合成纤维生产安全技术Word下载.docx
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合成纤维的主要品种及其简要生产过程如下:
锦纶:
锦纶是聚酰胺纤维的商品名称,也叫“尼龙”、“卡普隆”。
目前生产的主要品种有锦纶—6、锦纶—66、锦纶—1010三个品种。
锦纶—6:
是由含6个碳原子的己内酰胺聚合制得聚己内酰胺经纺丝而成的。
生产过程包括:
己内酰胺的制造、聚合、纺丝及后加工。
制造己内酰胺的方法有环己烷法,苯酚法,甲苯法等。
生产工艺方框流程见图1。
图1锦纶—6生产工艺方框流程图
锦纶—66:
是由含有6个碳原子的己二胺与6个碳原子的己二酸缩聚,并经纺丝而成。
己二酸与己二胺混合制成己二胺己二酸盐(简称尼龙66盐),以50%尼龙66盐的水溶液为原料,经缩聚反应得到聚己酸己二胺,再经纺丝及后加工,生产出锦纶66长丝,其生产工艺方框流程见图2。
图2锦纶66长丝生产工艺方框流程图
涤纶:
涤纶是聚酯纤维的商品名称,也叫“的确良”。
对苯二甲酸的制造;
对苯二甲酸的酯化;
乙二醇的制造;
对苯二甲酸乙二酯的缩聚;
乙二醇的回收;
纺丝及后处理。
制造对苯二甲酸的方法有:
对二甲苯硝酸氧化法,对二甲苯分步空气氧化法,对二甲苯一步空气氧化法;
甲苯氧化一歧化法和苯酐转位法等。
生产涤纶短纤维是以聚酯(PET)融体为原料进入纺丝机;
或以聚酯切片为原料,经干燥、熔融后送入纺丝机,再经若干加工过程得到涤纶短纤维。
其生产工艺方框流程见图3。
图3涤纶短纤维生产工艺方框流程图
生产涤纶长丝是以聚酯切片为原料,经干燥、熔融后送入纺丝机;
或以聚酯融体为原料送人纺丝机,经不同的后处理加工,得到涤纶长丝。
其生产工艺方框流程见图4。
图4涤纶长丝生产工艺方框流程图
腈纶:
腈纶是聚丙烯腈纤维的商品名称。
丙烯腈的合成和精制,丙烯腈的聚合或共聚,纺丝及后处理,溶剂的回收。
制造丙烯腈的方法有乙炔法和丙烯氨氧化法两种。
以丙烯氨氧化法为例,其工艺过程是丙烯与氨按一定比例混合送入氧化反应器,空气按一定比例从反应器底部进入,经分布板向上流动,与丙烯、氨混合并使催化剂床层流化。
丙烯、氨、空气在440~450℃和催化剂的作用下生成丙烯腈。
反应气体中的丙烯腈和其他有机产物在吸收塔被水全部吸收下来,在成品塔将水和易挥发物脱除得到高纯度的丙烯腈产品。
由丙烯腈生产腈纶纤维还须加入其他单体共聚制成。
以一步法(均相溶液聚合)为例加入第二单体为丙烯酸甲酯,第三单体为衣康酸,溶剂为硫氰酸钠水溶液。
腈纶纤维生产工艺方框流程见图5。
图5腈纶纤维生产工艺方框流程图
维纶:
维纶是聚乙烯醇缩醛纤维的商品名称。
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,纺丝及后加工,热处理及缩醛化。
合成醋酸乙烯的方法有乙炔法和乙烯法两种。
以乙烯法为例,其工艺过程是以乙烯,醋酸和氧气送入固定床反应器,在催化剂作用下,进行合成反应,生成醋酸乙烯,经气体分离器分离出含醋酸乙烯和醋酸的反应液,经精馏后送人聚合釜,在釜中以甲醇为溶剂,在聚合引发剂作用下,进行聚合反应,生成聚醋酸乙烯的甲醇溶液,经醇解反应,固化后得到聚乙烯醇(PVA)成品。
用水洗去不纯物后,用热水溶解制成纺丝原液,然后经喷丝头将原液喷入凝固浴中形成纤维,再经热处理和用甲醛进行醛化处理、上油、干燥等工序,得到维纶短纤维或维纶牵切纱。
