合成树脂生产的火灾危险性及防火措施

目前，主要采用合成方法来制造塑料的基本成分——树脂。合成树脂的单体如乙炔、乙烯、丙烯、甲醛、苯，以及催化剂烷基铝等，都是易燃易爆物质；主要生产过程多在高温高压条件下进行；生产装置庞大、复杂，连续性强，任何一处发生事故都可能引起连锁反应。合成树脂生产火灾危险性大，发生火灾后常伴有爆炸、复燃、立体、大面积、多点等形式的燃烧，易造成人员伤亡和财产损失。

（一）合成树脂生产的工艺流程

由单体合成树脂工艺流程如图4-5所示。

图4-5 单体合成树脂工艺流程

（二）合成树脂生产的火灾危险性

1.主要原料、产品的火灾危险性

合成树脂生产的原材料、产品大都具有燃烧、爆炸危险性或兼有毒性。以聚氯乙烯和高压聚乙烯为例，生产中的主要物料及主要危险性如下：乙炔、氯乙烯（甲类可燃气体，闪点−78℃，爆炸极限3.8%～31%，有毒）、偶氮二异庚腈（甲类可燃固体，熔点40～70℃，自燃点220℃，常温下及受热和光分解，有毒、易燃）、双-2-乙基己基过氧化二碳酸酯（有机过氧化物，甲类火险。14～18℃开始分解，放出易燃及有毒物质。对温度、振动、摩擦、撞击及接触酸、碱化学品特别敏感，极易分解而引起爆炸）、乙烯（甲类可燃气体，闪点−136℃，爆炸极限2.7%～36%，易燃，遇火星、高温、助燃气体有燃烧爆炸危险）、叔丁基过氧化苯甲酸（甲类有机过氧化物，白色结晶固体，熔点96～99℃。具有氧化、还原双重性质。干品遇火、受震动、摩擦、高热能发生燃烧爆炸。与硫、磷等还原剂和有机物接触能引起燃烧爆炸）。

2.生产过程的火灾危险性

（1）备料 气态原料净化使用吸附方法，其工艺火灾危险性较大，以活性炭作为吸附剂在吸附剂吸附饱和后再生时，活性炭易被氧化着火。解吸时，先用水蒸气解吸，后用热空气干燥，热空气温度应控制在150℃以下，否则可能使炭层氧化自燃；塔内网板固定不牢，塔没有良好接地，网板上炭粒在热空气的气流作用下会因跳动、摩擦，产生静电放电引起燃烧；活性炭颗粒太细的网板部分炭层阻力会很大，加热再生时可能导致局部过热着火。

液态原料净化使用蒸馏方式时，蒸馏系统密闭性能不好时，容易发生跑、冒、滴、漏，可燃气体、易燃液体外溢，遇明火发生燃烧爆炸。

树脂在合成过程中往往要用催化剂，其中应用较广、危险性较大的有烷基铝及其卤化物，如三乙基铝、三异丁基铝、异戊基铝等，这类催化剂在空气中能自燃、遇水易爆炸，其生产过程涉及高压（10～13MPa）加氢反应，危险性较大。

（2）投料 抽送物料过程中，管线内有堵塞，如果用空气吹扫，则会引起燃烧。泵送投料时，如泵没有完全装在储罐液面之下时，空气易进入泵内，开车后泵空转或液体在泵内长时间地循环发热都会引起燃烧爆炸。压缩投料时，输入不合格易燃易爆介质物料易发生爆炸。

（3）聚合 聚合反应器内热量不能及时移去，会引起过热，甚至暴聚，导致冲料或爆破泄压，使易燃物料与空气接触发生分解，造成火灾危险。

（4）出料 固态聚合物采用人工或机械出料时所用的铁器因摩擦、撞击会产生火星。泵送出料时泵的叶轮（铁金属）摩擦会产生火星。

聚合反应完毕后，还有未反应完的单体、溶剂、乳化剂、催化剂、引发剂等，这些物质大多易燃、易爆，如果出料温度、压力过高，出料方式和设备材质选用不当或操作错误，或在物料高速流动时产生静电积聚，都易发生火灾事故。

（5）分离 粉碎、过筛和过滤过程中，往往因机械撞击、摩擦产生火星，或由于物料高速流动产生静电，积聚而放电，引起可燃物料燃烧。此外抽滤系统漏气，空气进入也能形成爆炸性混合物。

（6）干燥 干燥过程中因可燃溶剂的大量挥发，易形成爆炸性混合气体；有的干燥成品呈干粉状，到处飞扬也易与空气形成爆炸性混合物，遇到静电火花、碰撞火花等易爆炸。

（三）合成树脂生产的防火安全措施(www.xing528.com)

