危险化学品特种作业人员培训聚合工艺91课件

危险化学品特种作业人员培训

——聚合工艺

姓名：孙岳玲

单位：扬州工业职业技术学院授课提纲--聚合工艺安全基础（二）一、聚合工艺基本知识二、聚合工艺危险性及分析三、安全技术说明书四、聚合工艺重大危险源一、聚合工艺基本知识（一）聚合反应的基本原理1.聚合物的基本概念

聚合物是由一种或几种简单的低分子化合物（单体）经聚合反应，形成由简单的结构单元以重复方式连接成高分子化合物。由一种单体形成的聚合物称为均聚物；两种或多种单体共同形成的聚合物称为共聚物。聚合物的相对分子质量一般大于1xlO4。一、聚合工艺基本知识（一）聚合反应的基本原理2.聚合物的分类与命名聚合物的分类：按来源分，聚合物分为天然聚合物和合成聚合物，天然聚合物，如棉、毛、麻、皮、天然橡胶等；合成聚合物，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。按性能和用途分，聚合物分为塑料、橡胶、纤维、黏合剂、涂料、离子交换树脂等。若按高分子链的结构分，聚合物分为碳链聚合物、杂链聚合物和元素有机聚合物，碳链聚合物即主链由碳原子组成；杂链聚合物，主链中除碳原子外还有氧、氮、硫等杂原子；元素有机聚合物，主链无碳原子，主要由硅、硼、铝、氧、氮、硫等原子组成，侧基由有机基团组成。根据高分子链形状不同，聚合物分为线型、支链型和体型三种类型。一、聚合工艺基本知识（一）聚合反应的基本原理2.聚合物的分类与命名聚合物的命名：

聚合物通常按制备方法及原料名称命名。以加聚反应制得的聚合物，在原料名称前面加“聚”字，例如，氯乙烯的聚合物称聚氯乙烯，苯乙烯的聚合物称聚苯乙烯等；以缩聚反应制得的聚合物，常在原料后面加上“树脂”二字，例如，酚醛树脂、环氧树脂等。加聚物在未制成的制品前也常称“树脂”，例如聚氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂等。在商业上，聚合物的商品名称，如聚己内酰胺纤维称锦纶-6,聚对苯二甲酸乙二酯纤维称涤纶，聚丙烯腈纤维称腈纶。一、聚合工艺基本知识（一）聚合反应的基本原理3.聚合反应类别及特征

聚合反应是指由低分子的单体形成高分子聚合物的化学反应。聚合反应按元素组成和结构变化关系，分为加成聚合反应和缩合聚合反应；若按反应机理的差异，分为连锁聚合反应和逐步聚合反应；此外，还可通过聚合物的化学转变成新的聚合物。一、聚合工艺基本知识（一）聚合反应的基本原理3.聚合反应类别及特征（1）加成聚合反应及其特征

加成聚合反应简称加聚反应，是由一种或多种单体通过相互加成形成聚合物的反应。由加聚反应形成的聚合物称为加聚物。加聚物的元素组成与原料单体相同，仅是分子结构有所变化。加聚物的相对分子质量是单体相对分子质量的整数倍。绝大多数烯类或碳链聚合物是通过加聚反应形成的。例如，乙烯加成聚合产物为聚乙烯，氯乙烯加成聚合产物为聚氯乙烯。一、聚合工艺基本知识（一）聚合反应的基本原理3.聚合反应类别及特征

加成聚合反应的特征如下：1.加成聚合反应需要引发剂或催化剂，在引发剂或催化剂作用下，单体烯烃π键断裂形成活性中心，活性单体与许多单体发生链锁反应，瞬间形成长碳链大分子聚合物。由于活性中心不同，加聚反应可分为自由基聚合、离子型聚合、配位型聚合等反应。一、聚合工艺基本知识（一）聚合反应的基本原理2.就单个活性中心而言，反应瞬间可连接许多个单体生成一个大分子，聚合物相对分子质量随时间增长变化不大；由于单体活性中心的数量有限，大量单体不能同时参与反应，故单体转化率随聚合时间增加而逐渐增加；由于链增长极快，因此反应无中间产物。3.加成聚合反应，由链引发、链增长、链终止三个不同的基元反应构成，链增长反应活化能较小，反应速率极快，通常以秒计。反应热效应较大（-△H—般为84KJ/mol),聚合极限温度较高(200~300℃),一般温度下，加聚反应是不可逆的。

