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水相懸浮法生產氯化聚乙烯塑料工藝危險性分析及安全控制措施研究

文檔作者：王林元江興平段蜀波文檔來源： 1．西南石油大學化學化工學院 2．中藍晨光化工研究院設計院有限公司		點擊數：	更新時間： 2021年02月16日
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· 30 ·
塑料工業(yè)
CHINA PLASTICS INDUSTRY
第40卷第9期
2012年9月
水相懸浮法生產氯化聚乙烯塑料工藝危險性分析
及安全控制措施研究
王林元 ，江興平 ，段蜀波
(1．西南石油大學化學化工學院，四川成都610500；2．中藍晨光化工研究院設計院有限公司，四川成都610041)
摘要：氯化聚乙烯具有優(yōu)良的穩(wěn)定性、耐候性、防腐性能和阻燃性能，廣泛應用于樹脂改性、橡膠加工、涂料、
粘合劑和工程塑料等多個領域，但在生產過程具有較大的危險。本文針對水相懸浮法生產氯化聚乙烯的具體工藝，對
生產過程中的物料、生產工藝過程的危險性進行了分析，為預防事故發(fā)生，根據所分析出的危險，提出了相應的安全
控制措施，特別是對控制事故發(fā)生的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)給出了具體的設置要求，對水相懸浮法安全生產氯化聚乙烯具有實
際指導意義。
關鍵詞：水相懸浮法；氯化聚乙烯工藝；危險性分析；安全控制措施
中圖分類號：TQ325．1 2 文獻標識碼：A 文章編號：1005—5770(2012)09—0030—03
Study on Process Hazard Analysis and Safety Control M easure of Chlorinated PE
by Aqueous Suspension M ethod
WANG Lin—yuan ，JIANG Xing。ping ，DUAN Shu—bo
(1．Chemistry and Chemical Institute，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China；
2．China Bluestar Chengrand Chemical Co．，Ltd，Chengdu 610041，China)
Abstract：Chlorinated polyethylene had good stability， weather resistance， anti。corrosion and flame
retardant performance， and was widely used in resin modification，rubber processing，coatings，adhesives
and engineering plastic and other fields． but with great danger in the production process． This article in view
of the water phase suspension method of production chlorinated polyethylene detailed process technology，
analyzed the production process of the material and the risk in order to prevent accidents． According to the
analysis of the risk，the corresponding security control measures were put forward，especially giving a specific
set of requirements to controlling the accident happened in safety interlocking system． and it had practical
guiding significance for safety production of chlorinated polyethylene by aqueous suspension method．
Keywords：Aqueous Suspension Method； Chlorinated Polyethylene Process； Hazard Analysis； Safety
Control Measures
氯化聚乙烯(CPE)是氯化高密度聚乙烯的改性
產物，通過調節(jié)分子中的氯含量，可使其具有塑料和
橡膠的雙重特性。CPE具有良好的穩(wěn)定性、耐候性、
耐老化性及阻燃等性能，可用于塑料共混改性，廣泛
應用于生產各種建筑材料。同時CPE也是一種特種
橡膠，與其他橡膠并用生產出橡膠制品，具有使用壽
命長、抗紫外線和耐候性能強的優(yōu)點 。另外，CPE
也具有優(yōu)異的電性能，在受熱狀態(tài)和受壓狀態(tài)下基本
不變形，抗電暈龜裂能力強，可用于電纜的包裹材
料。氯化聚乙烯生產工藝一般有酸相懸浮法、水相懸
浮法、固相法和溶液法等，水相懸浮法是常用的生產
方法。但生產過程中使用的原料和工藝過程均具有一
定的危險性，對水相懸浮法生產氯化聚乙烯塑料的安
全研究十分必要。
1 水相懸浮法生產氯化聚乙烯生產工藝
水相懸浮法生產氯化聚乙烯即在氯化釜內使用去
離子水將小于40目聚乙烯塑料顆粒懸浮，升溫至40
℃ ，液氯經過氣化器轉化為氣氯，通過緩沖計量進入
氯化釜，繼續(xù)升為至60 cc，啟動電攪拌器，根據生
產不同的氯含量的產品，調整冷卻水量。整個生產過
程中氯氣循環(huán)使用，達到額定壓力有放空，放空氣體
使用堿液吸收。工藝流程 見圖1。
作者簡介：王林元，男，1973年生，博士研究生，主要從事化工安全工程方向研究。linyuan．w@163．corn