1.生产过程的防火安全措施

（1）备料 吸附饱和活性炭再生时，热空气温度应控制在150℃以下；吸附塔内网板要固定，并应有良好的接地；多塔并联吸附塔加热再生时，要用盲板与其他塔隔开。

液态原料净化使用蒸馏方式时，蒸馏系统密闭性能要好。停、开车程序要严格，并且应根据物料情况判定停车后是否应往塔内充氮气保护。

以烷基铝为例，催化剂制备的生产厂房、储存场所要独立设置，生产设备要选用合适配件、防止老化，投产前设备内要用高纯氮置换；催化剂储槽要求设置合适的灭火装置，并防止其在空气中自燃；对其散落的残渣，应统一处置。对于其他过氧化物催化剂，还应注意隔热、避酸、轻装轻放等，防止其分解燃烧。

（2）投料 投料前必须弄清所投物料的品名、规格、数量，且应进行复核，严防配比不当，投料错误。反应器装料系数不得超过0.75～0.8，严禁超量投料。

以聚氯乙烯生产为例，氯化氢中的游离氯含量不应超过0.1%，如果游离氯含量过高，乙炔与氯化氢进入混合器时，就会发生剧烈的化学反应，温度升高，有可能引起爆炸。因此，在混合器上应安装温度计，并在生产中注意观察混合器的温度变化情况，一般不宜超过50℃，温升过快、过高时应停止进料。在混合器上还应安装爆破片，在混合器附近的乙炔进料管道上安装阻火器（砂封）。

（3）聚合 聚合反应为了严格控制温度，必须及时转移反应热，有效冷却防止超温和保证搅拌不中断，同时也要密切注意防止聚合物堵塞。

在单体车间、聚合车间，应当设置氮气保护系统。无论在开始操作或操作完毕后，都应当先抽成真空，然后用氮气冲洗设备系统。生产操作不正常或局部发热时，应采取停止加料、紧急冷却、减压充氮等安全措施。此外，在混合器、反应器、聚合釜等重要设备附近，应设置半固定式氮气灭火装置，以备灭火之用。

（4）出料 无论哪种出料方式，都应做到出料要缓慢，压料最好用氮气，不应用压缩空气，严格操作规程，防止摩擦、撞击产生火花，设备做到良好的接地或安装静电导除装置等。

（5）分离 粉碎、过筛机器设备机腔内不应有异物，转动部分使用润滑剂，料块很大时用木锤击碎，以防撞击、摩擦产生火花。机器运转速度要平稳，严禁加速。

如溶剂中含有易燃易爆的催化剂、引发剂时，宜用惰性气体保护。操作物料温度应低于溶剂的沸点。操作岗位要重点设置通风排气装置，以降低厂房内的可燃气体体积分数。

（6）干燥 干燥过程中要防止温度过高。注意停止进料时要同时停止给热风。干燥聚氯乙烯时还要注意当温度超过150～160℃时，聚氯乙烯可能分解产生氯乙烯、氯化氢、乙炔等。干燥后的成品，要待冷却后再送至仓库储存，以防止积热引起自燃。

在干燥系统中，宜在系统的排气管上安装感烟自动报警或差温自动报警装置，以及氮气灭火自动联锁装置；设备要有良好的接地；物料清理时，宜用有色金属或非金属器械；保持捕集器良好有效，防止干粉状成品到处飞扬。

2.建筑防火措施

合成树脂的建筑防火部分必须符合现行GB 50016《建筑设计防火规范》、GB 50160《石油化工企业设计防火规范》等国家规范要求。根据所用的原材料和单体的火灾危险性，聚氯乙烯、聚乙烯和聚苯乙烯生产的主要部位均属甲类生产，厂房应为一、二级耐火等级，最好采用钢筋混凝土框架式结构和局部开敞式结构，并考虑防爆泄压设施和采用防火花地面。单体车间和聚合车间宜隔离设置。有爆炸危险的厂房应有防直击雷、感应雷和雷电波侵入的措施。成品仓库、成品与包装工段设在同一建筑物内时，应用防火墙分隔，建筑物耐火等级不宜低于二级。

3.电气及事故安全装置

聚合生产装置应设控制工艺参数的自动联锁系统，如物料温度与催化剂加入量的连锁装置，聚合釜的压力、温度极限调节报警装置。在有爆炸危险场所，应根据危险程度和易燃易爆危险介质的特点选用防爆电气设备，所有金属生产设备系统均应良好的接地。污水管网系统应设置必要数量的水封井。