氯乙烯聚合工艺过程的危险源辨识

氯乙烯聚合工艺过程的危险源辨识

张悦景国勋

摘要：氯乙烯聚合生产过程中有很多危险因素，这些因素可以引起事故，导致工艺停止生产、装备损坏、甚至重大人员伤亡，造成不可估量的损失和巨大的影响。运用系统安全理论和方法，在氯乙烯聚合生产过程中对主要危险源，生产过程和危险作业单元进行危险源辨识，在蒙德法基础上提出每一个工艺单元都应当进行危险源辨识，从而确定最需要进一步分析和评估的生产单元，通过不同的评价方法得到更加精确的评价结果，这对化工企业的危害识别和风险评估具有重大的借鉴意义。

关键词：危险源辨识氯乙烯聚合蒙德评价方法简介

、, 、-

前言

随着中国现代化建设，以及国家经济发展迅速的，各种生产工艺需要越来越多的聚氯乙烯，从而促进聚氯化生产快速增长，氯乙烯的聚合生产已经成为安全生产中的高危行业。在这个过程中有许多潜在的风险因素，其中包括主要控制聚合反应引起的闪燃、聚合反应失控或火灾，爆炸和氯乙烯泄漏引起的中毒。一旦发生意外，这可能导致生产停止，设备损坏，巨大的经济损失，重大人员伤亡，甚至产生社会和环境的的影响。因此，如果应用危险源辨识，可以提示氯乙烯聚合，甚至整个化工行业的安全生产的发展，有针对性地确定危险因素，在 VC 聚合生产过程中具有重大的理论研究价值和应用前景。

有人提出，应在化工生产中进行重大危险源辨识，在本文中，根据生产装置的工艺单元的特点，通过材料、生产技术和手工操作，并指出每个生产单元应在蒙德评价方法的基础上定性的分析，以确定需要进一步的分析和评价的重点单元。

1. 悬浮法制作 PVC

精制的氯乙烯单体在一定的配方下在聚合釜中和引发剂，分散剂和水通过搅拌发生反应，偶氮化合物或过氧化物为引发剂，纤维素醚和聚乙烯醇被用着分散剂，水做分散和传热介质，成为悬浮悬浮聚合 PVC树脂。把悬浮液分离后离心、洗涤、脱水、空气干燥、流体干燥、筛分和包装。

2. 生产工艺流程

聚合过程采用70.5立方米的锅炉，利用分布式控制系统(DCS进行恒温操作和自动控制。通过一定的程序把纯净水， VCM和各种添加剂加入到聚合釜中，在一定的温度和压力条

件下氯乙烯发生聚合反应，产生聚氯乙烯，然后把PVC浆输送到储罐中，并在汽提塔中把

VC从PVC颗粒中分离出来，然后干燥，包装入库。由压缩机压缩和冷凝回收未反应的VC单

体。PVC生产过程中如图1.

3. 危险源辨识

3.1识别危险物质

VC是VC聚合生产过程中比较大的危害，其危险特性的主要参数如表

表1主要材料的危险参数

表2主要材料的危险特性和参数

名称可能的危险因素危险材料

的分类

VC 它是可燃物质，能与空气混合形成爆炸混合物，遇到高温或明火，可燃气体会引起燃烧和爆炸，在没有抑制剂的情况下可以大幅度聚合燃烧。其蒸

气比空气重，能扩散到较远和低洼的地方，遇到明火会发生回燃。如果

它还可以通过呼吸道和皮肤进入人体，会引起昏迷甚至死亡。

3.2.1 VC聚合的装置

在聚合装置的主反应是， VC 和引发剂、分散剂和水在搅拌的情况下反应，偶氮化合物

或过氧化物作引发剂，纤维素醚个PVA作为分散剂，水为分散和传热介质，这种反应属于聚合。该单

位的主要危险因素如下。

（1）引起聚合反应的引发剂存储温度应低于9°C,必须与其他物质分开，不能有明火和其他热源，否则引起爆炸

（2）用于聚合反应中的 VC是易燃，有毒的，明火会引起爆炸事故。如果人体吸入泄露到空气中大量的 VC,它可以引起头晕、乏力等，逐步发展为精神错乱，站立不稳，四肢痉挛，呼吸衰弱，最后意识丧失，甚至死亡。

