畢業(yè)論文 聚氯乙烯（PVC）聚合生產(chǎn)過程危險源辨識及安全評價

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河南理工大學本科畢業(yè)論文I聚氯乙烯（PVC）聚合生產(chǎn)過程危險源辨識及安全評價摘要：聚氯乙烯聚合過程存在許多潛在的危險因素，一旦發(fā)生事故，將會導致人員傷亡和經(jīng)濟損失，給經(jīng)濟社會的發(fā)展帶來巨大的負面影響。根據(jù)危險源辨識的基本理論，論文從危險物料、危險單元、危險操作設(shè)備和觸發(fā)危險源四個方面對聚氯乙烯聚合過程進行了危險源辨識。在此基礎(chǔ)上對聚氯乙烯聚合過程進行安全評價，采用英國帝化學公司的蒙德法對聚合過程的三個單元進行分析評價，確立了需重點分析的對象——聚合單元中的聚合釜爆炸事故；然后用事故樹分析法對這一特定事故進行定性與定量分析，得出聚合釜發(fā)生爆炸的概率及各基本事件對頂事件的影響程度，并給出了聚氯乙烯懸浮聚合過程中的一些安全對策及控制措施。論文對聚氯乙烯的聚合生產(chǎn)過程，乃至整個化工行業(yè)日常的安全生產(chǎn)都具有一定的借鑒意義。關(guān)鍵詞：聚氯乙烯 聚合過程 聚合釜爆炸事故 危險源辨識 安全評價 蒙德法 事故樹分析法河南理工大學本科畢業(yè)論文IIPVC polymerization production process hazard identification and safety evaluationAbstract:There are many potential risk factors in the PVC polymerization process, once the accident happens, it will result in casualties and economic losses, and bring huge negative influence to economic society development. According to the basic theory of Hazard identification, PVC polymerization process is within hazard identification in four aspects from hazardous materials, dangerous units, dangerous operation equipment and trigger sources of danger in this paper. On the basis, the PVC polymerization process is being in safety evaluation, it uses ICI Mond method to evaluate and analyze the three units of the polymerization process, and establishes the object which is needed to focus on ——the polymerization reactor explosion in the polymerization unit;Then use Fault Tree Analysis to have this particular incident of the qualitative and quantitative analysis, acquiring the probability of the polymerization reactor explosion and the influence degree the basic events on the top event,moreover, it gives some safety countermeasures and control measures in the PVC suspension polymerization process. The paper will have certain reference significance to the PVC polymerization process, and even the daily work of safety production in the entire chemical industry.Keywords:Polyvinyl Chloride Polymerization process