3.聚合反应类别及特征一、聚合工艺基本知识（一）聚合反应的基本原理（2）缩合聚合反应及其特征缩合聚合反应简称缩聚反应，即双官能团或多官能团单体形成聚合物的聚合反应，反应过程中，除形成高分子缩聚产物外，还产生低分子的水、醇、氨、氯化氢等副产物。由于有低分子的副产物析出，缩聚产物的结构单元比其单体要少若干个原子，缩聚产物的相对分子质量不是单体相对分子质量的整倍数。例如，己二酸和己二胺缩聚生产尼龙-66,对苯二甲酸和乙二醇缩聚生产聚对苯二甲酸乙二醇酯等。缩聚反应实质是在官能团之间多次进行重复的缩合反应，在缩聚产物中保留官能团的特征，如酰胺键（-NHC0-)、酯键(-OCO-)、醚键（-O-)等，故大部分缩聚物为含杂原子的杂链聚合，缩聚物容易被水、醇、酸等分解。3.聚合反应类别及特征一、聚合工艺基本知识（一）聚合反应的基本原理3.聚合反应类别及特征

缩聚反应的特征如下：1.缩聚反应具有逐步性，即单体先生成二聚体、三聚体、四聚体，逐步生成聚合物，每一步均能生成稳定的聚合物，中间产物可单独存在和分离出来；聚合物相对分子质量随聚合时间逐渐增大。缩聚过程中，反应初期单体很快转化为低聚物，然后，低聚物进一步转化为相对分子质量更高的缩聚物。故缩聚反应的转化率，初期变化较大，随时间延长其变化不大；缩聚物相对分子质量则随反应时间延长而逐步增加。3.聚合反应类别及特征一、聚合工艺基本知识（一）聚合反应的基本原理2.缩聚反应具有可逆性。多数缩聚反应为可逆反应，当反应进行到一定程度，就达到平衡状态，缩聚物的相对分子质量不再随时间增加而增长，欲使其相对分子质量增加，则需要改变平衡状态，通常是将缩聚生成的水、氨、氯化氢等小分子从反应系统移出来。相对于加聚反应，缩聚反应的热效应小（-△H—般为21KJ/mol)，聚合临界温度较低(40~50℃)无明显的链引发、链增长、链终止反应，反应活化能较高，反应速率较慢，通常以小时计。3.缩聚反应是一复杂反应。除链增长反应外，还可能发生链裂解、链交换等副反应,产物比较复杂。（二）聚合工艺及其分类

根据物料聚集状态不同，聚合生产方法分为气相聚合、液相聚合和固相聚合；根据反应介质和条件不同，分为本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合。聚合生产方法的选择，取决于单体的性质和聚合物的用途，如表2-1所示。一、聚合工艺基本知识1.聚合生产方法聚合方法本体聚合溶液聚合悬浮聚合乳液聚合引发剂种类油溶性油溶性油溶性水溶性配方主要成分单体、引发剂单体、引发剂、溶剂单体、引发剂、水、分散剂单体、水溶性引发剂、水、乳化剂聚合场所本体内溶液内液滴内胶束和乳胶粒内聚合机理遵循自由基聚合一般机理，提高聚合速率的因素可降低分子量伴有向溶剂的链转移反应，一般分子量较低，反应速率也较低与本体聚合相同可同时提高分子量和聚合速率温度控制难易，溶剂为载热体易，水为载热体易，水为载热体反应速率快，初期需低温，再逐渐升温慢快很快生产特征不易散热，间歇生产(也可连续生产），设备简单，宜于生产透明浅色制品，分子量分布宽易于散热，可连续生产，不宜制成干燥粉状或粒状树脂易于散热，间歇生产，须有分离、洗涤、干燥等工序易于散热，可连续生产。制成固体树脂时，须经凝聚、洗涤、干燥等工序产品纯度与形态纯度高，块状、颗粒状或粉粒状纯度低，溶液或颗粒状比较纯净，可含有分散剂，粉粒状或珠粒状含有少量乳化剂和其他助剂，乳液、胶粒或粉状三废很少溶剂废水废水胶乳废水产品品种举例有机玻璃、高压聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯1乙烯等聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯等聚氯乙烯、聚苯乙烯等聚氯乙烯、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、聚醋酸乙烯乳液等表2-1 四种自由基型聚合方法的比较和工艺特征（二）聚合工艺及其分类一、聚合工艺基本知识2.聚合工艺过程

