?? 一、前言
??? 聚乙烯醇(PVA)是一種水溶性高分子聚合物,除了用做維綸原料外,還用于涂料、粘合劑乳化劑、紙加工助劑、薄膜等方面。
??? 下面以福建永安化纖紡織集團有機廠電石乙炔法聚乙烯醇樹脂生產(chǎn)為例,對聚乙烯醇生產(chǎn)過程危險性進行分析評價,同時提出相應(yīng)安全對策措施。該公司聚乙烯醇樹脂生產(chǎn)是我國自行設(shè)計而成的九套生產(chǎn)線之一。
??? 二、生產(chǎn)工藝簡介
??? 該公司的生產(chǎn)工藝主要包括合成、精餾、聚合、醇解和回收,簡述如下:由電石加水生成的粗乙炔從界區(qū)外送入,經(jīng)乙炔鈉氏泵增壓進入清凈塔,以次氯酸鈉清凈除硫、磷雜質(zhì)、綜合洗滌后,所得精乙炔通過鼓風機與醋酸蒸汽按一定摩爾比混合,進入沸騰床式反應(yīng)器,以酯酸鋅為催化劑進行合成反應(yīng),生成醋酸乙烯,同時生成付反應(yīng)物乙醛、醋酸甲酯和丁烯醛等,經(jīng)過精餾分離出未反應(yīng)的乙炔大部分返回乙炔鼓風機循環(huán)使用,少部分回收處理后同粗乙炔一起進入清凈塔除雜質(zhì)。醋酸乙烯、乙醛、醋酸甲酯和丁烯醛以及未反應(yīng)的醋酸等組成的反應(yīng)液泵送到精餾工序,以蒸汽為動力、硫叉二苯胺為阻聚劑,通過10個塔的精餾、萃取、共沸分離出精醋酸返回合成工序使用,精制出的醋酸乙烯純度達到99%,以偶氮二異丁睛/甲醇溶液為引發(fā)劑、精甲醇為溶劑按比例連續(xù)進入第一個聚合釜進行一段聚合,然后進入第二個聚合釜進行二段聚合,生成一定聚合度的聚醋酸乙烯酯,同甲醇和未聚合的醋酸乙烯單體呈均相溶液,進入精餾塔,分離出的醋酸乙烯單體和甲醇分別返回作為聚合原料,而合格的聚醋酸乙烯酯/甲醇溶液含聚醋酸乙烯酯25%左右,送到醇解工序進行醇解,生成固體聚乙烯醇以及醋酸甲酯、醋酸鈉等,通過固液分離,固體聚乙烯醇進入粉碎機和干燥機,夾套通蒸汽除去甲醇、醋酸甲酯等雜質(zhì)。聚乙烯醇絮狀樹脂送包裝工序包裝成產(chǎn)品;擠壓機母液經(jīng)沉淀、壓濾進一步回收聚乙烯醇,清液主要是甲醇水溶液,和干燥機出來的甲醇、醋酸甲酯冷凝液作為母液送回收工序,分離回收甲醇、醋酸。
??? 三、生產(chǎn)過程危險性分析
??? 1.醋酸乙烯合成工序
??? (1)粗乙炔清凈
??? 本單元使用次氯酸鈉作為乙炔清凈劑,次氯酸鈉為強氧化劑,在堿性條件下才能穩(wěn)定,如果制備次氯酸鈉過程中水、氫氧化鈉和氯氣配比控制不好,產(chǎn)生過氯或PH值偏低,氯氣可能溢出造成污染事故。在清凈塔內(nèi),氯可能同乙炔生成二氯乙烯,隨洗滌廢液排出,遇空氣生成氯乙炔引起激烈爆炸。
??? (2)醋酸乙烯合成
??? 在合成醋酸乙烯的生產(chǎn)過程中,如果循環(huán)乙炔內(nèi)氧含量超標,形成爆炸性氣體,在乙炔鼓風機輸送過程有產(chǎn)生爆炸的危險。在管道內(nèi)輸送流速太大或壓力過高,或負壓太大,空氣進入系統(tǒng)有可能導(dǎo)致爆炸事故。本工序使用的原料氯氣為劇毒物品,氫氧化鈉為腐蝕品,乙炔、醋酸和合成的醋酸乙烯等均為火災(zāi)爆炸危險物品,在反應(yīng)器中乙炔同醋酸的合成是放熱反應(yīng),反應(yīng)溫度較高(160-210℃),如果操作不當或系統(tǒng)故障未及時排除故障,可能發(fā)生物料噴出,造成化學(xué)灼燙、高溫灼燙、窒息中毒或燃燒爆炸事故。
??? 2.醋酸乙烯精餾工序
??? 本工序反應(yīng)液中含有醋酸乙烯、醋酸、丁烯醛、乙醛和醋酸甲酯等危險物質(zhì),物料溫度高,所用蒸汽壓力為0.4 Mpa,設(shè)備管道、閥門和輸送泵存在泄漏可能,如果通風不良或處理不當,易產(chǎn)生人員中毒、灼傷甚燃燒爆炸事故。
??? 3.醋酸乙烯聚合工序
??? 聚乙烯醇采用溶液聚合,該工藝相對安全可靠。但是當發(fā)生突發(fā)性停電或設(shè)備故障事故時,聚合釜攪拌器停轉(zhuǎn),聚合熱無法導(dǎo)出,存在產(chǎn)生溫度、壓力失控的爆聚危險性。聚合生產(chǎn)的危險化學(xué)品是醋酸乙烯單體、甲醇、聚醋酸乙烯酯甲醇溶液和引發(fā)劑偶氮二異丁腈甲醇溶液。這些物品一旦泄漏,都有引起燃燒爆炸的危險性,該工序精餾塔釜液溫度比聚合生產(chǎn)高,如果泄漏可能導(dǎo)致造成高溫灼燙事故。引發(fā)劑偶氮二異丁腈不但易燃,而且有毒,在用甲醇配制成溶液過程如果操作不當或未穿戴好手套、防毒面具等勞動保護用品,操作人員有中毒的危險。
??? 4.聚醋酸乙烯酯醇解工序
??? 醇解工序存在的危險化學(xué)品是甲醇/醋酸甲酯混合物、甲醇/氫氧化鈉溶液和有爆炸危險性的聚乙烯醇粉塵。在粉碎機粉碎過程,特別是進入第二粉碎機時,機內(nèi)有甲醇、聚乙烯醇粉塵等爆炸性混合物,刀片括擦時產(chǎn)生火星易引發(fā)爆炸燃燒事故。在聚乙烯醇干燥過程,干燥機在微真空狀態(tài)下脫除氣體甲醇和醋酸,易產(chǎn)生空氣漏入形成爆炸性氣體,威脅安全。該工序機械較龐大,轉(zhuǎn)動機械較多,存在機械傷害、觸電等事故的危險性。干燥好的聚乙烯醇樹脂風送到包裝崗位進行包裝,存在揚塵可能性,作業(yè)人員若未配備可靠的防塵口罩會受到粉塵引起的健康傷害。