermique. La contamination de substances chimiques présumées pures, par des impuretés à l'état de traces, peut modifier considérablement leur stabilité thermique et permettre leur décomposition thermique inattendue, dans des conditions normales de procédé par ailleurs. Sont présentés des exemples représentatifs de ce phénomène qui est à l'origine de nombreux accidents.
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The influence of impurity traces on the risk of undesired chemical reactions has not been very often the subject of general studies conducted in order to raise awareness on this issue and draw useful conclusions for the improvement of the safety of chemical process safety. However, the influence of impurity traces is frequently identified in the event of accidents in the chemical industry and accounts for the unexpected and undesired occurrence of violent chemical reactions of thermal decomposition. The contamination of supposedly pure chemical substances by impurity traces can significantly modify their thermal stability and induce their unexpected thermal decomposition, under otherwise normal process conditions. This article provides representative examples of this phenomenon which is the cause of numerous accidents.
Auteur(s)
-
Jean-Louis GUSTIN : Expert en sécurité des procédés, Rhodia Recherches et Technologies
INTRODUCTION
L'influence des impuretés à l'état de traces sur le risque de réactions chimiques indésirables ne fait pas fréquemment l'objet d'études générales visant à attirer l'attention sur ce sujet et à tirer des conclusions utiles à l'amélioration de la sécurité des procédés chimiques . Cependant, l'influence d'impuretés à l'état de traces est fréquemment invoquée dans des enquêtes concernant des accidents survenus dans l'industrie chimique, pour expliquer la survenue inattendue et indésirable de réactions chimiques violentes de décomposition thermique. La contamination de substances chimiques présumées pures, par des impuretés à l'état de traces, peut modifier considérablement leur stabilité thermique et permettre leur décomposition thermique inattendue, dans des conditions normales de procédé par ailleurs. Des exemples représentatifs de ce phénomène qui est à l'origine de nombreux accidents sont discutés dans ce dossier. Les exemples rapportés sont tirés de nos articles publiés précédemment et ils concernent des conditions de procédés très diverses. Le contenu de ce dossier a fait l'objet en 2001 d'un exposé à la Société française de génie des procédés (SFGP) qui en a encouragé la publication plus large. Une première publication s'en est suivie dans le Journal of Loss Prevention in the Process Industries en 2002 .
Les exemples considérés ici successivement sont :
-
l'influence des impuretés à l'état de traces sur la stabilité thermique des dérivés nitrés organiques ;
-
l'influence des impuretés à l'état de traces sur la stabilité thermique de monomères réactifs, avec deux exemples de monomères réactifs, l'acétate de vinyle et l'oxyde d'éthylène .
Les impuretés à l'état de traces dans les matières premières utilisées dans l'industrie chimique peuvent avoir un impact sur les grands procédés chimiques dans lesquels on tient compte évidemment de leur présence. Elles sont également la cause de fréquents accidents. Deux exemples semblables sont présentés dans ce dossier :
-
la présence de trichlorure d'azote dans les procédés de fabrication du chlore ;
-
la présence de sulfure d'hydrogène et de mercaptans dans les gaz de pétrole et dans le raffinage du pétrole brut.
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Présentation
Risque lié à la formation de NCl3 dans la chimie du chlore
En anglais
3. Influence des impuretés à l'état de traces et des matériaux de construction sur la stabilité thermique de l'oxyde d'éthylène
L'oxyde d'éthylène est un monomère réactif obtenu par oxydation de l'éthylène. Dans les procédés d'ethoxylation, on fait réagir l'oxyde d'éthylène avec différents substrats pour produire des surfactants, des solvants et divers produits dits de spécialités chimiques. Par suite de l'instabilité thermique de l'oxyde d'éthylène en phase liquide et en phase gazeuse, et de la réactivité de l'oxyde d'éthylène avec d'autres substances chimiques, y compris avec l'eau, de nombreux accidents se sont produits dans la fabrication et dans la mise en œuvre de l'oxyde d'éthylène. Les informations présentées dans ce chapitre sont tirées des articles en référence qui concernent la sécurité des réactions d'éthoxylation, et dont on peut recommander la lecture à tous les lecteurs intéressés par ce sujet.
3.1 Accidents dans la production de l'oxyde d'éthylène
Il est intéressant de passer en revue les principaux accidents survenus dans la production de l'oxyde d'éthylène, car ils peuvent avoir des causes communes avec les accidents survenus dans les ateliers d'étoxylation.
-
Explosion à l'usine Olin Mathieson, Doe Run Kentucky, USA, le 17 avril 1962
Dans cet accident, une cuve de stockage d'oxyde d'éthylène de 26 m3 s'est rompue violemment. L'explosion du nuage de vapeur d'oxyde d'éthylène qui s'est échappé du stockeur a entraîné des dommages mécaniques aux installations voisines. Cet accident a été causé par un retour d'ammoniaque en provenance d'un réacteur tubulaire produisant de l'éthanolamine, vers le stockage d'oxyde d'éthylène ...
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Influence des impuretés à l'état de traces et des matériaux de construction sur la stabilité thermique de l'oxyde d'éthylène
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GROLIER BARON (R.) - Hazards caused by trace substances. - 7th International symposium loss prevention and safety promotion in the process industries, Taormina, Italy, 4-8 May 1998, 63-01 to 63-13.
-
(2) - GUSTIN (J.-L.) - Influence of trace impurities on chemical reaction hazards. - J. Loss Prev. Process Ind., vol. 15, p. 37-48 (2002).
-
(3) - GUSTIN (J.-L.) - Runaway Reaction Hazards in Processing Organic Nitrocompounds. - I. Chem. E. Symposium Series, 141, p. 393-403 (1997).
-
(4) - GUSTIN (J.-L.) - Runaway Reaction Hazards in Processing Organic Nitrocompounds. - Organic Process Research Development, 2(1), p. 27-33 (1998).
-
(5) - GUSTIN (J.-L.), LAGANIER (F.) - Understanding Vinyl Acetate Polymerization Accidents. - 1st Internet Conference on Process safety, 27-29 janv. 1998.
-
(6) - GUSTIN (J.-L.), LAGANIER (F.) - Understanding...
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