一、生產特點
懸浮法氯乙烯聚合最關鍵的工序是聚合過程,即氯乙烯、水、分散劑和引發劑等按一定配比在聚合釜中進行聚合反應,反應放出熱量由聚合釜夾套通入冷卻水帶出.關鍵設備聚合釜攪拌軸的密封、人孔墊、管口墊、安全閥等裝置均嚴格遵守試壓制度和定期更換制度,防止氯乙烯泄漏。聚合釜如操作不當,氯乙烯發生激烈反應,造成聚合釜溫度、壓力在短時期內急驟上漲,會使安全閥起跳,使大量氯乙烯外逸,此時最易發生空間爆炸事故。因此,生產者必須了解本工段的生產特點,確保本工段的安全操作。
1.易燃易爆
除了氯乙烯具有易燃易爆性質外,引發劑也具有易燃易爆性。例如引發劑EHP在10℃以上會自然分解而爆炸,因此EHP不能在室溫下貯放,必須貯放在-10℃以下的伶凍庫內。
聚合釜設備上所有管道包括安全閥都要保持暢通狀態,否則,一旦遇到聚合釜超溫超壓時,就會從設備受壓薄弱點--人孔墊中噴出氯乙烯,產生靜電而發生空間爆炸。表14—1給出原料及中間體的燃燒爆炸性能。
2.有毒有害
除了氯乙烯是有毒有害物質外,聚合的其它各種助劑也是有毒的。例如人體長期接觸高濃度EHP,會刺激眼等粘膜,嚴重者有惡心、頭痛等癥狀。偶氮二異丁睛急性中毒癥狀為頭暈、血壓下降,嚴重會抽搐、昏迷。有機錫急性中毒癥狀為損害肝、膽道,長期與皮膚接觸造成皮炎屬三級毒性。
3.操作頻繁
由于氯乙烯聚合是間斷性操作,每聚合一釜要手動開、關幾十只閥門,稍有疏忽開錯閥門就會引起重大事故。全國許多聚氯乙烯生產廠由于操作上的疏忽,開錯閥門或忘記關閥門引起事故為數不少。因此在操作時頭腦必須清醒,做到萬無一失。
表14--l原料及中間體的燃燒爆炸性能(略)
注:l.閃點:指危險品--空氣混合物在接近火源或因量大引起的閃然(燃燒不蔓延并立即熄滅)時的最低溫度。
2.自燃點:指危險品未與火源(火或火星)接觸而著火時的溫度。
3.爆炸范圍:指該氣體在空氣中的可能發生爆炸的濃度范圍。在此范圍內,遇因明火電火花(或靜電積聚)撞擊摩擦而產生火花。或溫度升高達著火點等,該氣體混合物均會引起爆炸,與爆炸同時發生可燃性氣體和液體的著火燃燒。
4.人身事故多
氯乙烯在聚合釜中進行聚合,它在釜壁很易結一層很薄的粘壁物,如不及時清除的話,該粘壁物隨聚合次數增加而加厚,不僅影響傳熱,而且粘壁物剝落后嚴重影響產品質量。為了除去這層粘壁物,就必須人工下釜用鏟刀除去,以前有好多廠未很好地執行下釜的安全規
定,例如下釜前忘拔聚合釜攪拌的保險絲造成人身死亡,未經分析釜內氯乙烯和含氧量就下釜,釜內氯乙烯含量高而死亡,下釜清理未將各管道閥門作隔離,開借閥門造成氯乙烯倒竄入釜內而死亡……種種事故屢見不鮮。
二、安全操作要點
(一)嚴格按聚合配方投料
氯乙烯聚合反應是放熱反應,如果“單體多加”、“分散劑忘加”、“升溫忘開攪拌”、“引發劑多加”等均會引起反應激烈,產生超溫超壓,嚴重者會發生爆炸性聚合,聚合釜投料前應檢查各閥是否關好,某廠曾出現過忘關出料底閥就投料而引起爆炸的事故。因此每個操作者對聚合投料的各種原材料必須按配方要求準確計量,雙人復核。
(二)聚合釜升溫前必須檢查與聚合釜所連結的各閥門是否關閉嚴密,然后交儀表室升溫開始反應。
(三)聚合系統(包括聚合釜攪拌、夾套冷卻水泵、照明、儀表等設備)電源備雙電源(即常用電源和備用電源)。
聚合反應在攪拌下靠夾套冷卻水將反應熱不斷放出,使釜內上戶下、左、右各點的溫度均勻。如聚合釜攪拌突然停止時,造成物料沉結、反應激烈而引起超溫超壓事故,因此聚合系統電源必須備有雙電源,即當常用電發生故障時立即送上備用電,使聚合釜反應正常安全進行。
常用電、備用電切換操作方法如下。
1.送常用電操作
(1)切斷備用電源線上的馬達開關。
(2)切斷備用電總開關。
(3)切斷備用電閘刀開關。
(4)合上常用電閘刀開關。
(5)合上常用電空氣開關。
(6)啟動電動機。
2.送備用電操作
(1)切斷2,送常用電操作用電源線上的馬達開關。
(2)切斷常用電總開關。
(3)切斷常用電閘刀開關。
(4)合上備用電閘刀開關。
(5)合上備用電空氣開關。
(6)啟動電動機。
3.工段配電間突然跳電的處理方法