其生产工艺方框流程见图6a、b。
丙纶:
丙纶纤维以聚丙烯切片为原料,可生产出丙纶短纤维和丙纶膨体长丝(BCF)。
生产丙纶短纤维时,以聚丙烯切片为原料,加入颜料及稳定剂用气流输送至螺杆挤压熔融纺丝(220~280℃),再经若干工序,得到丙纶短纤维。
其生产工艺流程见图7。
图7丙纶短纤维生产工艺方框流程图
生产丙纶膨体长丝(BCF)时,以聚丙烯切片为原料,加入掺和剂,用气流输送至螺杆挤压熔融纺丝,再经若干工序,得到丙纶膨体长丝。
其生产工艺方框流程见图8。
图8丙纶膨体长丝(BCF)生产工艺方框流程图
职业危害合成纤维的生产由单体、聚合,纺丝及后加工等阶段组成。
生产物料与炼油及其他石油化工生产一样,大都为易燃、易爆、有毒、有害、易腐蚀等特点。
生产过程具有高温带压,反应剧烈、连续、密闭、自动化程度高等特点。
火灾爆炸、机械伤害、中毒,灼烫和噪声是合成纤维生产中的危害。
其中尤以火灾爆炸对生产安全,人身安全威胁最大、危害最深。
1.火灾爆炸:
合成纤维生产中,所使用的原材料性质,反应操作条件,着火源和生产部位,均会构成火灾爆炸险情。
首先,原料(如苯、苯酚、环己烷、萘苯酐,甲苯、对二甲苯、乙炔、乙烯、丙烯等),中间品(如环己酮、对苯二甲酸、己内酰胺、丙烯腈等)和成品都具有燃烧、爆炸兼有中毒性质。
当设备系统置换吹洗不净、有跑、冒、滴、漏时,或因误操作形成负压使空气渗入,这些物质中的可燃气体(或蒸气)会与空气形成爆炸混合物,遇到生产中的高热,冲击或摩擦产生的机械火星、静电火花、加热或检修明火,即行燃烧或爆炸。
在生产中,有的反应过程本身会放热,有的在高温、压力下操作,有的(如丙烯氨氧化)在接近爆炸极限的条件下进行生产。
如果仪表失灵、控温控压不当,加料错误,停水停电使冷却和搅拌中断,都可能导致物料爆炸和冲料起火。
同时,高温能降低设备机械强度以致发生裂隙,而高温物料冲出遇空气会自燃。
此外,超过自燃点的高温能使物料在设备系统内碳化、结焦,不仅会堵塞通路致使压力增高而爆炸,还会在出料开阀门时或捅堵除焦时遇空气自燃。
合成纤维某些工序生产的温度和压力情况见下表。
从着火源来说,除了有电源和检修动火外,生产中加热源较多。
通常采用联苯(闪点113℃)、联苯醚(闪点102℃)汽缸油等作载热体加热或电感加热。
上述载热体均系可燃物质,一般需加热至200℃以上均超过闪点,如果加热不均匀,循环系统不严密,结焦堵塞,这些处于高温的可燃液体一旦泄漏当接触明火时就会爆炸起火。
电感加热有时因密封不好,绝缘不良,受潮漏电,产生匝间短路,也会引起泄漏的可燃物料着火。
此外,在生产中,如锦纶、涤纶和腈纶生产的各工序部位(氧化、裂解、聚合等)既有可燃、可爆介质,又有电源,热源,容易发生火灾爆炸危害。
只要内外火险因素结合,相互作用,就会发生燃烧形成爆炸,影响整个生产。
2.机械伤害:
纺丝及后处理工序,电器、传动设备多,生产连续、高速、自动化,厂房封闭、潮湿、噪声、作业环境差,操作者要及时处理断丝、废丝卷绕等故障,很易发生机械挤伤、勾刀刺割、电梯伤人等机械伤害事故。
3.中毒:
合成纤维生产中所使用的原料,中间品、成品以及载热体,大都属于有毒有害物质。
有的物质(如苯、苯酚、己二胺)毒性较大,丙烯腈属剧毒致癌物质。
在生产过程中,有些工序设在室外,有些是全封闭式生产,一般对人体的危害不大。