（3）在输送氯乙烯，管道压力会越来越高，如果管道泄露，遇到明火极易发生火灾和爆炸事故。（4）在惰性气体混合聚合釜中，聚合釜的压力将急剧上升，在反应过程中，导致漏水，甚至发生爆炸事故。

（5）聚合反应时放热反应，如果引发剂过量，反应速度过快，温度和压力会急剧上升，冷却水被大量蒸发，产生的热量不能及时的消除，很容易发生过温，过压，甚至爆炸。如果冷却水供应装置发生故障，冷却水流量的压力过低或水温过高，通过反应产生的热量大于出去的热量，同时会发生反应失控。如果搅拌发生故障，由反应发生的热量不能及时的被分散，同样的也会引起爆炸事故。

（6）如果用-35°C含有Cl离子的冷却盐水，它会引起设备腐蚀。

3.2.2 PVC 分离单元

无论是解析或扩散，VC在纸浆中穿过固体 PVC膜层，扩散到水和低浓度的 VC中，VC 可以溶解在水中。VC解吸过程中纸浆的高度，水的压力不断减少的情况下会有部分VC气体

蒸发，树脂颗粒均匀，多孔性，具有膜等。主要危险因素的单元如下。

（1）在把VC从PVC分离过程中时，会用到蒸汽和气体加热打破水液层的静压阻力。如果蒸汽泄漏或与蒸汽管道接触，很有可能会造成烫伤。

（2）如果汽提塔的顶部和底部温度很低，这会影响PVC和产品的质量

（3）长期使用汽提塔，可能会导致塔中有结垢，这会影响材料的输送，并引起材料的凝结，最终影响正常的生产和压差增加。

（4 ）在汽提塔运行了一段时间后，然后利用采样及分析气柜中的VC是否达标，否则就会产

生混合爆炸性气体，引起爆炸事故。

3.2.3 VC 的压缩和回收

70.5 立方米汽提塔的转换率一般是在80%所以又大量的未反应的 VCM需要回收。因为

在早期回收的过程中高压气体VC是直接进入冷凝器中变成液体的VC在回收生产过程的后

期阶段压力降低，VC运送到压缩机冷凝器中，通过提高压力，继续回收VC直到达到极限。

单元的主要危险因素如下。

（1 ）如果回收VC 的管道或设备发生泄漏，遇到明火或热源有可能引发火灾和爆炸事故。 （2） 在循环气中的氧含量较高的情况下，当它进入回收单体气柜可能会引起爆炸事故。

（3） 在回收过程中的聚合抑制剂含量低，导致管道淤积，从而影响回收利用和排水，液体 单体流入气柜中，造成潜在的安全问题和影响聚合生产产量。

（4 ）冷凝器污染严重，影响气体 VC 的冷却，导致大量的气体 VC 回收到气柜中，造成潜在 的安全问题和影响聚合产量。

（5）当冷却水温度过高，其压力过低，会影响凝结，并有可能引起爆炸事故。 3.3辨识经营单位的危险

VC 聚合的生产过程中涉及到许多设备 ，更苛刻的工艺参数要求，所以在生产过程中许多

危险都直接或间接地从人为错误 ，最终引起火、爆炸、或中毒事故的发生。运行中主要的危

险分析如表3。

事故类型 序号 异常现象 表3经营单位危险特性分析

事故原因

1

单体管道

阀门打开失败，管道和阀门泄漏故障

火灾，爆炸，中毒

泄漏

2

聚合釜泄

压力不足和缺乏检查，设备运行发生故障

火灾，爆炸，中毒

漏

3

聚合釜超 冷却水不足，冷却水温度过高，引发剂、粗颗

爆炸

压

粒和悬浮物太多，自我调控失效，聚合性爆炸

4

风箱泄漏 压力不足和缺乏检查，异常放电，恢复系统故

火灾，爆炸

障

5

压缩机泄

机械密封泄漏

火灾，中毒

漏

6

单体容器

压力不足和缺乏检查，材料过多

火灾，爆炸，中毒

泄漏