聚合工艺过程由原料准备、聚合、产物分离、后处理等工序或岗位构成，如图2-1所示。图2-1聚合物生产的基本工艺过程（二）聚合工艺及其分类一、聚合工艺基本知识2.聚合工艺过程（1）准备工序，聚合前原料与引发剂的处理准备，包括单体、溶剂、去离子水等的贮存、洗涤、精制、干燥、调整浓度等；引发剂和助剂的制备、溶解、贮存、调整浓度等。（2）聚合工序，以聚合装置为核心，附有冷却、加热和物料输送等。（3）分离工序，包括未反应单体、溶剂..残余引发剂和低聚物的脱除等。

（4）回收工序，包括未反应单体与溶剂的冋收、精制。

（5）后处理工序，包括高聚物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装。（6）辅助工序，包括三废处理和供电、供气、供水等。（二）聚合工艺及其分类一、聚合工艺基本知识3.主要工艺影响因素与控制

聚合工艺主要控制参数包括聚合温度、聚合压力、引发剂及其流量、聚合搅拌速率、聚合釜冷却水流量、料仓静电防护、可燃气体监控等。（三）典型聚合工艺过程一、聚合工艺基本知识1.氯乙烯聚合生产聚氯乙烯

聚氯乙烯（PVC)树脂生产，有氯乙烯悬浮聚合法、乳液法、溶液法和本体法。悬浮聚合生产PVC，具有工艺简单、成本低、树脂质量高等优点，氯乙烯悬浮聚合，分浆料碱处理和浆料塔式汽提工艺流程。（1）聚合及浆料碱处理工艺流程如图2-2所示。脱离子水经泵或计量槽加至聚合釜,在搅拌下将分散剂从聚合釜人孔或分配成稀溶液由计量槽加人，其他辅助剂也可由人孔口加人，关闭人孔盖，通氮气试压或抽真空脱氧处理。一、聚合工艺基本知识1.氯乙烯聚合生产聚氯乙烯图2-2氯乙烯聚合和浆料碱处理工艺流程1—单体计量槽；2—单体过滤器；3—循环水泵；4——聚合釜;5—出料槽；6—浆料过滤器；7——浆料栗；8—沉析槽（三）典型聚合工艺过程一、聚合工艺基本知识1.氯乙烯聚合生产聚氯乙烯

单体氯乙烯经计量槽和单体过滤器进人聚合釜，并由高压水将引发剂溶液自加料小罐压人釜内。聚合釜夹套通热水升温至规定温度，当反应放热时，用循环水泵夹套通冷却水内循环移出聚合反应热，维持反应温度在恒定值，直至聚合反应结束。当氯乙烯单体转化率达到85%以上时，由计量泵向釜内打人定量的终止剂，然后借釜内余压将悬浮液压人出料槽，并通人蒸气升温至75~80℃，未聚合的氯乙烯单体返回气柜；出料槽内浆料经桨料过滤器，由浆料泵送至沉析槽并加液碱以破坏残存的分散剂、引发剂和低分子量的聚合物，微量单体由槽顶回收至气柜，槽内浆料待离心干燥处理。（三）典型聚合工艺过程一、聚合工艺基本知识1.氯乙烯聚合生产聚氯乙烯

（1）浆料塔式汽提工艺流程如图2-3所示。聚合反应结束，加人终止剂和消泡剂，夹套通热水升温，进行自压回收操作，使未聚合氯乙稀单体经泡沫捕集器排入气柜，当聚合釜压力降至0.55MPa(表压）和温度达到70℃时，开启水环泵进行真空回收操作，维持该温度和真空度达53.3~66.7kPa时（约10min结束），回收的气体经冷却器、过滤器除去水分和泡沫后送气柜冋收，用氮气将釜内浆料压至出料槽贮存，供汽提进料用。（三）典型聚合工艺过程一、聚合工艺基本知识6—水环真空泵；7—树脂过滤器；8—浆料泵；9—换热器；10—汽提塔；11—混料槽1.氯乙烯聚合生产聚氯乙烯（三）典型聚合工艺过程

