氯乙烯聚合工藝過程的危險源辨識

1、氯乙烯聚合工藝過程的危險源辨識張悅 景國勛摘要：氯乙烯聚合生產過程中有很多危險因素，這些因素可以引起事故，導致工藝停止生產、裝備損壞、甚至重大人員傷亡，造成不可估量的損失和巨大的影響。運用系統(tǒng)安全理論和方法，在氯乙烯聚合生產過程中對主要危險源，生產過程和危險作業(yè)單元進行危險源辨識，在蒙德法基礎上提出每一個工藝單元都應當進行危險源辨識，從而確定最需要進一步分析和評估的生產單元，通過不同的評價方法得到更加精確的評價結果，這對化工企業(yè)的危害識別和風險評估具有重大的借鑒意義。關鍵詞：危險源辨識 氯乙烯聚合 蒙德評價方法簡介 前言 隨著中國現(xiàn)代化建設，以及國家經濟發(fā)展迅速的，各種生產工藝需要越來越多的聚

2、氯乙烯，從而促進聚氯化生產快速增長，氯乙烯的聚合生產已經成為安全生產中的高危行業(yè)。在這個過程中有許多潛在的風險因素，其中包括主要控制聚合反應引起的閃燃、聚合反應失控或火災，爆炸和氯乙烯泄漏引起的中毒。一旦發(fā)生意外，這可能導致生產停止，設備損壞，巨大的經濟損失，重大人員傷亡，甚至產生社會和環(huán)境的的影響。因此，如果應用危險源辨識，可以提示氯乙烯聚合，甚至整個化工行業(yè)的安全生產的發(fā)展，有針對性地確定危險因素，在VC聚合生產過程中具有重大的理論研究價值和應用前景。 有人提出，應在化工生產中進行重大危險源辨識，在本文中，根據(jù)生產裝置的工藝單元的特點，通過材料、生產技術和手工操作，并指出每個生產單元應在蒙

3、德評價方法的基礎上定性的分析，以確定需要進一步的分析和評價的重點單元。1. 懸浮法制作PVC 精制的氯乙烯單體在一定的配方下在聚合釜中和引發(fā)劑，分散劑和水通過攪拌發(fā)生反應，偶氮化合物或過氧化物為引發(fā)劑，纖維素醚和聚乙烯醇被用著分散劑，水做分散和傳熱介質，成為懸浮懸浮聚合PVC樹脂。把懸浮液分離后離心、洗滌、脫水、空氣干燥、流體干燥、篩分和包裝。2.生產工藝流程 聚合過程采用70.5立方米的鍋爐，利用分布式控制系統(tǒng)（DCS）進行恒溫操作和自動控制。通過一定的程序把純凈水，VCM和各種添加劑加入到聚合釜中，在一定的溫度和壓力條件下氯乙烯發(fā)生聚合反應，產生聚氯乙烯，然后把PVC漿輸送到儲罐中，并在汽

4、提塔中把VC從PVC顆粒中分離出來，然后干燥，包裝入庫。由壓縮機壓縮和冷凝回收未反應的VC單體。PVC生產過程中如圖1.3. 危險源辨識3.1識別危險物質 VC是VC聚合生產過程中比較大的危害，其危險特性的主要參數(shù)如表表1 主要材料的危險參數(shù)名稱溶點沸點閃點自然溫度爆炸極限飽和蒸汽壓力毒性/0C/0C/0C/0C/%/(KPa0C-1）VC-159.8-13.4<-50415346.53/25最低毒性表2 主要材料的危險特性和參數(shù)名稱可能的危險因素危險材料的分類VC 它是可燃物質，能與空氣混合形成爆炸混合物，遇到高溫或明火，會引起燃燒和爆炸，在沒有抑制劑的情況下可以大幅度聚合燃燒。其蒸氣

5、比空氣重，能擴散到較遠和低洼的地方，遇到明火會發(fā)生回燃。如果它還可以通過呼吸道和皮膚進入人體，會引起昏迷甚至死亡?？扇細怏w3.2.1 VC聚合的裝置 在聚合裝置的主反應是，VC和引發(fā)劑、分散劑和水在攪拌的情況下反應，偶氮化合物或過氧化物作引發(fā)劑，纖維素醚個PVA作為分散劑，水為分散和傳熱介質，這種反應屬于聚合。該單位的主要危險因素如下。（1） 引起聚合反應的引發(fā)劑存儲溫度應低于90C，必須與其他物質分開，不能有明火和其他熱源，否則引起爆炸（2） 用于聚合反應中的VC是易燃，有毒的，明火會引起爆炸事故。如果人體吸入泄露到空氣中大量的VC，它可以引起頭暈、乏力等，逐步發(fā)展為精神錯亂，站立不穩(wěn)，四肢