但由于设备管道腐蚀穿孔,密封不严,有跑、冒、滴、漏意外事故和转运过程中,这些有毒物质以蒸气或粉尘形式扩散,会污染作业环境。
人们长期在污染环境中操作,将造成慢性中毒,或急性中毒甚至死亡。
4.灼烫:
合成纤维生产中使用高浓度硫酸、二氧化硫等酸碱强腐蚀性物质,有的工序高温带压,容易发生酸碱灼伤和高温高热烫伤危害。
5.噪声:
合成纤维生产中,卷绕、纺丝及后加工是在封闭式厂房内进行,机械传动设备的噪声常集而不散。
工人常年在超过国家工业卫生允许标准的噪声环境中作业,会引起耳聋、心悸、心慌、头昏、乏力等疾病。
预防措施
1.合成纤维厂的建设要对劳动保护、工业卫生、消防、环境评价的措施和设施同时进行设计、施工和投产。
全厂的区域规划、平面布置、防火间距、消防道路、管道敷设、防雷接地、均应符合国家的有关规定。
特别是单体生产单元要考虑到防火防爆中毒的特殊性,应单独设置,采用敞开式或半敞开式建设。
2.生产中使用的压力容器及设备管道,必须严格按照国家有关条例、规程和技术标准,进行设计、制造、安装、使用管理和定期检验。
各种仪表、安全附件必须齐全,灵敏可靠。
加强维护保养、消除跑、冒、滴、漏,保持设备良好。
3.凡有氢气、乙炔、乙烯、丙烯、苯、二甲苯、环己烷、丙烯腈等易燃气体和易燃液体的设备、管线,均应接有导除静电的接地装置;
用空气干燥、掺和输送可燃性粉状、粒状树脂的设备系统应有良好接地。
4.对于物料自聚放热、分解而造成超温超压,有可能引起火灾爆炸危险的反应设备,除了应有自动和手动紧急泄压排放设施(如放空管、事故泄压等)以外,还应设置自动联锁报警系统。
对可燃气体容易泄漏扩散处应设置可燃气体浓度检测报警仪。
此区域的电气设备,开关应用防爆型。
5.聚合物熔融纺丝时其热源采用高压蒸汽、热载体间接加热,不宜采用电感性加热。
6.生产装置、厂房应通风良好、加强尘毒定期监测,治理污染源头,配备防毒面具和防毒口罩,工作人员要穿戴好劳动保护用品,定期进行体格检查。
7.装置开工、检修要制定专门的开停车方案,严格执行安全检修规定,建立检修后的验收和开车制度。
8.装置区要设立事故状态下的应急消防,抢救设施和器材。
提高操作人员素质,精心操作,认真巡回检查,及时消除事故隐患。
合成纤维某些工序生产的温度和压力情况
safetyinthemanufactureofsyntheticfiber合成纤维生产一般经过3个步骤。
第一步是将乙烯、丙烯、苯、二甲苯等基本有机原料,通过各种方法制成单体。
产量较大的合成纤有锦纶—6、涤纶、腈纶、维纶。
1.锦纶—6的生产锦纶—6是由单体己内酰胺聚合纺丝而成,因此,又叫聚己内酰胺纤维。
它的生产过程包括:
己内酰胺的制造、聚合;
纺丝及后加工。
制造己内酰胺的方法有环己烷法、苯酚法、甲苯法等。
2.涤纶的生产涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的商品名称。
制造对苯二甲酸的方法有:
对二甲苯硝酸氧化法;
对二甲苯分步空气氧化法;
对二甲苯一步空气氧化法;
甲苯氧化—歧化法和苯酐转换位法等。
3.腈纶的生产腈纶是聚丙烯腈的商品名称。
单体丙烯腈的合成和精制;
丙烯腈的聚合或共聚,纺丝及后处理;
溶剂的回收。
4.维纶的生产维纶是聚乙烯醇缩醛纤维的商品名称。
它的生产过程包括;
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;
纺丝及