Polymerization reactor explosion Hazard identification Safety evaluation Mond method Fault Tree Analysis河南理工大學本科畢業(yè)論文III目 錄1 緒論 .11.1 研究背景及意義 11.1.1 研究背景 .11.1.2 研究意義 .21.2 國內(nèi)外聚氯乙烯發(fā)展現(xiàn)狀 31.3 國內(nèi)外危險源辨識及評價現(xiàn)狀 31.3.1 國內(nèi)外危險源辨識現(xiàn)狀 .31.3.2 國內(nèi)外安全評價現(xiàn)狀 .51.4 主要研究內(nèi)容及方法 82 化工生產(chǎn)過程危險源辨識基本理論 102.1 危險源辨識 .102.1.1 危險源的概念及分類 102.1.2 危險源辨識的內(nèi)容、方法和原則 102.2 化工生產(chǎn)過程危險源辨識 .122.2.1 危險物料辨識 122.2.2 危險單元辨識 132.2.3 危險操作設(shè)備辨識 132.2.4 化工生產(chǎn)過程中的觸發(fā)危險源 133 聚氯乙烯懸浮法聚合過程危險源辨識 153.1 聚氯乙烯聚合過程概況 .153.1.1 懸浮法聚合工藝過程 153.1.2 聚合過程單元劃分 163.2 危險物料辨識 .173.3 危險單元辨識 .19河南理工大學本科畢業(yè)論文IV3.3.1 聚合單元辨識 193.3.2 汽提單元辨識 193.3.3 尾氣回收單元辨識 203.4 危險操作設(shè)備辨識 .203.5 聚合過程中的觸發(fā)危險源辨識 .214 化工生產(chǎn)過程安全評價基本理論 234.1 安全評價基本理論 .234.1.1 安全評價的概念 234.1.2 安全評價的目的、內(nèi)容及程序 234.1.3 常用的安全評價方法 264.2 化工生產(chǎn)過程中的安全評價 .294.2.1 化工行業(yè)安全生產(chǎn)的特點和現(xiàn)狀 294.2.2 化工行業(yè)安全評價的目的 304.2.3 化工行業(yè)安全評價方法的選擇 304.3 小結(jié) .315 聚氯乙烯懸浮法聚合過程安全評價 325.1 蒙德評價法 .325.1.1 蒙德評價法概述 325.1.2 蒙德法評價步驟 335.1.3 聚氯乙烯懸浮聚合過程的蒙德法評價 405.2 事故樹分析 .455.2.1 事故樹分析概述 455.2.1.1 事故樹分析的概念 455.2.1.2 事故樹分析的步驟 455.2.2 事故樹定性分析 465.2.3 事故樹定量分析 485.2.4 聚合釜爆炸事故的事故樹分析 515.3 小結(jié) .57河南理工大學本科畢業(yè)論文V6 結(jié)論與措施 586.1 結(jié)論 .586.2 安全對策及控制措施 .58致 謝 .62參 考 文 獻 63河南理工大學本科畢業(yè)論文11 緒論近年來聚氯乙烯化工生產(chǎn)在我國得到快速發(fā)展，特備是懸浮聚合工藝顯示出聚氯乙烯（PVC）產(chǎn)品質(zhì)量較高，工藝相對簡單，成本低廉等優(yōu)點，從而在實際生產(chǎn)中被廣泛應用。聚氯乙烯的聚合過程涉及的的物質(zhì)有毒性、易燃、易爆等特點，一旦發(fā)生事故，造成的人員傷亡和經(jīng)濟損失較大，對于以生產(chǎn)聚氯乙烯為代表的化工企業(yè)，只有做好日常安全管理工作，才能更好地保障正常生產(chǎn)。1.1 研究背景及意義1.1.1 研究背景隨著我國現(xiàn)代化步伐的加快，以及國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，對化工產(chǎn)品的需求量與日俱增，從而促進了化工行業(yè)的快速發(fā)展。眾所周知，化工行業(yè)已成為安全生產(chǎn)的高危行業(yè)，在其生產(chǎn)過程中存在著許多潛在危險因素，這些危險因素在一定條件下可能轉(zhuǎn)化為事故。而一旦事故發(fā)生，不但會導致生產(chǎn)停頓，設(shè)備損壞，更有可能造成大量人員傷亡，更有可能波及社會，造成局部環(huán)境的嚴重污染，產(chǎn)生無法估量的損失和難以挽回的影響。20 世紀 70 年代以來，國際上發(fā)生了許多震驚世界的火災、爆炸、有毒物質(zhì)的泄漏等重大惡性事故。