自出料槽来的浆料，经树脂过滤器由浆料泵送往换热器，与汽提塔底排出高温浆料换热交升温后，进人汽提塔顶部，浆料经塔内筛板小孔流下，与塔底直接蒸气逆流接触，树脂及水相中残留单体被上升水蒸气带走，其中的水分经塔顶冷凝器冷凝冋流塔内；未凝氯乙烯气体由水环或真空泵抽出送至气柜回收。经汽提脱除大部分残留氯乙烯单体的浆料,由塔底浆料泵抽出，经热交换器回收热能降温后，送入混料槽，以待离心干燥系统处理。

为安全起见和减少氧对单体的影响，水环式真空泵6抽出的氯乙烯均经含氧仪连续检测，当氧含量小于2%时排人气柜冋收，大于2%时放空处理。一、聚合工艺基本知识1.氯乙烯聚合生产聚氯乙烯（三）典型聚合工艺过程一、聚合工艺基本知识2.

1，3-丁二烯和苯乙晞共聚生产丁苯橡胶

丁苯橡胶（简称SBR)是一种综合性能较好的通用橡胶，其产量和消费量均比较大。丁苯橡胶由1,3-丁二烯与苯乙烯共聚而得，其生产方法有乳液聚合法、溶液聚合法，而以乳液聚合法为主。低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺流程如图2-4所示。（三）典型聚合工艺过程一、聚合工艺基本知识（1）配料混合 .根据丁苯橡胶聚合配方，聚合单体、助剂等经计量后先后在管路中混合。叔十烷基硫醇（调节剂）、苯乙烯经计量泵在管路混合溶解，然后与来自分离罐的丁二烯混合，再与乳化剂混合液（乳化剂、去离子水、脱氧剂等）等混合，混合后的物料经冷却器冷却至10℃与活化剂溶液（还原剂、螯合剂等）混合之后由第一聚合釜底部进入聚合系统；氧化剂由第一聚合釜底部进人。2.

1，3-丁二烯和苯乙晞共聚生产丁苯橡胶（三）典型聚合工艺过程一、聚合工艺基本知识（2）聚合反应系统

它由8~12台聚合釜串联组成，当聚合到规定转化率加入终止剂，终止剂在终止釜前加入。聚合反应终点控制，主要根据门尼黏度和单体转化率。转化率一般控制在60%左右（固体含量）；门尼粘度是根据产品指标要求取样测定的。为确保聚合产物门尼黏度合格,门尼黏度测定达到规定指标，即使转化率未达要求，也要加人终止剂终止反应。2.

1，3-丁二烯和苯乙晞共聚生产丁苯橡胶（三）典型聚合工艺过程一、聚合工艺基本知识聚合温度，采用氧化-还原引发体系引发温度为5℃或更低（-10~-18℃);采用K2S208引发剂为50℃，转化率为72%~75%。单体转化率与聚合时间、引发剂等有关。氧化-还原引发剂，转化率一般控制在60%左右，反应时间7~12h,未反应单体回收后循环使用。聚合釜内设置垂直管式氨蒸发器如图2-5所示。以氨蒸发冷却换热，控制聚合温度在5℃左右，聚合釜搅拌器的转速为105~120r/min。2.

1，3-丁二烯和苯乙晞共聚生产丁苯橡胶（三）典型聚合工艺过程一、聚合工艺基本知识（三）典型聚合工艺过程2.

1，3-丁二烯和苯乙晞共聚生产丁苯橡胶一、聚合工艺基本知识（3）单体回收

乳胶液达到要求，由终止釜进人缓冲罐，再经一、二两级闪蒸器回收未反应的丁二烯，闪蒸器为卧式闪蒸槽，一级闪蒸温度为22~28℃、压力为0.04MPa,二级闪蒸温度为27℃压力为0.03MPa；为避免闪蒸过程中胶乳液产生大量气泡，加人硅油或聚乙二醇等消泡剂。经两级闪蒸回收的丁二烯经压缩、冷凝液化、脱惰性气体后进人丁二烯储罐，循环使用。（三）典型聚合工艺过程2.