(l)拉下空氣開關(電壓表應有電壓讀數,數即翻備用電)。
(2)推上空氣開關。
(3)啟動電動機(應一臺一臺啟動電動機)。
(四)人工下釜清理要點
若電壓表無讀
1.入釜前應由專人負責切斷電源,拔掉鎖“攪拌”的鑰匙,封牌封住電器開關。
2.插盲板于各管道閥門(出料閥、平衡閥、單體進料閥、氣閥和回收水閥),與總管隔離。
3.釜內用壓縮空氣排除氯乙烯氣,直到經分析釜內氯乙烯<0.2%、含氧>18%為止,填寫入釜申請單(附分析單),當班班長簽字,得到許可后方可入釜。
4.清釜時釜上應由專人負責監護,及時傳遞工具,注意釜內情況,確保清釜人員安全。
5.入釜人員應佩戴安全帶,并將安全繩系于釜的人孔旁,下層清釜者還應戴安全帽,釜外應備有緊急情況下使用的長管或防毒面具。
6.清釜人員應認真徹底清除釜內粘料和結塊物,遇特殊情況應及時聯系,清釜完畢應采用高壓水排凈釜內的粘料,將電器部分復位,并通知聚合系統“該釜清釜完畢,可作投料準備”。
(五)嚴格執行汽提回收氯乙烯含氧量聚合后的懸浮液中含有較高的殘留氯乙烯量,送入汽提裝置處理。塔底排出的懸浮液中殘留氯乙烯量(SG型樹脂)小于400ppmm,經干燥處理成品樹脂中殘留氯乙烯量可低于1Oppmm。為安全起見及減少氧對氯乙烯質量的影響,塔頂從懸浮液中脫析出來的氯乙烯氣體,經儀表含氧儀連續檢測,如含氧小于2%則回收入氯乙烯氣柜,大于或等于2%時作放空處理。
三、常見事故及預防
聚合系統操作的常見事故收集如下。
1.釜內壓力和溫度劇增
(l)產生原因①冷卻水量不足,冷卻水溫高;②引發劑用量過多;③單體多加;④顆粒粗;⑤熱水氣膜閥軋死;⑥儀表自控失靈,⑦爆聚;⑧懸浮液稠。
(2)預防措施①檢查水量不足原因,及時加高壓水;②根據水溫調節引發劑用量判斷;③排氣降壓;④檢查操作和配方;⑤清理氣膜閥;⑥改手控;⑦提前出料(釜底取樣判斷);⑧加稀釋水。
2.加稀釋水時釜內壓力升高
(l)產生原因投料時加水或單體過多。
(2)預防措施部分出料后再視情況繼續聚合反應口
3.電機突然停止運轉
(1)產生原因①常用電跳閘;②電機開關跳閘;③電機超載。
(2)預防措施①迅速推上備用電源,或加終止劑;②請電工檢查,或加終止劑;③壓料至其它空釜,或提前出料;④調整聚合配方。
4.升溫時壓力劇增
(1)產生原因①水或單體多加;②攪拌未開。
(2)預防措施①排氣降壓;②釜底取樣后視情況排氣,回收單體,避免繼續反應結塊。
5.出粗料
(1)產生原因①投料配比不準確;②單體含酸或水質偏酸,③明膠自出料閥漏掉;④明膠或其它分散劑變質。
(2)預防措施①按配方準確投料;②與供水系統聯系,嚴格控制水質;③補加適量明膠;④嚴格選擇分散劑。
6.爆聚
(1)產生原因①聚合升溫時未開攪拌;②分散劑未加入或少加;③引發劑過多,冷卻水量不足;④攪拌葉脫落或機械故障。
(2)預防措施①釜底取樣后視情況排氣,四收單體,避免繼續反應結塊;②加稀釋水,部分出料;③壓料至其他空釜,或提前出料,停釜檢修。
7.突然停電、停水、停汽
(1)產生原因供電系統或配電故障
(2)預防措施立即與凋度、大班長、班長聯系,對正在反應的聚合釜加終止劑停止反應,或部分出料,停汽時必須檢查關閉蒸汽閥。
8.出料槽壓力高
(l)產生原因泡沫捕集器堵塞。
(2)預防措施排除泡沫捕集器內樹脂。
9.出料槽內料送不出
(1)產生原因①過濾器堵塞,②泵葉輪堵塞物;③槽底有結塊物
(2)預防措施①用水反沖或拆手孔疏通,塞物,②清理泵葉輪,調泵;③用高壓水反沖,“塑化片”等堵或停槽處理。
10.回收單體中含氧量高
(l)產生原因①漿料流量下降;②設備、管道、閥門等泄漏;③真空度過高或系統阻力大;④含氧儀或測試誤差。
(2)預防措施①調整流量;②停車檢查泄漏點;③降低真空度或降低系統阻力;④校正含氧儀或重新取樣分析。
11.漿料泵軸封冒煙
(l)產生原因①軸封斷水;②泵軸封填料壓得過緊;③樹脂倒流人軸封
(2)預防措施①及時補充供水;②松填料函壓蓋;③切備用泵,清理軸封。
12.引發劑冰箱爆炸
(l)產生原因貯存溫度高
(2)預防措施①降低貯存溫度;②與引發劑生產廠聯系,穩定質量。