合成纖維生產(chǎn)安全技術(shù)措施

1、合成纖維生產(chǎn)安全技術(shù)措施 合成纖維是以石油,天然氣和煤作為原料,用人工合成方法制得的具有相宜分子量并具有可溶性的線性聚合物,再經(jīng)紡絲成形和后處理而制得的化學(xué)纖維。與天然纖維和人造纖維相比,合成纖維的原料是由人工合成方法制得的,生產(chǎn)不受自然條件的限制。合成纖維除了具有強(qiáng)度高,質(zhì)輕、易洗快干、彈性好、不怕霉蛀等優(yōu)越性能外,還具有耐摩擦、高模量,低吸水率,耐酸堿、良好的電絕緣等特性?？梢源婷?、麻、毛等天然纖維,制成紡織品和針織品,以滿意國(guó)防、科研、工農(nóng)業(yè)和人們生活的需要。 合成纖維品種繁多,比較重要的有40多種。按主鏈結(jié)構(gòu)一般可以分為碳鏈合成纖維和雜鏈合成纖維兩類(lèi)。碳鏈合成纖維是在大分子主鏈上全由

2、碳原子構(gòu)成的聚合物所得到的纖維,例如,聚丙烯纖維(丙綸)、聚丙烯腈纖維(腈綸)、聚乙烯醇縮甲醛纖維(維綸)等。雜鏈合成纖維則是在大分子主鏈上,除含有碳原子外,還會(huì)有氧、氮、硫等雜原子的聚合物制得的纖維,例如,聚酰胺纖維(錦綸或尼龍)、聚酯纖維(滌綸)等。 合成纖維的生產(chǎn),一般經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟。第一步是將乙烯、丙烯,苯、二甲苯等基本有機(jī)原料通過(guò)各種方法制成單體。第二步是將單體聚合或縮聚成高聚物。第三步是把高聚物熔融或制成紡絲原液,進(jìn)而紡成纖維。 合成纖維的主要品種及其簡(jiǎn)要生產(chǎn)過(guò)程如下: 錦綸:錦綸是聚酰胺纖維的商品名稱,也叫“尼龍”、“卡普隆”。目前生產(chǎn)的主要品種有錦綸6、錦綸66、錦綸1010三個(gè)

3、品種。 錦綸6:是由含6個(gè)碳原子的己內(nèi)酰胺聚合制得聚己內(nèi)酰胺經(jīng)紡絲而成的。生產(chǎn)過(guò)程包括:己內(nèi)酰胺的制造、聚合、紡絲及后加工。制造己內(nèi)酰胺的方法有環(huán)己烷法,苯酚法,甲苯法等。生產(chǎn)工藝方框流程見(jiàn)圖1。 圖1?錦綸6生產(chǎn)工藝方框流程圖 錦綸66:是由含有6個(gè)碳原子的己二胺與6個(gè)碳原子的己二酸縮聚,并經(jīng)紡絲而成。生產(chǎn)過(guò)程包括:己二酸與己二胺混合制成己二胺己二酸鹽(簡(jiǎn)稱尼龍66鹽),以50%尼龍66鹽的水溶液為原料,經(jīng)縮聚反應(yīng)得到聚己酸己二胺,再經(jīng)紡絲及后加工,生產(chǎn)出錦綸66長(zhǎng)絲,其生產(chǎn)工藝方框流程見(jiàn)圖2。 圖2?錦綸66長(zhǎng)絲生產(chǎn)工藝方框流程圖 滌綸:滌綸是聚酯纖維的商品名稱,也叫“的確良”。生產(chǎn)過(guò)程包