例如：1974 年，英國夫利克斯保羅化工廠發(fā)生了環(huán)己烷蒸汽爆炸事故，死亡 29 人、受傷 109 人，直接經(jīng)濟損失達 700 萬美元；1976 年，意大利塞維索發(fā)生了環(huán)己烷泄漏事故，造成 30 人傷亡，22 萬人被迫緊急疏散；1978 年，西班牙一輛丙烷槽車因充裝過量發(fā)生爆炸，烈火濃煙造成 150 人被燒死、120 多人燒傷、100 多輛汽車和 14 幢建筑物被燒毀；1984 年，墨西哥城由于液化氣儲氣容器泄漏引發(fā)火災，造成 500 多人死亡，79000 多人嚴重受傷，及大量的財產(chǎn)損失，它是上個世紀全世界范圍內(nèi)最大的工業(yè)傷亡事故之一；1984 年，印度博帕爾市郊農(nóng)藥廠發(fā)生一起甲基異氰酸脂泄漏的惡性中毒事故，有 2500 多人中毒死亡，20 余萬人中毒，使居民深受其害，是世界上絕無僅有的大慘案。就國內(nèi)而言，我國的化工行業(yè)也是事故頻頻：1979 年溫州電化廠液氯泄漏，這是我國第一個受到廣泛注意的嚴重泄漏事故，造成 59 人死亡，約800 人嚴重中毒；1993 年 8 月 5 日，深圳清水河地區(qū)危險化學品倉庫發(fā)生特大爆炸火災事故，事故死亡 15 人，重傷 25 人，直接經(jīng)濟損失達 2 億元；1996 年 2 月 18 日，江蘇省揚州市某住宅樓因地下煤氣管道破裂發(fā)生火災爆炸，造成 19 人死亡，5 人受傷，直接財產(chǎn)損失 112 萬元；2002 年 4 月 26 日發(fā)生在鞍山市鞍鋼化工總廠的泄漏爆炸火災，令人觸目驚心；2004 年 1 月南京市浦口永寧鎮(zhèn)護國化工廠一臺正在作業(yè)的鋼制反應釜河南理工大學本科畢業(yè)論文2發(fā)生爆炸，一名操作工被當場炸死，多人被火球嚴重燒傷。2005 年 11 月 14 日中石油吉林石化公司雙苯廠發(fā)生爆炸，整個事故共造成 8 人死亡，1 人重傷，59 人輕傷，直接經(jīng)濟損失 4600 多萬元，在整個爆炸事故和滅火過程中，有約 80 噸苯類污染物流入松花江，最終釀成重大水污染事件；2008 年 9 月 17 日，云南南磷集團尋甸磷電有限公司液氯充裝車間發(fā)生氯氣泄漏事故，導致廠區(qū) 71 工人出現(xiàn)中毒反應。根據(jù)美國化學安全和危害調(diào)查委員會化學事故報告中心資料，從 1999 年 2 月 23日到 2000 年 2 月 23 日全球共發(fā)生化學事故(泄漏、火災、爆炸)693 起。1999 年，山西省化工系統(tǒng)共發(fā)生死亡事故 7 起，死亡 10 人；重傷事故 3 起，重傷 3 人；輕傷事故58 起，輕傷 64 人。年千人負傷率為 0.42‰，千人死亡率為 0.068‰。2000 年 4 月至2001 年 11 月，我國共發(fā)生化學品泄漏、火災、爆炸及中毒事故 364 起，死亡人數(shù)為114 人，受傷人數(shù)為 200 人，中毒人數(shù)為 64 人。其中運輸事故 126 起(品種由高到低依次為：油品、液化氣、硫酸、氰化物、三氯化磷、煤氣等)，占事故總數(shù) 34.6%，其中：違章、違規(guī)、違紀、違法運輸占 61%，設(shè)備原因占 18%。由以上實例及統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，隨著經(jīng)濟和社會的迅猛發(fā)展，化工企業(yè)的泄漏、火災和爆炸事故趨于惡劣化，造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失越來越大，經(jīng)濟損失也越來越大，甚至可能由單一事故導致一系列事故的連鎖發(fā)生。這些泄漏、火災、爆炸事故，盡管起因和影響因素不盡相同，但它們都有一些共同的特征，它們是失控的偶然事件，發(fā)生事故的根源是設(shè)施或系統(tǒng)中存儲或使用易燃易爆或有毒物質(zhì)；這些事故一旦發(fā)生，往往會給整個經(jīng)濟社會造成極其惡劣的影響。1.1.2 研究意義安全、健康、環(huán)保是當今世界各國經(jīng)濟、社會發(fā)展的目標和各國政府制定產(chǎn)業(yè)政策的出發(fā)點，也是人類在社會生產(chǎn)、生活過程中所追求的理想境界。化工行業(yè)作為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一，是經(jīng)濟、社會發(fā)展進步的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。但是，化工行業(yè)的安全生產(chǎn)狀況卻不容樂觀，各類大小事故時有發(fā)生。尤其是化工行業(yè)的泄漏、火災及爆炸事故，嚴重威脅著公眾和施救人員的生命安全。