1，3-丁二烯和苯乙晞共聚生产丁苯橡胶一、聚合工艺基本知识

脱除丁二烯后的乳胶液，由胶液栗送人苯乙烯汽提塔回收单体苯乙烯。该塔内设10余块塔盘，高约10m。塔底用0.1MPa水蒸气直接加热，塔顶压力12.9kPa，塔顶温度控制在50℃，塔顶采出的苯乙烯与水蒸气混合物，经冷凝分层，分离后的苯乙烯循环使用。塔底采出含胶20%左右，

苯乙烯含量小于0.1%的乳胶液。塔底采出的乳胶液进人混合槽与防老剂乳液混合，必要时加人充油乳液，搅拌混匀后送人后处理工段。

苯乙烯汽提塔中易产生凝聚物，堵塞筛板，需定期清洗除去器壁上的粘附物。加人亚硝酸钠、碘、硝酸等抑制剂，可防止回收系统产生爆聚物。（三）典型聚合工艺过程2.

1，3-丁二烯和苯乙晞共聚生产丁苯橡胶一、聚合工艺基本知识（4）乳胶液后处理

乳胶液后处理包括破乳、胶粒化、乳化剂转化、洗涤脱水、粉碎、干燥和称重包装等工序。混匀的乳胶用栗送至絮凝器槽，加人24%~26%食盐水破乳形成浆状物，然后与0.5%的稀硫酸混合进人胶粒化槽，在剧烈搅拌下、55℃左右形成胶粒，然后溢流至转化槽，在乳化剂作用下转化为游离酸，转化槽操作温度为55℃左右。由转化槽溢流出的胶粒和清浆液经振动筛过滤分离，湿胶粒进人洗涤槽，以清浆液和清水洗涤，洗涤温度40~60℃。胶粒经洗涤、真空旋转过滤器脱水（含水量<20%)、湿粉碎机粉碎成5〜50mm胶粒，由空气输送器送至干燥箱。（三）典型聚合工艺过程2.

1，3-丁二烯和苯乙晞共聚生产丁苯橡胶一、聚合工艺基本知识

干燥箱为多室、双层履带式，履带为多孔不锈钢板，各干燥室温度分别控制，最高为90℃出口为70℃。进料端喷淋硅油溶液以防胶粒黏结，胶粒被上层履带终端刮刀刮下落人第二层履带干燥至含水量<0.1%，称量、压块、检测金属、包装成品。（三）典型聚合工艺过程2.

1，3-丁二烯和苯乙晞共聚生产丁苯橡胶一、聚合工艺基本知识

聚酯即聚对苯二甲酸乙二醇酯，以对苯二甲酸双羟乙酯为原料经缩聚而得，化学反应式如下：（三）典型聚合工艺过程3.对苯二甲酸和乙二醇缩聚生产聚酯纤维一、聚合工艺基本知识

反应是可逆的，为使反应完全，必须从系统中分离出乙二醇，通常采用真空和强力搅拌条件，为获得较高相对分子质量的聚酯，最终压力不大于0.2666kPa，一般产品的平均相对分子质量不低于20000;用于制造纤维、薄膜的相对分子质量约为25000。

聚酯工艺路线，根据对苯二甲酸双羟乙酯生产方法不同，主要有酯交换法、直接酯化法和环氧乙烷法。（三）典型聚合工艺过程3.对苯二甲酸和乙二醇缩聚生产聚酯纤维一、聚合工艺基本知识

酯交换法是以醋酸锌、醋酸锰或钴为催化剂，对苯二甲酸二甲酯与乙二醇以1:2.5的摩尔比进行酯交换，合成对苯二甲酸双羟乙酯：（三）典型聚合工艺过程3.对苯二甲酸和乙二醇缩聚生产聚酯纤维一、聚合工艺基本知识

