1、概述生产过程（合成树脂）火灾爆炸危险性分析与预防对策 王文激 塑料的主要原料是合成树脂。而合成树脂的单体，如乙炔、乙烯、丙烯、甲醛、苯等都是易燃易爆物质，而生产过程又多在高温、高压下进行，存在着一定的火灾爆炸危险性。在生产过程中也会产生静电火花、设备摩擦发火等故障，稍有不慎都会酿成巨大火灾。化工生产装置爆炸时常伴随发热、发光、压力上升等现象，具有很大的破坏作用。爆炸破坏的主要形式有：震荡、产生冲击波、火灾发生。 合成树脂厂常见的火灾爆炸如下： 1.混合气体的火灾爆炸 可燃性气体和液体蒸气与空气形成爆炸性混合物，在一定的浓度下，由于燃烧波或爆炸波的传播而引起的爆炸，叫做混合气体的爆炸。 在合成树
2、脂工厂可燃性气体或蒸气从工艺管道、设备或容器中泄漏，或空气漏入存有可燃性气体的容器中均会产生混合性气体，一遇火源，就会产生爆炸事故。 2.粉尘爆炸 可燃性树脂固体的粉尘，如高压聚乙烯、聚丙烯、尼龙树脂、聚苯乙烯在造粒、枯燥、输送过程中，或在袋式过滤器中产生粉尘云。当这种粉尘云到达一定浓度后，一旦遇到火源，便会产生剧烈的燃烧和爆炸，这种爆炸叫做粉尘爆炸。 一般来说容易带电的粉尘越容易引起爆炸。在生产过程中，各种树脂粉尘由于互相碰撞、摩擦、电晕放电等原因，总是带有一定的电荷。合成树脂大多数粉尘均可能以极细微的固体颗粒悬浮在空气中，吸附空气中的氧。粉尘颗粒越细，氧吸附得越多，越容易发生爆炸，同时粉尘
3、越细，燃点越低，粉尘爆炸下限也越低。 粉尘爆炸压力的大小与粉尘的化学组成有关。例如，聚苯乙烯与聚乙烯的最大粉尘爆炸压力分别为0.293MPa、0.588MPa，相比之下聚乙烯的最大粉尘爆炸压力比聚苯烯高。 3.蒸气火灾爆炸 化学品储槽内低沸点液体受热或日光暴晒使温度升高，提高了槽内的蒸气压力，在汽化的瞬间会产生爆炸。火灾爆炸的预防（2） 燃烧与爆炸的防止是平安生产技术的主要内容。为了保证平安、稳定、长周期生产，应认真做好燃烧和爆炸的预防工作，消除引起燃烧爆炸的危险因素。1. 着火源的控制在合成树脂厂引起的火灾爆炸的着火源有明火、高热物、电火花、静电、摩擦、冲击、绝热压缩、自燃、化学反响热等。（
4、1）杜绝明火合成树脂厂的明火主要是树脂生产过程中的加热用火、维修用火以及其他火源。例如，聚苯乙烯生产装置乙苯脱氢加热炉就是使用明火的一例。加热易燃液体尽量防止采用明火，改用蒸汽、加压过热水、热空气加热；对于如乙苯脱氢用加热炉必须采用明火加热的，所用设备应充分密闭，且与有火灾爆炸危险的生产装置相隔一定的距离，防止泄漏引起着火。（2）防止摩擦和撞击摩擦和撞击往往是合成树脂厂产生火灾爆炸的原因之一，如传动机械轴承摩擦发热起火，管道或容器破裂，内部可燃性溶液或易燃气体喷射时摩擦起火，或在某一特定条件下分解爆炸物的产生，如乙炔铜等。防止摩擦和撞击的方法是： 机械传动部位要确保润滑，经常添加润滑油（脂），
5、经常去除附着的可燃性污垢。 严禁铁制容器之间撞击与摩擦。 搬运盛装可燃性气体或易燃液体的金属容器，不要拖拉、震动、防止互相撞击。 严禁穿有铁钉的鞋进入防爆厂房。（3）防止电气火花的产生合成树脂厂电气设备引起的爆炸事故，大多由电弧、电火花或漏电造成。为此应按爆炸介质的性质，正确选择所需的防爆电气设备。2. 采用防火防爆平安设施防火防爆平安设施有阻火器、防爆膜、止逆阀、平安阀、放空管、警报平安联锁装置等。3. 静电的防止严格控制物料流速，防止产生静电。反响设备配备良好的导除静电装置。4. 工艺参数的控制（1）严格控制投料合成树脂生产装置，在聚合成反响时，大多采用催化剂（或引发剂），而催化剂（或引发