4、括:對(duì)苯二甲酸的制造;對(duì)苯二甲酸的酯化;乙二醇的制造;對(duì)苯二甲酸乙二酯的縮聚;乙二醇的回收;紡絲及后處理。制造對(duì)苯二甲酸的方法有:對(duì)二甲苯硝酸氧化法,對(duì)二甲苯分步空氣氧化法,對(duì)二甲苯一步空氣氧化法;甲苯氧化一歧化法和苯酐轉(zhuǎn)位法等。生產(chǎn)滌綸短纖維是以聚酯(pet)融體為原料進(jìn)入紡絲機(jī);或以聚酯切片為原料,經(jīng)干燥、熔融后送入紡絲機(jī),再經(jīng)若干加工過(guò)程得到滌綸短纖維。其生產(chǎn)工藝方框流程見(jiàn)圖3。 ? 圖3?滌綸短纖維生產(chǎn)工藝方框流程圖 生產(chǎn)滌綸長(zhǎng)絲是以聚酯切片為原料,經(jīng)干燥、熔融后送入紡絲機(jī);或以聚酯融體為原料送人紡絲機(jī),經(jīng)不同的后處理加工,得到滌綸長(zhǎng)絲。其生產(chǎn)工藝方框流程見(jiàn)圖4。 圖4?滌綸長(zhǎng)絲生產(chǎn)工

5、藝方框流程圖 腈綸:腈綸是聚丙烯腈纖維的商品名稱。生產(chǎn)過(guò)程包括:丙烯腈的合成和精制,丙烯腈的聚合或共聚,紡絲及后處理,溶劑的回收。制造丙烯腈的方法有乙炔法和丙烯氨氧化法兩種。以丙烯氨氧化法為例,其工藝過(guò)程是丙烯與氨按一定比例混合送入氧化反應(yīng)器,空氣按一定比例從反應(yīng)器底部進(jìn)入,經(jīng)分布板向上流淌,與丙烯、氨混合并使催化劑床層流化。丙烯、氨、空氣在440450和催化劑的作用下生成丙烯腈。反應(yīng)氣體中的丙烯腈和其他有機(jī)產(chǎn)物在汲取塔被水全部汲取下來(lái),在成品塔將水和易揮發(fā)物脫除得到高純度的丙烯腈產(chǎn)品。由丙烯腈生產(chǎn)腈綸纖維還須加入其他單體共聚制成。以一步法(均相溶液聚合)為例加入第二單體為丙烯酸甲酯,第三單體

6、為衣康酸,溶劑為硫氰酸鈉水溶液。腈綸纖維生產(chǎn)工藝方框流程見(jiàn)圖5。 圖5?腈綸纖維生產(chǎn)工藝方框流程圖 維綸:維綸是聚乙烯醇縮醛纖維的商品名稱。生產(chǎn)過(guò)程包括:醋酸乙烯的合成,醋酸乙烯的聚合,醋酸乙烯的醇解,甲醇和醋酸的回收,紡絲及后加工,熱處理及縮醛化。合成醋酸乙烯的方法有乙炔法和乙烯法兩種。以乙烯法為例,其工藝過(guò)程是以乙烯,醋酸和氧氣送入固定床反應(yīng)器,在催化劑作用下,進(jìn)行合成反應(yīng),生成醋酸乙烯,經(jīng)氣體分別器分別出含醋酸乙烯和醋酸的反應(yīng)液,經(jīng)精餾后送人聚合釜,在釜中以甲醇為溶劑,在聚合引發(fā)劑作用下,進(jìn)行聚合反應(yīng),生成聚醋酸乙烯的甲醇溶液,經(jīng)醇解反應(yīng),固化后得到聚乙烯醇(pva)成品。用水洗去不純物

7、后,用熱水溶解制成紡絲原液,然后經(jīng)噴絲頭將原液噴入凝固浴中形成纖維,再經(jīng)熱處理和用甲醛進(jìn)行醛化處理、上油、干燥等工序,得到維綸短纖維或維綸牽切紗。其生產(chǎn)工藝方框流程見(jiàn)圖6a、b。 丙綸:丙綸纖維以聚丙烯切片為原料,可生產(chǎn)出丙綸短纖維和丙綸膨體長(zhǎng)絲(bcf)。生產(chǎn)丙綸短纖維時(shí),以聚丙烯切片為原料,加入顏料及穩(wěn)定劑用氣流輸送至螺桿擠壓熔融紡絲(220280),再經(jīng)若干工序,得到丙綸短纖維。其生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖7。 圖7?丙綸短纖維生產(chǎn)工藝方框流程圖 生產(chǎn)丙綸膨體長(zhǎng)絲(bcf)時(shí),以聚丙烯切片為原料,加入摻和劑,用氣流輸送至螺桿擠壓熔融紡絲,再經(jīng)若干工序,得到丙綸膨體長(zhǎng)絲。其生產(chǎn)工藝方框流程見(jiàn)圖8。