6、痙攣，呼吸衰弱，最后意識喪失，甚至死亡。（3） 在輸送氯乙烯，管道壓力會越來越高，如果管道泄露，遇到明火極易發(fā)生火災和爆炸事故。（4） 在惰性氣體混合聚合釜中，聚合釜的壓力將急劇上升，在反應過程中，導致漏水，甚至發(fā)生爆炸事故。（5） 聚合反應時放熱反應，如果引發(fā)劑過量，反應速度過快，溫度和壓力會急劇上升，冷卻水被大量蒸發(fā)，產生的熱量不能及時的消除，很容易發(fā)生過溫，過壓，甚至爆炸。如果冷卻水供應裝置發(fā)生故障，冷卻水流量的壓力過低或水溫過高，通過反應產生的熱量大于出去的熱量，同時會發(fā)生反應失控。如果攪拌發(fā)生故障，由反應發(fā)生的熱量不能及時的被分散，同樣的也會引起爆炸事故。（6） 如果用-350C含有

7、Cl離子的冷卻鹽水，它會引起設備腐蝕。3.2.2 PVC分離單元 無論是解析或擴散，VC在紙漿中穿過固體PVC膜層，擴散到水和低濃度的VC中，VC可以溶解在水中。VC解吸過程中紙漿的高度，水的壓力不斷減少的情況下會有部分VC氣體蒸發(fā)，樹脂顆粒均勻，多孔性，具有膜等。主要危險因素的單元如下。（1） 在把VC從PVC分離過程中時，會用到蒸汽和氣體加熱打破水液層的靜壓阻力。如果蒸汽泄漏或與蒸汽管道接觸，很有可能會造成燙傷。（2） 如果汽提塔的頂部和底部溫度很低，這會影響PVC和產品的質量（3） 長期使用汽提塔，可能會導致塔中有結垢，這會影響材料的輸送，并引起材料的凝結，最終影響正常的生產和壓差增加。

8、（4） 在汽提塔運行了一段時間后，然后利用采樣及分析氣柜中的VC是否達標，否則就會產生混合爆炸性氣體，引起爆炸事故。3.2.3 VC的壓縮和回收 70.5立方米汽提塔的轉換率一般是在80%，所以又大量的未反應的VCM需要回收。因為在早期回收的過程中高壓氣體VC是直接進入冷凝器中變成液體的VC，在回收生產過程的后期階段壓力降低，VC運送到壓縮機冷凝器中，通過提高壓力，繼續(xù)回收VC直到達到極限。單元的主要危險因素如下。（1） 如果回收VC的管道或設備發(fā)生泄漏，遇到明火或熱源有可能引發(fā)火災和爆炸事故。（2） 在循環(huán)氣中的氧含量較高的情況下，當它進入回收單體氣柜可能會引起爆炸事故。（3） 在回收過程中

9、的聚合抑制劑含量低，導致管道淤積，從而影響回收利用和排水，液體單體流入氣柜中，造成潛在的安全問題和影響聚合生產產量。（4） 冷凝器污染嚴重，影響氣體VC的冷卻，導致大量的氣體VC回收到氣柜中，造成潛在的安全問題和影響聚合產量。（5） 當冷卻水溫度過高，其壓力過低，會影響凝結，并有可能引起爆炸事故。3.3 辨識經營單位的危險VC聚合的生產過程中涉及到許多設備,更苛刻的工藝參數(shù)要求,所以在生產過程中許多危險都直接或間接地從人為錯誤,最終引起火、爆炸、或中毒事故的發(fā)生。運行中主要的危險分析如表3。表3 經營單位危險特性分析序號異?，F(xiàn)象事故原因事故類型1單體管道泄漏閥門打開失敗，管道和閥門泄漏故障火災，爆炸，中毒2聚合釜泄漏壓力不足和缺乏檢