6、剂）对聚合反响的速度有很大的影响，催化剂过量，会使聚合反响剧烈，有可能发生火灾爆炸的危险。对于易燃、可燃物与过氧化物进行聚合反响的，要特别严格控制投料速度与投料量。（2）严格控制聚合反响温度合成树脂单体通常在一定的聚合反响温度下，才能发生聚合反响。如果发生超温，反响物可能会分解着火，造成压力升高，导致爆炸。严格控制聚合反响温度除控制反响物的正常投料外，还应严格控制反响热的去除，防止搅拌中断，以及采用适当的传热介质。 除去反响热乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯等单体聚合时均会伴随反响热的产生，为了除去反响热，一般采用夹套冷却、内冷却、淤浆循环、液化丙烯循环、稀释剂回收冷却等方法。生产过程中只要控制冷却
7、介质的温度和流量、淤浆液量、液化丙烯量，就可以控制聚合反响的温度。 防止搅拌中断在聚合反响釜，搅拌器搅拌可以加速热量的传递。一旦中断搅拌，可能会造成散热不良，或发生局部过热。为此，在设计时要采用双路供电等平安措施，以防止由于中断搅拌而发生的局部过热继而引发的火灾爆炸事故。（3）严格控制聚合反响压力聚合反响一般在有一定压力的反响器中进行，如果由于压力控制失常，可能造成聚合反响器的超压爆破。5. 惰性气体保护根据可燃性气体、可燃液体蒸气与粉尘爆炸极限，可以预先判断在何种情况下容易进入爆炸范围。例如氢气、乙烯、丙烷，1-丁烯、环氧乙烷、苯乙烯、己烷等单体，它们的爆炸下限很低，如果在设备、容器、管道中
8、稍有一些泄漏，便容易进入爆炸范围，也容易产生火灾爆炸。相反，对于爆炸上限较高的可燃性气体、可燃性液体蒸气以及粉尘，如果空气进入其容器、设备、管道中，即使量不多的空气，也会进入爆炸范围，引起火灾爆炸的危险性很大。假设混合物中的惰性气体百分数增加，爆炸极限的范围会缩小，惰性气体的浓度提高到一定值后，混合物不会爆炸。为此，当可燃性气体泄漏时可以通入N2而防止爆炸。几种常见合成树脂生产工艺的防火要求（3） 1.聚氯乙烯制备氯乙烯单体时，在初始混合阶段，温度、氯化氢与乙炔的比例应严格控制。防止乙炔过量导致催化剂的分解及中毒。合成时，应定期对氯化氢含量进行采样分析，防止氧含量过高而与乙炔形成爆炸性混合物。
9、氯化氢中游离氯的含量应严格控制，过高会与乙炔反响生成氯乙炔引起燃烧爆炸。为防止聚氯乙烯暴聚，必须指定严格的紧急降温处理措施，准备足够的终止剂以便突然停电时可迅速投入釜内将聚合反响终止。2.低压聚乙烯低压聚乙烯生产的催化剂即三乙基铝（或镁）和四氯化钛的混合物遇空气会燃烧，遇水会爆炸，因此应把其氮封或浸在纯汽油中，严禁与空气和水接触，并经常检查密封情况。乙烯净化投料前必须先用高纯氮将塔洗净，除去塔中的氧，防止形成爆炸性混合物。在包装时粉料降落高度不可太高，磅秤接地良好，适当提高包装车间相对湿度。3.高压聚乙烯参加催化剂时，必须严格控制温度。如超温越压应立即切断电源，将釜内乙烯放空，同时放空管内喷出
10、较高压力的水蒸气，压缩机室应设乙烯气体浓度自动测定和报警装置。二次压缩时要特别注意严格控制温度。在热交换和聚合阶段，如在热交换后可能通过参加催化剂的量来调节温度。温度高时，参加量少，反之那么多。聚合器上应设防爆片，管内设2.5MPa压力的水蒸气喷头或参加碳酸氢钠；聚合器均有夹套，并经常测定有无可燃气体渗入夹套；聚合室应设可燃气体浓度自动检测和报警系统；设防爆墙。高压别离工序中别离器上要设平安阀，附近设可燃气体浓度自动检测和报警器系统；压力、温度、流量等参数编入与联锁系统相连的“操作程序；低压别离时除压力应高于0.5MPa，其他与高压别离相同。在后处理工段，混合、包装时储槽及风道要用氮气保护，储藏容器在使用前先要用氮气置换，使用中要进行抽气；各种机器采用防爆型，管道用不易燃或阻燃材料制作并接地。