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)和化工工業(yè)的迅猛發(fā)展，各種生產(chǎn)中對聚氯乙烯（PVC）的需求量愈來愈大，聚氯乙烯以其優(yōu)良的綜合性能、便宜的價格以及氯堿工業(yè)關(guān)系密切，自20 世紀 30 年代工業(yè)化以來，一直受到各工業(yè)國的普遍重視，保持著長盛不衰的發(fā)展勢頭。近年來，聚氯乙烯化工生產(chǎn)在我國得到迅猛發(fā)展，聚氯乙烯懸浮法聚合生產(chǎn)工藝因其自身優(yōu)勢被廣泛應用，但是，聚合過程依然存在很多風險，主要風險因素是聚合反應失控的“暴聚”事故或氯乙烯泄漏引起的火災、爆炸及中毒事故。由于氯乙烯氣體易燃易爆，若和空氣混合，一定濃度下可形成爆炸氣體，另外，它對人有致癌作用，所以，事故的發(fā)生不僅會導致巨大的經(jīng)濟損失，還可能導致災難河南理工大學本科畢業(yè)論文3性的后果，不僅廠區(qū)內(nèi)部，而且鄰近地區(qū)人員的生命與財產(chǎn)都將遭受巨大損失和危害，尤其是對生態(tài)環(huán)境的不可逆性損害將無法挽回。因此，對聚氯乙烯聚合過程進行危險源辨識及安全評價具有非常重要的現(xiàn)實意義和研究價值。1.2 國內(nèi)外聚氯乙烯發(fā)展現(xiàn)狀聚氯乙烯是合成樹脂中重要的品種，從世界范圍內(nèi)聚氯乙烯消費看聚氯乙烯僅次于聚乙烯排在五大通用樹脂中消費量的第二位，在中國，聚氯乙烯的消費量是五大通用樹脂之首，高于聚乙烯的消費量。近年來，盡管在發(fā)達國家受到來自環(huán)保等多方面的壓力，但世界對的總需求量仍出現(xiàn)穩(wěn)定的增長態(tài)勢。1992 年，世界生產(chǎn)能力約為2200 萬噸，需求量為 1900 萬噸；2002 年世界總產(chǎn)能約為 3400 萬噸，消費量約為 2800萬噸；2009 年世界生產(chǎn)能力已上升到約 3900 萬噸，需求量約為 3700 萬噸；2010 年世界生產(chǎn)能力為 4300 萬噸 ，需求量 4200 萬噸。盡管目前世界對聚氯乙烯的生產(chǎn)和使用存在許多爭議，特別在歐洲，對聚氯乙烯生產(chǎn)和制品的環(huán)保制約政策越來越嚴厲，但由于性能優(yōu)良，生產(chǎn)成本低廉，仍具有較強的活力，特別在塑料門窗、塑料管道等建材領(lǐng)域。近年來，中國聚氯乙烯（PVC）發(fā)展速度驚人，新建、擴建項目紛紛上馬，產(chǎn)能迅速擴大，產(chǎn)量大幅提高。1997-2006 年，中國聚氯乙烯產(chǎn)能、產(chǎn)量年均增長率分別高達22.2%和 20.0%。2006 年全國聚氯乙烯樹酯累計產(chǎn)量為 8,238,583.86 噸；2007 年全國聚氯乙烯樹酯累計產(chǎn)量達到 9,716,783.63 噸；2008 年 1-5 月全國聚氯乙烯樹酯累計產(chǎn)量為 4,028,666.03 噸。2008-2012 年，全球聚氯乙烯（PVC）的市場需求有望以年均4％的速度快速增長，尤其是一些發(fā)展中國家，市場需求將呈現(xiàn)迅猛增長的態(tài)勢。中國聚氯乙烯樹脂需求也將保持快速增長，特別是在建材方面，近年來正處于高速增長期。隨著中國市場國際化的步伐加大，聚氯乙烯樹脂包裝材料和管材在水泥、化肥、糧食、食品、飲料、藥品、洗滌劑、化妝品等領(lǐng)域都將有廣闊的發(fā)展空間，其需求量相應大幅度增長；另外，汽車、通訊、交通領(lǐng)域?qū)勐纫蚁渲男枨笠渤矢咚僭鲩L，中國聚氯乙烯樹脂工業(yè)仍有較大的發(fā)展空間。中國聚氯乙烯工業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景,中國地大物博、人口眾多,為聚氯乙烯產(chǎn)品提供了廣大的市場。在進入 21 世紀以后,我們要學習和借鑒國外的先進技術(shù)和發(fā)展模式,結(jié)合我國的具體情況,發(fā)展我國的聚氯乙烯工業(yè)。我們要發(fā)揮全行業(yè)的力量,克服前進過程中的各種困難,一定能夠在較短的時間內(nèi)趕上世界聚氯乙烯工業(yè)的先進水平。河南理工大學本科畢業(yè)論文41.3 國內(nèi)外危險源辨識及評價現(xiàn)狀1.3.1 國內(nèi)外危險源辨識現(xiàn)狀危險源辨識就是識別危險源并確定其特性的過程。危險源辨識不但包括對危險源的識別，而且必須對其性質(zhì)加以判斷。人類自出現(xiàn)以后，就一直為生存與發(fā)展而不懈地奮斗著，安全問題也就成為一種需要客觀地表現(xiàn)了出來。