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pvA生产工艺过程风险评估
一、前言
聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性高分子聚合物,除了用做维纶原料
外,还用于涂料、粘合剂乳化剂、纸加工助剂、薄膜等方面。
下面以福建永安化纤纺织集团有机厂电石乙炔法聚乙烯醇树脂
生产为例,对聚乙烯醇生产过程危险性进行分析评价,同时提出相
应安全对策措施。该公司聚乙烯醇树脂生产是我国自行设计而成的
九套生产线之一。
二、生产工艺简介
该公司的生产工艺主要包括合成、精馏、聚合、醇解和回收,
简述如下:由电石加水生成的粗乙炔从界区外送入,经乙炔钠氏泵
增压进入清净塔,以次氯酸钠清净除硫、磷杂质、综合洗涤后,所
得精乙炔通过鼓风机与醋酸蒸汽按一定摩尔比混合,进入沸腾床式
反应器,以酯酸锌为催化剂进行合成反应,生成醋酸乙烯,同时生
成付反应物乙醛、醋酸甲酯和丁烯醛等,经过精馏分离出未反应的
乙炔大部分返回乙炔鼓风机循环使用,少部分回收处理后同粗乙炔
一起进入清净塔除杂质。醋酸乙烯、乙醛、醋酸甲酯和丁烯醛以及
未反应的醋酸等组成的反应液泵送到精馏工序,以蒸汽为动力、硫
叉二苯胺为阻聚剂,通过10个塔的精馏、萃取、共沸分离出精醋酸
返回合成工序使用,精制出的醋酸乙烯纯度达到99%,以偶氮二异
丁睛/甲醇溶液为引发剂、精甲醇为溶剂按比例连续进入第一个聚合
釜进行一段聚合,然后进入第二个聚合釜进行二段聚合,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单体呈均相溶
液,进入精馏塔,分离出的醋酸乙烯单体和甲醇分别返回作为聚合
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,
送到醇解工序进行醇解,生成固体聚乙烯醇以及醋酸甲酯、醋酸钠
等,通过固液分离,固体聚乙烯醇进入粉碎机和干燥机,夹套通蒸
汽除去甲醇、醋酸甲酯等杂质。聚乙烯醇絮状树脂送包装工序包装
成产品;挤压机母液经沉淀、压滤进一步回收聚乙烯醇,清液主要是
甲醇水溶液,和干燥机出来的甲醇、醋酸甲酯冷凝液作为母液送回
收工序,分离回收甲醇、醋酸。
三、生产过程危险性分析
1.醋酸乙烯合成工序
(1)粗乙炔清净
本单元使用次氯酸钠作为乙炔清净剂,次氯酸钠为强氧化剂,
在碱性条件下才能稳定,如果制备次氯酸钠过程中水、氢氧化钠和
氯气配比控制不好,产生过氯或PH值偏低,氯气可能溢出造成污染
事故。在清净塔内,氯可能同乙炔生成二氯乙烯,随洗涤废液排
出,遇空气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产过程中,如果循环乙炔内氧含量超标,
形成爆炸性气体,在乙炔鼓风机输送过程有产生爆炸的危险。在管
道内输送流速太大或压力过高,或负压太大,空气进入系统有可能
导致爆炸事故。本工序使用的原料氯气为剧毒物品,氢氧化钠为腐
蚀品,乙炔、醋酸和合成的醋酸乙烯等均为火灾爆炸危险物品,在
反应器中乙炔同醋酸的合成是放热反应,反应温度较高(160-
210℃),如果操作不当或系统故障未及时排除故障,可能发生物料
喷出,造成化学灼烫、高温灼烫、窒息中毒或燃烧爆炸事故。
2.醋酸乙烯精馏工序
本工序反应液中含有醋酸乙烯、醋酸、丁烯醛、乙醛和醋酸甲
酯等危险物质,物料温度高,所用蒸汽压力为0.4Mpa,设备管道、
阀门和输送泵存在泄漏可能,如果通风不良或处理不当,易产生人
员中毒、灼伤甚燃烧爆炸事故。
3.醋酸乙烯聚合工序
聚乙烯醇采用溶液聚合,该工艺相对安全可靠。但是当发生突
发性停电或设备故障事故时,聚合釜搅拌器停转,聚合热无法导
出,存在产生温度、压力失控的爆聚危险性。聚合生产的危险化学
品是醋酸乙烯单体、甲醇、聚醋酸乙烯酯甲醇溶液和引发剂偶氮二
异丁腈甲醇溶液。这些物品一旦泄漏,都有引起燃烧爆炸的危险
性,该工序精馏塔釜液温度比聚合生产高,如果泄漏可能导致造成
高温灼烫事故。引发剂偶氮二异丁腈不但易燃,而且有毒,在用甲
醇配制成溶液过程如果操作不当或未穿戴好手套、防毒面具等劳动
保护用品,操作人员有中毒的危险。
4.聚醋酸乙烯酯醇解工序
醇解工序存在的危险化学品是甲醇/醋酸甲酯混合物、甲醇/氢
氧化钠溶液和有爆炸危险性的聚乙烯醇粉尘。在粉碎机粉碎过程,
特别是进入第二粉碎机时,机内有甲醇、聚乙烯醇粉尘等爆炸性混
合物,刀片括擦时产生火星易引发爆炸燃烧事故。在聚乙烯醇干燥
过程,干燥机在微真空状态下脱除气体甲醇和醋酸,易产生空气漏
入形成爆炸性气体,威胁安全。该工序机械较庞大,转动机械较
多
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