直接酯化法，即对苯二甲酸与乙二醇直接酯化合成对苯二甲酸双羟乙酯：（三）典型聚合工艺过程3.对苯二甲酸和乙二醇缩聚生产聚酯纤维一、聚合工艺基本知识

环氧乙烷法，是对苯二甲酸与环氧乙烷，在脂肪胺或季铵盐存在下酯化：（三）典型聚合工艺过程3.对苯二甲酸和乙二醇缩聚生产聚酯纤维一、聚合工艺基本知识

酯交换法工艺技术成熟，是传统的聚酯生产方法。与酯交换法相比，直接酯化法有消耗低、乙二醇配料比低、无甲醇回收、生产控制稳定、工艺流程短、投资低等优点。目前，聚酯生产主要采用酯交换法和直接酯化法。(1)酯交换法连续生产聚酯丁艺它包括酯交换、预缩聚、缩聚等过程，其原则工艺流程如图2-6所示。（三）典型聚合工艺过程3.对苯二甲酸和乙二醇缩聚生产聚酯纤维一、聚合工艺基本知识1—DMT熔化器；2—DMT高位槽；3—EG预热器；4—EG高位槽；5—催化剂高位槽；6—连续酯交换塔；7—甲醇冷凝器；8—混合器；9—预缩聚塔10—预聚物中间贮槽；11—冷凝器；12—卧式连续真空缩聚釜；13—连续纺丝、拉膜或造粒系统；14—齿轮呆；15—离心栗（三）典型聚合工艺过程3.对苯二甲酸和乙二醇缩聚生产聚酯纤维一、聚合工艺基本知识1.酯交换。将对苯二甲酸二甲酯连续加人熔化器，加热（150±5)℃熔化后，用齿轮泵送人高位槽；将乙二醇连续加人乙二醇预热器预热至150〜160℃用离心泵送人高位槽。将上述两种原料分别用计量泵按1:2的摩尔比由酯交换塔上部连续加人。按DMT0.02%加人量，分别将醋酸锌、三氧化二锑用过量0.4mol乙二醇配制成液体加人高位槽，并连续定量送人酯交换塔上部。

聚合原料由酯交换塔顶加入，经16个分段反应室到最后一块塔板完成酯交换反应，酯交换生成物经塔底再沸器加热后进人混合器。（三）典型聚合工艺过程3.对苯二甲酸和乙二醇缩聚生产聚酯纤维一、聚合工艺基本知识

连续酯交换塔是一塔顶带乙二醇回流的填充式精馏柱的立式泡罩塔，酯交换温度控制190~220℃，反应产生的甲醇蒸气沿各层塔板泡罩齿缝上升，经冷凝器冷凝后进人甲醇贮槽。2.预缩聚。预缩聚在预缩聚塔内进行，该塔由16块塔板构成，塔内温度控制在（265±5)℃混合器中单体经过滤器过滤、计量泵计量、预热器预热由塔底进人沿塔板升液管逐层上升，在上升过程中进行缩聚反应，反应产生的乙二醇蒸气起搅拌作用，至最上一层塔板得特性黏度η为0.2~0.25的预聚物，预聚物由塔顶物料出口进人预聚物中间贮槽。（三）典型聚合工艺过程3.对苯二甲酸和乙二醇缩聚生产聚酯纤维一、聚合工艺基本知识3.缩聚。预聚物由计量泵输送至卧式连续真空缩聚釜人口。圆筒形缩聚釜内设49枚圆盘轮的单轴搅拌器，釜底部由与圆盘轮交错安装的隔板隔成多段反应室（如图2-7所示）。锌为催化剂时，缩聚温度不超过270℃，加人稳定剂可控制在275~278℃，压力小于133.3Pa。预聚物在搅拌器作用下，从缩聚釜一端向另一端流动，在流动过程中进行缩聚反应。当物料到达另一端时，物料的特性黏度η)增加至0.64~0.68,经连续纺丝、拉膜或造粒，得聚酯树脂产品。（三）典型聚合工艺过程3.对苯二甲酸和乙二醇缩聚生产聚酯纤维一、聚合工艺基本知识(2)直接酯化聚酯法生产工艺它包括酯化与缩聚两个过程。酯化反应。对苯二甲酸与乙二醇按摩尔比1:1.33配料，以三氧化二锑为催化剂，酯化温度控制在乙二醇沸点以上，酯化在反应釜在搅拌下进行，以平均聚合度为1.1酯化物在反应器中循环，酯化物与对苯二甲酸摩尔比为0.8,夹套温度控制270 物料在釜内第一区室内充分混合形成黏度为2Pa•s的浆液，浆液由区室间挡板小孔进人下一个区室，在流动过程中反应，最后得均一低聚物，反应产生的水经蒸馏排出。缩聚反应。酯化产物经缩聚反应设备进行连续缩聚反应，缩聚反应设备与酯交换基本相同。