8、圖8?丙綸膨體長(zhǎng)絲(bcf)生產(chǎn)工藝方框流程圖 職業(yè)危害?合成纖維的生產(chǎn)由單體、聚合,紡絲及后加工等階段組成。生產(chǎn)物料與煉油及其他石油化工生產(chǎn)一樣,大都為易燃、易爆、有毒、有害、易腐蝕等特點(diǎn)。生產(chǎn)過(guò)程具有高溫帶壓,反應(yīng)猛烈、連續(xù)、密閉、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)?；馂?zāi)爆炸、機(jī)械傷害、中毒,灼燙和噪聲是合成纖維生產(chǎn)中的危害。其中尤以火災(zāi)爆炸對(duì)生產(chǎn)安全,人身安全威逼最大、危害最深。 1.火災(zāi)爆炸:合成纖維生產(chǎn)中,所使用的原材料性質(zhì),反應(yīng)操作條件,著火源和生產(chǎn)部位,均會(huì)構(gòu)成火災(zāi)爆炸險(xiǎn)情。 首先,原料(如苯、苯酚、環(huán)己烷、萘苯酐,甲苯、對(duì)二甲苯、乙炔、乙烯、丙烯等),中間品(如環(huán)己酮、對(duì)苯二甲酸、己內(nèi)酰胺、丙

9、烯腈等)和成品都具有燃燒、爆炸兼有中毒性質(zhì)。當(dāng)設(shè)備系統(tǒng)置換吹洗不凈、有跑、冒、滴、漏時(shí),或因誤操作形成負(fù)壓使空氣滲入,這些物質(zhì)中的可燃?xì)怏w(或蒸氣)會(huì)與空氣形成爆炸混合物,遇到生產(chǎn)中的高熱,沖擊或摩擦產(chǎn)生的機(jī)械火星、靜電火花、加熱或檢修明火,即行燃燒或爆炸。 在生產(chǎn)中,有的反應(yīng)過(guò)程本身會(huì)放熱,有的在高溫、壓力下操作,有的(如丙烯氨氧化)在接近爆炸極限的條件下進(jìn)行生產(chǎn)。假如儀表失靈、控溫控壓不當(dāng),加料錯(cuò)誤,停水停電使冷卻和攪拌中斷,都可能導(dǎo)致物料爆炸和沖料起火。同時(shí),高溫能降低設(shè)備機(jī)械強(qiáng)度以致發(fā)生裂隙,而高溫物料沖出遇空氣會(huì)自燃。此外,超過(guò)自燃點(diǎn)的高溫能使物料在設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)碳化、結(jié)焦,不僅會(huì)堵塞通

10、路致使壓力增高而爆炸,還會(huì)在出料開(kāi)閥門(mén)時(shí)或捅堵除焦時(shí)遇空氣自燃。合成纖維某些工序生產(chǎn)的溫度和壓力狀況見(jiàn)下表。 從著火源來(lái)說(shuō),除了有電源和檢修動(dòng)火外,生產(chǎn)中加熱源較多。通常采用聯(lián)苯(閃點(diǎn)113)、聯(lián)苯醚(閃點(diǎn)102)汽缸油等作載熱體加熱或電感加熱。上述載熱體均系可燃物質(zhì),一般需加熱至200以上均超過(guò)閃點(diǎn),假如加熱不勻稱,循環(huán)系統(tǒng)不嚴(yán)密,結(jié)焦堵塞,這些處于高溫的可燃液體一旦泄漏當(dāng)接觸明火時(shí)就會(huì)爆炸起火。電感加熱有時(shí)因密封不好,絕緣不良,受潮漏電,產(chǎn)生匝間短路,也會(huì)引起泄漏的可燃物料著火。 此外,在生產(chǎn)中,如錦綸、滌綸和腈綸生產(chǎn)的各工序部位(氧化、裂解、聚合等)既有可燃、可爆介質(zhì),又有電源,熱源,簡(jiǎn)