第40卷第9期 王林元，等：水相懸浮法生產氯化聚乙烯塑料工藝危險性分析及安全控制措施研究
放空嘲
圖1 懸浮法生產氯化聚乙烯工藝流程圖
Fig 1 Aqueous suspension method of chlorinated polyethylene
engineering flow diagram
2 水相懸浮法生產氯化聚乙烯生產工藝危險
性分析
水相懸浮法生產氯化聚乙烯主要應監(jiān)控的生產參
數包括液氯氣經過緩沖器的流速、氯化釜內溫度及壓
力、攪拌速度、冷卻水流量等，當這些參數發(fā)生異常
時，將導致中毒、爆炸等惡性事故，以下針對上述工
藝參數進行水相懸浮法生產氯化聚乙烯工藝危險性
分析。
2．1 物料的危險性分析
水相懸浮法生產氯化聚乙烯使用的物料有液氯、
小于40目的聚乙烯塑料顆粒、去離子水和尾氣吸收
用的堿液(NaOH水溶液)。
液氯儲存在液氯庫，液氯鋼瓶內，吸收空氣中的
熱量氣化進入緩沖器，在生產過程中一旦氯氣發(fā)生泄
漏將被人員吸人，導致中毒事故；氯氣溶于水生成次
氯酸和鹽酸，對金屬設備造成嚴重腐蝕，影響設備的
使用安全。
聚乙烯塑料顆粒采用真空泵吸人氯化釜，含有可
燃的聚乙烯細小粉塵，在管道里輸送后會有部分物料
附著在管壁上，造成管道堵塞，清管過程中可能使粉
塵飛揚，達到爆炸極限導致粉塵爆炸。
尾氣吸收使用的氫氧化鈉溶液具有強烈的腐蝕
性，與人體接觸會造成化學灼傷。
2．2 氯氣氣化、輸送工藝的安全性分析
液氯溫度極低，出口溫度小于一34．5℃ ， 出口
連接管瞬間完成溫度轉變易引起金屬疲勞或脆性開
裂，致使氯氣泄露，人員吸人造成中毒事故；液氯吸
收空氣中的熱量，氣化為氯氣，管道和緩沖罐壓力隨
液氯鋼瓶閥門開啟度增大而增大，一旦超過管道承壓
極限，管道爆裂，氯氣外泄，中毒事故即會發(fā)生；另
外，氣化后的氯氣壓力升高，通過液氯鋼瓶和緩沖罐
之間的閥門反向充入鋼瓶，可能導致液氯鋼瓶發(fā)生
爆炸。
2．3 氯化工藝過程安全性分析
氯化釜是生產氯化聚乙烯的核心設備，氯氣通過
閥門進入反應釜，與釜內溫度為40℃ 的聚乙烯懸浮
液接觸，在電加熱的作用下，升溫至60℃ ，反應釜
內壓力隨著溫度升高而升高；同時氯化過程為放熱反
應，根據聚乙烯分子引人不同的氯原子決定氯氣消耗
量，釜內壓力與氯氣消耗量成正比，超過氯化釜設計
壓力，將發(fā)生物理爆炸，大量氯氣外泄，引發(fā)中毒
事故。
3 安全控制對策和措施
針對氯化聚乙烯生產工藝的危險特點，提出如下
安全控制措施。
3．1 液氯鋼瓶的安全控制措施
液氯儲存在液氯庫，通過管線輸送，與液氯鋼瓶
連接處發(fā)生泄漏引起中毒，若在液氯庫建設堿水池吸
收液氯，腐蝕性物質必將對鋼瓶造成腐蝕，影響鋼瓶
的后續(xù)安全使用。為避免對液氯鋼瓶造成的影響，可
將液氯庫建成密閉系統(tǒng)，加裝抽風機和氯氣濃度報警
檢測儀，在抽風機風道出口建設兩級堿液吸收塔，并
使氯氣報警儀、抽風機啟動和堿液吸收塔的堿泵形成
聯(lián)鎖，即一旦氯氣發(fā)生泄漏，抽風機自控開啟，堿液
吸收塔的堿泵將堿液從塔頂送入塔內，這種控制措施
既完成了泄漏氯氣的處理，又有效地保護了液氯鋼
瓶。液氯庫安全控制措施示意圖如圖2。
圖2 氯氣庫自控連鎖示意圖
Fig 2 Chlorine library automatic control chain schemes
3．2 氯氣氣化、輸送工藝的安全控制措施
液氯氣化進入緩沖罐經管道輸入氯化釜，管道因
壓力和腐蝕原因容易引發(fā)氯氣泄漏，也能引發(fā)安全事
故。為避免此類事故發(fā)生，可在氣化和輸送場所設置
氯氣濃度報警檢測儀，并與液氯供氣閥門形成聯(lián)鎖，
· 32· 塑料工業(yè) 2012芷
當氯氣泄漏時，氯氣濃度報警檢測儀報警，報警信號
傳回主控室，液氯供氣閥門自控關閉，使供氣源切
斷，同時在連接液氯鋼瓶和緩沖罐間的閥門設置為逆
止閥，以防聚乙烯乳液反向充人液氯鋼瓶，將事故損
失降到最低。氯氣氣化、輸送安全控制措施示意圖如
圖3。
圖3 氣化、輸送自控連鎖示意圖
Fig 3 Gasification conveying control chain schemes
3．3 氯化工藝過程的安全控制措施
氯氣進入氯化釜，在加熱條件下，壓力升高。隨
著氯化進程延長，溫度逐漸升高，內壓力增加，增大
了物理爆炸的風險。為避免該類事故發(fā)生，可在氯化
釜上安裝溫度傳感器和壓力傳感器，且與冷卻水閥
門、放空閥門、尾氣吸收堿泵形成聯(lián)鎖，當溫度超過
設定值高限時，冷卻水閥門開啟度增加，流量增大，
加速氯化釜降溫；當溫度繼續(xù)升高，超過高限，或壓
力異常，超過氯化釜工作的安全壓力時，放空閥門自
動打開，緊急泄壓，尾氣吸收塔堿泵自動開啟吸收釜
內排放出的氯氣，氯化釜自控連鎖示意圖如圖4
所示。
圖4 氯化釜自控連鎖示意圖
Fig 4 Chlorinated kettle control chain schemes
4 結語
通過對水相懸浮法生產氯化聚乙烯物料、工藝過
程的危險l生分析可知：在使用液氯和聚乙烯為原料生
產過程中具有中毒、爆炸和腐蝕等危險性。為預防事
故發(fā)生，分別從物料、生產工藝等方面提出了相應的
安全對策措施；為提高整個生產系統(tǒng)的安全性，特別
對液氯儲存場所、氯氣氣化緩沖和輸送以及氯化過程
容易發(fā)生嚴重事故的危險點源提出的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設
置具有針對性的指導作用。
參考文獻
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(本文于2012一o5—2O收到)
(上接第25頁)
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(本文于2012—05—16收到)

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