（三）典型聚合工艺过程3.对苯二甲酸和乙二醇缩聚生产聚酯纤维（一）聚合物料的危险性及分析二、聚合工艺危险性及分析1.聚合单体的危险性

聚合单体，如乙烯、丙烯、丁二烯、苯乙烯、氯乙烯等，均为易燃、易爆、导电性较差的非极性物质，一旦泄漏，极易引发火灾、爆炸等事故。（1）氯乙烯

氯乙烯是具有麻醉性、芳香气味的无色气体，密度比空气重1倍，相对分子质量62.51，沸点-13.9℃凝固点-159.7℃，纯氯乙烯加压至0.49MPa、冷却得液体氯乙烯，液体氯乙烯密度比水略轻。（一）聚合物料的危险性及分析二、聚合工艺危险性及分析1.聚合单体的危险性

氯乙烯化学性质比较活泼，易燃、易爆，在空气中的爆炸极限为4%~22%(体积含量），在氧气中的爆炸极限为3.6%~72%(体积含量）。在氯乙烯与空气混合物中充人氮气或二氧化碳气体，可缩小其爆炸浓度范围，当氮气含量>48.8%、二氧化碳含量>36.4%时，则氯乙烯与空气不会产生爆炸性混合物。

液态氯乙烯泄漏极其危险，一旦泄漏，遇火源极易爆炸起火；液态氮乙烯为绝缘性液体，在压力下高速喷射产生静电荷，静电荷积聚放电，极易引发火灾爆炸事故。故输送液态氯乙烯宜采用低流速，设备及管道应有可靠的防静电接地。（一）聚合物料的危险性及分析二、聚合工艺危险性及分析1.聚合单体的危险性

氯乙烯有毒，作业场所最高允许浓度为30mg/m3,凭嗅觉得知氯乙烯的浓度约为1290mg/m3，已高出标准40多倍。吸人较高浓度氯乙烯可引起急性中毒，前期症状为眩晕、头痛、恶心、胸闷、步态蹒跚和丧失定向能力，严重者可致昏迷；慢性中毒主要为肝脏损害、神经衰弱症、胃肠道及肢端溶骨症等。（一）聚合物料的危险性及分析二、聚合工艺危险性及分析1.聚合单体的危险性（1）丁二烯

丁二烯是合成橡胶的主要单体，相对分子质量为54.09,常温、常压下为无色气体,具有适度甜感、芳香味，沸点-4.413℃，凝固点-108.92℃液体丁二烯无色透明，折射率（-25℃为1.4293,极易挥发，汽化潜热（25℃)为386KJ/Kg丁二烯易燃、易爆，闪点<-6℃，自燃点450℃，在空气中的爆炸极限为2.0%~11.5%(体积含量）；丁二烯易溶于乙醇、甲苯、乙醚、氯仿、四氯化碳、汽油、乙腈、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等有机溶剂，微溶于水。（一）聚合物料的危险性及分析二、聚合工艺危险性及分析1.聚合单体的危险性

丁二烯对人体有毒，低浓度下能刺激黏膜和呼吸道，高浓度下对中枢神经有麻醉作用，使人感到头痛嗜睡、恶心、胸闷、呼吸困难，长期与丁二烯接触使人记忆衰退。按国家卫生标准，空气中丁二稀最高允许浓度为100mg/m3。（一）聚合物料的危险性及分析二、聚合工艺危险性及分析1.聚合单体的危险性（3）苯乙烯

苯乙烯为无色透明油状、易燃液体，不溶于水，溶于醇、醚等多数有机溶剂。熔点-30.6℃，沸点146℃，相对密度（水=1)0.91，相对蒸气密度（空气=1)3.6，闪点34.4℃，引燃温度490℃，爆炸极限1.1%〜6.1%(体积含量）。

苯乙烯为可疑致癌物，具有刺激性，对眼睛、上呼吸道黏膜有刺激和麻醉作用。

苯乙烯严重危害环境，造成水体、土壤和大气污染。（一）聚合物料的危险性及分析二、聚合工艺危险性及分析2.聚合助剂的危险性

聚合助剂，包括溶剂、引发剂、催化剂、悬浮剂、分子量调节剂、阻聚剂等化学物质。例如，氯乙烯聚合，除单体氯乙埽外，还需要分散剂明胶、聚乙烯醇；引发剂，如过氧化二苯甲酰、偶氮二异庚腈、过氧化二碳酸等。引发剂化学性质活泼，对热、震动和摩擦敏感，易分解，属易燃、易爆危险物质，如偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、过硫酸铵等。溶剂，如甲醇、乙醇、石油醚、溶剂油等，均为易燃、易爆、易产生静电的危险物质。甲醇有毒，有刺激性，误饮15mL可致眼睛失明。（一）聚合物料的危险性及分析二、聚合工艺危险性及分析3.聚合物的危险性