11、單發(fā)生火災(zāi)爆炸危害。只要內(nèi)外火險(xiǎn)因素結(jié)合,相互作用,就會(huì)發(fā)生燃燒形成爆炸,影響整個(gè)生產(chǎn)。 2.機(jī)械傷害:紡絲及后處理工序,電器、傳動(dòng)設(shè)備多,生產(chǎn)連續(xù)、高速、自動(dòng)化,廠房封閉、潮濕、噪聲、作業(yè)環(huán)境差,操作者要準(zhǔn)時(shí)處理斷絲、廢絲卷繞等故障,很易發(fā)生氣械擠傷、勾刀刺割、電梯傷人等機(jī)械傷害事故。 3.中毒:合成纖維生產(chǎn)中所使用的原料,中間品、成品以及載熱體,大都屬于有毒有害物質(zhì)。有的物質(zhì)(如苯、苯酚、己二胺)毒性較大,丙烯腈屬劇毒致癌物質(zhì)。在生產(chǎn)過(guò)程中,有些工序設(shè)在室外,有些是全封閉式生產(chǎn),一般對(duì)人體的危害不大。但由于設(shè)備管道腐蝕穿孔,密封不嚴(yán),有跑、冒、滴、漏意外事故和轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中,這些有毒物質(zhì)以蒸氣

12、或粉塵形式擴(kuò)散,會(huì)污染作業(yè)環(huán)境。人們長(zhǎng)期在污染環(huán)境中操作,將造成慢性中毒,或急性中毒甚至死亡。 4.灼燙:合成纖維生產(chǎn)中使用高濃度硫酸、二氧化硫等酸堿強(qiáng)腐蝕性物質(zhì),有的工序高溫帶壓,簡(jiǎn)單發(fā)生酸堿灼傷和高溫高熱燙傷危害。 5.噪聲:合成纖維生產(chǎn)中,卷繞、紡絲及后加工是在封閉式廠房?jī)?nèi)進(jìn)行,機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備的噪聲常集而不散。工人常年在超過(guò)國(guó)家工業(yè)衛(wèi)生允許標(biāo)準(zhǔn)的噪聲環(huán)境中作業(yè),會(huì)引起耳聾、心悸、心慌、頭昏、乏力等疾病。 預(yù)防措施 1.合成纖維廠的建設(shè)要對(duì)勞動(dòng)保護(hù)、工業(yè)衛(wèi)生、消防、環(huán)境評(píng)價(jià)的措施和設(shè)施同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工和投產(chǎn)。全廠的區(qū)域規(guī)劃、平面布置、防火間距、消防道路、管道敷設(shè)、防雷接地、均應(yīng)符合國(guó)家的有

13、關(guān)規(guī)定。特殊是單體生產(chǎn)單元要考慮到防火防爆中毒的特別性,應(yīng)單獨(dú)設(shè)置,采用放開(kāi)式或半放開(kāi)式建設(shè)。 2.生產(chǎn)中使用的壓力容器及設(shè)備管道,必需嚴(yán)格根據(jù)國(guó)家有關(guān)條例、規(guī)程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用管理和定期檢驗(yàn)。各種儀表、安全附件必需齊全,靈敏牢靠。加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)、消退跑、冒、滴、漏,保持設(shè)備良好。 3.凡有氫氣、乙炔、乙烯、丙烯、苯、二甲苯、環(huán)己烷、丙烯腈等易燃?xì)怏w和易燃液體的設(shè)備、管線,均應(yīng)接有導(dǎo)除靜電的接地裝置;用空氣干燥、摻和輸送可燃性粉狀、粒狀樹(shù)脂的設(shè)備系統(tǒng)應(yīng)有良好接地。 4.對(duì)于物料自聚放熱、分解而造成超溫超壓,有可能引起火災(zāi)爆炸危急的反應(yīng)設(shè)備,除了應(yīng)有自動(dòng)和手動(dòng)緊急泄壓排放設(shè)施

