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為例，對聚乙烯醇生產過程危險性進行分析評價，同時提出相應安全對策措施。該公司聚乙烯醇樹脂生產是我國自行設計而成的九套生產線之一。

    二、生產工藝簡介

    該公司的生產工藝主要包括合成、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外送入，經乙炔鈉氏泵增壓進入清凈塔，以次氯酸鈉清凈除硫、磷雜質、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，進入沸騰床式反應器，以酯酸鋅為催化劑進行合成反應，生成醋酸乙烯，同時生成付反應物乙醛、醋酸甲酯和丁烯醛等，經過精餾分離出未反應的乙炔大部分返回乙炔鼓風機循環使用，少部分回收處理后同粗乙炔一起進入清凈塔除雜質。醋酸乙烯、乙醛、醋酸甲酯和丁烯醛以及未反應的醋酸等組成的反應液泵送到精餾工序，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/甲醇溶液為引發劑、精甲醇為溶劑按比例連續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。聚乙烯醇絮狀樹脂送包裝工序包裝成產品；擠壓機母液經沉淀、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，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過程中，如果循環乙炔內氧含量超標，形成爆炸性氣體，在乙炔鼓風機輸送過程有產生爆炸的危險。在管道內輸送流速太大或壓力過高，或負壓太大，空氣進入系統有可能導致爆炸事故。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爆炸危險物品，在反應器中乙炔同醋酸的合成是放熱反應，反應溫度較高(160-210℃)，如果操作不當或系統故障未及時排除故障，可能發生物料噴出，造成化學灼燙、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，物料溫度高，所用蒸汽壓力為0.4 Mpa，設備管道、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。但是當發生突發性停電或設備故障事故時，聚合釜攪拌器停轉，聚合熱無法導出，存在產生溫度、壓力失控的爆聚危險性。聚合生產的危險化學品是醋酸乙烯單體、甲醇、聚醋酸乙烯酯甲醇溶液和引發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高，如果泄漏可能導致造成高溫灼燙事故。引發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，機內有甲醇、聚乙烯醇粉塵等爆炸性混合物，刀片括擦時產生火星易引發爆炸燃燒事故。在聚乙烯醇干燥過程，干燥機在微真空狀態下脫除氣體甲醇和醋酸，易產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。

    5.回收工序

    本工序精餾塔壓力較低，而且是連續化生產，相對較穩定，存在的物料甲醇、醋酸甲酯、醋酸異丙酯、醋酸為易燃易爆物品，98%硫酸具有強腐蝕性，如果發生設備管道泄漏或物料噴出，現場人員有發生燙灼、中毒傷害的可能。漏出的危險化學品同空氣形成爆炸性氣體，如果通風不良或處理不當遇火源有發生火災爆炸危險。

    6.生產裝置設施火災、爆炸危險性分析

    擬用道氏火災爆炸危險指數評價法對生產裝置設施存在的火災、爆炸危險等級進行分析。分析過程和結果如下：

    (1)物質系數的確定

    物質系數MF是表述物質在燃燒或其他化學反應引起的火災、爆炸時釋放能量大小的內在特性，從《物質系數和特性表》可查得乙炔、醋酸、甲醇、醋酸甲酯危險物質系數和特性，而醋酸乙烯的物質系數和特性則通過推算得出，上述危險物質系數和特性列于表1。

    (2)計算

    根據道氏選取工藝單元危險系數的原則對合成、精餾、聚合、醇解和回收五個工序單元的一般工藝危險性和特殊工藝危險性進行取值及計算各單元的火災、爆炸危險指數評，計算過程和結果列于表2 。

    7、生產過程危險性分析結論

    經上述定性、定量分析，確定聚乙烯醇生產過程主要存在火災、爆炸、觸電、灼燙、機械傷害等危險因素及中毒、噪聲、粉塵等有害因素，合成工序火災爆炸危險等級為很大，醇解工序火災爆炸危險等級為中等，其余精餾、聚合回收三個工序火災爆炸危險等級都為較輕。

    四、建議采取的安全對策措施m.zltai.com

    1、清凈工藝過程應嚴格控制次氯酸鈉溶液中有效氯濃度以及排放液的氯離子濃度和PH值。液氯鋼瓶更換過程應事先佩戴手套、防毒面具等保護用品，氯氣泄漏處理時應穿戴防護服和隔離式呼吸器。次氯酸鈉配制槽附近應有水噴淋沖洗設施。

    2、應嚴格控制循環乙炔內氧含量在1%以下，高于安全技術指標時應及時調節回收乙炔量和尾氣放空量。乙炔在管道內輸送流速應小于6m/s，壓力應小于0.14Mpa。生產過程不得產生負壓，以免空氣進入系統。應定期檢查粗乙炔的水封罐內水液面保持工藝規定要求，如果發生緊急情況停車或停電，應立即從乙炔水環壓縮機前通入氮氣維持整個生產系統正壓。開車期間應嚴格控制系統含氧量和乙炔純度達到安全技術指標。

    3、應督促落實各項規章制度，嚴格執行工藝操作規程和安全規程，應做好現場設備維護保養、工藝巡視，發現故障及時排除，避免發生物料、蒸汽噴出造成化學灼燙、高溫灼燙窒息中毒或燃燒爆炸事故。

    4、檢修時應做好審批、隔離、警示、監控和協調，確保交叉作業萬無一失。動火檢修前應取樣分析合格，檢修人員應穿戴好勞動保護用品，作業場所應配有滅火器、水噴淋等設施。

    5、在用甲醇配制引發劑偶氮二異丁腈溶液過程應穿戴好手套、防毒面具等勞動保護用品，偶氮二異丁腈包裝物應回收、無害化處理，不得用作食品、飼料等包裝物。m.zltai.com

    6、醇解工序的第二、第三粉碎機和干燥機進口部位均加入氮氣保護，控制氮氣壓力達到安全要求，低于工藝控制點時報警，低于安全規定技術指標安全時醇解自動聯鎖停車。

    7、包裝崗位應加強氣固分離器管理、維護，同時注意位通風良好，減少粉塵累積，作業人員應按規范配備可靠的防塵口罩。

    五、結束語

    電石法聚乙烯醇生產工藝、設備成熟可靠，但其生產過程存在一定的危險性，企業應針對生產過程的危險特性，不斷總結經驗，制定切實可行的安全防范控制措施，加強安全生產管理 ，確保生產安全。