聚合物大多为粉状或粒状的固体，又称合成树脂；或聚合物分散在溶液中呈黏稠态液体，又称乳胶。一般而言，聚合物热稳定性差，易分解析出有害气体，具有燃烧性，其粉尘与空气混合可形成爆炸性混合物（粉尘云），电阻率较高，导热及导电性差，易产生静电。

聚氯乙烯树脂（PVC）130℃开始分解变色析出氯化氢，燃烧过程释放氯化氢气体，还产生二恶英和恶毒等有毒物质。（二）聚合工艺过程危险性及分析二、聚合工艺危险性及分析

聚合工艺过程，涉及单体储存与精制、催化剂的制备、聚合反应、聚合物后处理等工序。在这些加工过程中，不仅大量使用和处置各种危险化学品，而且加工过程复杂，涉及聚合反应、蒸馏、萃取、吸附千燥等，加工条件苛刻，涉及高温、高压、严格的物料配比等条件。此外，因为搅拌故障、停电、停水、聚合物粘壁等因素，聚合过程的危险性不容忽视。二、聚合工艺危险性及分析（二）聚合工艺过程危险性及分析1.单体储存与精制的危险性(1)单体储存的危险性分析

单体绝大多数为易燃、易爆、易产生静电的危险化学品，单体储存设备为各种球罐、储槽等密闭承压容器，而且单体储存量较大，内储单体一旦泄漏、溢冒、喷射、误注人，极易引发火灾、爆炸等事故。因此，杜绝误操作、防泄漏、防静电、防雷击、杜绝一切火种，严格执行安全操作规程，十分重要。二、聚合工艺危险性及分析（二）聚合工艺过程危险性及分析1.单体储存与精制的危险性(2)单体精制的危险性分析

单体精制的方法主要有精馏、吸附干燥、加氢精制等。

精馏过程在精馏塔内进行，温度较低的液体在重力作用下，由塔顶自上而下流动；温度较高的蒸气在压力作用下，自下而上流动，二者在塔盘（或填料）上进行质量、热量传递。精馏装置由塔体和塔盘（填料）、再沸器、冷凝器、预热器等构成（如图2-8所示）。塔盘（填料）是气、液相进行质、热传递的基本构件，再沸器是提供热能的设备，塔顶冷凝器是提供冷量（或移出热量）的设备，预热器是提供进料条件的设备。精馏过程一旦失控，易燃易爆的单体泄漏，极易酿成火灾爆炸事故。二、聚合工艺危险性及分析（二）聚合工艺过程危险性及分析1.单体储存与精制的危险性二、聚合工艺危险性及分析（二）聚合工艺过程危险性及分析2.聚合过程的危险性分析

聚合反应多为放热反应，如果反应热不能及时移出，或由于搅拌故障、停电、停水、聚合物粘壁等原因，极易造成局部过热，聚合温度迅速上升，甚至导致爆炸事故。聚合反应多在高压下进行，如果工艺条件控制不当，发生爆聚，聚合压力就会骤增，甚至酿成爆炸事故。例如，以过氧化物为引发剂，配料比控制不当会产生爆聚。聚合实施方法不同，聚合过程危险性不尽相同。二、聚合工艺危险性及分析（二）聚合工艺过程危险性及分析2.聚合过程的危险性分析

本体聚合主要危险性，是聚合热不易移出而导致危险。例如，高压聚乙烯生产，1kg乙烯聚合释放的热量为3.8MJ,若不能及时移除，每聚合1%乙烯，聚合釜内温度升高12~13℃,升至一定温度有爆聚危险。乙烯聚合的反应压力为100~300MPa、温度为150〜300℃、停留时10s至数分钟。在此条件下，乙烯极不稳定，易分解成碳、甲烷、氢气等。

溶液聚合一般在溶剂冷凝冋流温度下进行，如醋酸乙烯酯在甲醇中聚合。溶液聚合借助溶剂蒸发移出反应热，其主要危险是聚合溶剂易挥发、易产生静电火花，导致火灾爆炸危险。二、聚合工艺危险性及分析（二）聚合工艺过程危险性及分析2.聚合过程的危险性分析

悬浮聚合在机械搅拌下用分散剂（如磷酸镁、明胶）将不溶的液态单体和可溶于单体的引