14、(如放空管、事故泄壓等)以外,還應(yīng)設(shè)置自動(dòng)聯(lián)鎖報(bào)警系統(tǒng)。對(duì)可燃?xì)怏w簡(jiǎn)單泄漏擴(kuò)散處應(yīng)設(shè)置可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)報(bào)警儀。此區(qū)域的電氣設(shè)備,開(kāi)關(guān)應(yīng)用防爆型。 5.聚合物熔融紡絲時(shí)其熱源采用高壓蒸汽、熱載體間接加熱,不宜采用電感性加熱。 6.生產(chǎn)裝置、廠房應(yīng)通風(fēng)良好、加強(qiáng)塵毒定期監(jiān)測(cè),治理污染源頭,配備防毒面具和防毒口罩,工作人員要穿戴好勞動(dòng)保護(hù)用品,定期進(jìn)行體格檢查。 7.裝置開(kāi)工、檢修要制定特地的開(kāi)停車(chē)方案,嚴(yán)格執(zhí)行安全檢修規(guī)定,建立檢修后的驗(yàn)收和開(kāi)車(chē)制度。 8.裝置區(qū)要設(shè)立事故狀態(tài)下的應(yīng)急消防,搶救設(shè)施和器材。提高操作人員素養(yǎng),細(xì)心操作,專(zhuān)心巡回檢查,準(zhǔn)時(shí)消退事故隱患。 合成纖維某些工序生產(chǎn)的溫度和壓

15、力狀況 safetyinthemanufactureofsyntheticfiber?合成纖維生產(chǎn)一般經(jīng)過(guò)3個(gè)步驟。第一步是將乙烯、丙烯、苯、二甲苯等基本有機(jī)原料,通過(guò)各種方法制成單體。第二步是將單體聚合或縮聚成高聚物。第三步是把高聚物熔融或制成紡絲原液,進(jìn)而紡成纖維。 產(chǎn)量較大的合成纖有錦綸6、滌綸、腈綸、維綸。 1.錦綸6的生產(chǎn)?錦綸6是由單體己內(nèi)酰胺聚合紡絲而成,因此,又叫聚己內(nèi)酰胺纖維。它的生產(chǎn)過(guò)程包括:己內(nèi)酰胺的制造、聚合;紡絲及后加工。制造己內(nèi)酰胺的方法有環(huán)己烷法、苯酚法、甲苯法等。 2.滌綸的生產(chǎn)?滌綸是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯纖維的商品名稱。它的生產(chǎn)過(guò)程包括:對(duì)苯二甲酸的制造;對(duì)苯二

16、甲酸的酯化;乙二醇的制造;對(duì)苯二甲酸乙二酯的縮聚;乙二醇的回收;紡絲及后處理。 制造對(duì)苯二甲酸的方法有:對(duì)二甲苯硝酸氧化法;對(duì)二甲苯分步空氣氧化法;對(duì)二甲苯一步空氣氧化法;甲苯氧化歧化法和苯酐轉(zhuǎn)換位法等。 3.腈綸的生產(chǎn)?腈綸是聚丙烯腈的商品名稱。它的生產(chǎn)過(guò)程包括:單體丙烯腈的合成和精制;丙烯腈的聚合或共聚,紡絲及后處理;溶劑的回收。制造丙烯腈的方法有乙炔法和丙烯氨氧化法兩種。 4.維綸的生產(chǎn)?維綸是聚乙烯醇縮醛纖維的商品名稱。它的生產(chǎn)過(guò)程包括;醋酸乙烯的合成;醋酸乙烯的聚合;聚醋酸乙烯的醇解;甲醇和醋酸的回收;紡絲及后加工;熱處理及縮醛化。合成醋酸乙烯的方法有乙炔法和乙烯法兩種。 合成纖維生

17、產(chǎn)過(guò)程的危急性,可從以下4個(gè)方面分析。 (1)從原料性質(zhì)上看,原料、中間品和成品大都是易燃、可燃、易爆的物質(zhì)。當(dāng)設(shè)備系統(tǒng)置換不良,或上述易燃、易爆物質(zhì)從不嚴(yán)密處泄漏;或因誤操作形成負(fù)壓使空氣滲入,這些物質(zhì)中的可燃?xì)怏w或蒸氣便與空氣混合形成爆炸性氣體。遇到生產(chǎn)中的高熱、沖擊或摩擦產(chǎn)生的火星和靜電火花、加熱或檢修用的明火等都會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。 (2)從反應(yīng)和操作條件上看(見(jiàn)表56),有的反應(yīng)本身放熱,有的在高溫下作業(yè),有的在壓力下作業(yè),有的高溫、壓力兼而有之,還有的(如丙烯氨氧化)在接近爆炸極限的條件下進(jìn)行生產(chǎn)。假如儀表失靈,控溫控壓不當(dāng),加料錯(cuò)誤,或因特別狀況發(fā)生停電停水使冷卻和攪拌中斷,都有可

18、能導(dǎo)致爆炸或沖料起火。同時(shí),高溫能使設(shè)備系統(tǒng)的機(jī)械強(qiáng)度降低,簡(jiǎn)單產(chǎn)生裂隙,而高溫物料由此沖出遇空氣即會(huì)自燃。此外,超過(guò)自燃點(diǎn)的高溫能使物料在設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)炭化、結(jié)焦,不僅會(huì)造成通路堵塞憋壓爆炸,還會(huì)在出料節(jié)門(mén)時(shí)或捅堵除焦時(shí)遇空氣自燃。 (3)從著火源上看,除了有電源和檢修動(dòng)火外,生產(chǎn)中力口熱源較多,通常采用聯(lián)苯、聯(lián)苯醚等熱載體加熱或電感應(yīng)加熱。聯(lián)苯的閃點(diǎn)113,聯(lián)苯醚的閃點(diǎn)102,它們的閃點(diǎn)溫度并不高,但在生產(chǎn)過(guò)程中,一般需加熱至200以上,溫度均已超過(guò)閃點(diǎn)許多,當(dāng)接觸明火時(shí),即能燃燒。假如加熱爐熱油循環(huán)系統(tǒng)不良,爐管內(nèi)結(jié)焦堵塞,或在電加熱爐加熱時(shí),因密封不好,絕緣不良,受潮漏電,產(chǎn)生匝間短路等,

19、均能引起生產(chǎn)異常,甚至?xí)?dǎo)致泄漏的可燃物料著火。 (4)從生產(chǎn)部位上看,錦綸生產(chǎn)中的加氧脫氧,氧化或光化,裂解,聚合或縮聚;滌綸生產(chǎn)中的氧化,酯化,酯交換,縮聚;腈綸生產(chǎn)中的合成,氧化,精制,聚合,這些部位,都有可燃、可爆介質(zhì),又有電源、熱源,只要內(nèi)外火險(xiǎn)因素結(jié)合,相互作用,就會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。 表56?合成纖維生產(chǎn)的溫度和壓力狀況 生產(chǎn)工序 熱效應(yīng) 操作溫度, 操作壓力,mpa 錦綸 苯加氯制環(huán)己烷 苯酚加氫制環(huán)己醇 環(huán)己烷氧化制環(huán)己酮 環(huán)己醇脫氫制環(huán)己酮 環(huán)己酮氧化制己內(nèi)酯 己內(nèi)酰胺的聚合 環(huán)己酮氧化制己二酸 己二腈加氫制己二胺 66鹽的合成 66鹽的縮聚 蓖麻油堿裂解 癸二酸氨化制癸二腈