要確保自身的安全，人類就必須認識造成“不安全”的因素和規(guī)律，判斷它們對人類可能造成的危害有多大，這就是危險源的辨識。自從進入工業(yè)社會以后，生產(chǎn)過程中的危險成為威脅人類安全和健康的主要因素之一。據(jù)估計，全世界每年共發(fā)生 2 億 5 千萬起工傷事故，導致 33 萬人死亡。工傷事故和職業(yè)病所造成的經(jīng)濟損失相當于全球國民生產(chǎn)總值(GDP)的 4%。沉痛的教訓告誡我們，由于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模集中、設(shè)備龐大、單位時間的能量消耗量大，特別是生產(chǎn)過程中存在大量的高能量物質(zhì)，這些高能量物質(zhì)一旦意外釋放，可能造成巨大的損失。要預防并控制工業(yè)生產(chǎn)事故的發(fā)生，必須做好危險源辨識評價工作，特別要做好重大工業(yè)危險源的辨識、評價和控制。 關(guān)于危險源的研究主要在于對危險源的辨識、評價和監(jiān)控等方面，從國外的研究來看，英國是最早系統(tǒng)地研究重大危險源控制技術(shù)的國家。1974 年，英國發(fā)生了弗利克斯巴勒爆炸事故。此事件后，英國重大危險咨詢委員會（ACMH）成立。并于 1976 年，首次提出了重大危險設(shè)施標準的建議書。1979 年，對該標準提出了進一步修改。隨后，于 1982 年 6 月，原歐共體頒布了《工業(yè)活動中重大事故危險法令》(EEC Directive 82／501，簡稱《塞韋索法令》)。80 年代末，國際勞工組織編撰了《重大事故控制實用手冊》 ，1991 年，出版《重大工業(yè)事故的預防》 ，1993 年通過了《預防重大工業(yè)事故公約》 ，均對重大危險源的辨識方法及控制措施提出了建議。1992 年，美國勞工部職業(yè)安全衛(wèi)生管理局頒布了《高度危害化學品處理過程的安全管理》(PSM)標準。美國環(huán)境保護署頒布了《預防化學泄漏事故的風險管理程序》(RMP)標準，對危險源的確認做出了比較詳細的規(guī)定。我國對重大危險源辨識研究起步較晚。2000 年，結(jié)合我國工業(yè)生產(chǎn)的特點和火災、爆炸、毒物泄漏等重大事故的發(fā)生情況，參考國外同類標準，中國安全生產(chǎn)科學研究院(原國家經(jīng)貿(mào)委安全科學技術(shù)研究中心)研究提出《重大危險源辨識》(GBl8218—2000)標準，此標準為我國對重大危險源的辨識和監(jiān)控工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。近幾年，我國學者在重大危險源的辨識研究領(lǐng)域做了大量工作，高進東、吳宗之、王廣亮等（1999）介紹了國外重大危險設(shè)施的辨識標準研究情況，并結(jié)合我國重大危險源普查試點工作的初步辨識標準，以及幾個試點城市普查的數(shù)據(jù)分析，提出了我國重大危險源辨識最小標準的建議。張甫仁、景國勛、顧志凡等（2001）通過對礦山各種重大危河南理工大學本科畢業(yè)論文5險源的分析與辨識，提出礦山重大危險源的評價方法，針對各個礦的具體情況提出了相應的定性和定量評價方法，特別是危險指數(shù)法在對危險源的定量評價中的應用，找出相應的重大危險源。林香民、李劍峰等（2003）認為重大危險源是一個模糊概念，這些概念的類屬也是不明確的，由此從分類、判斷和推理上也反映了其模糊性。因此，提出了對重大危險源的分級控制管理的思想。賈智偉（2004）在研究危險源、重大危險源辨識的基礎(chǔ)上，結(jié)合礦山企業(yè)生產(chǎn)的實際情況和礦山災害系統(tǒng)的構(gòu)成特性，提出了礦山危險源及礦山重大危險源辨識、分級的體系與標準。吳立榮、程衛(wèi)民、鹿廣利等（2006）利用基于模糊數(shù)學的人工神經(jīng)網(wǎng)絡辨識方法解決了那些不適合重大危險源辨識標準的企業(yè)的重大危險源辨識問題。易光旺（2007）通過分析國內(nèi)外重大危險源辨識標準中危險物質(zhì)臨界量的差異，結(jié)合我國企業(yè)的安全管理狀況，說明了修改我國《重大危險源辨識》中危險物質(zhì)臨界量的必要性。何天平、程凌等（2007）在重大危險源定義和分類的基礎(chǔ)上，從物質(zhì)的固有能量和誘發(fā)能量兩方面考慮，提出了以當量法來確定重大危險源的方法。劉驥、師立晨、孫猛等（2008）提出了《重大危險源辨識》適用范圍、分類、危險物質(zhì)種類及臨界量等方面的修訂建議，解決了以前重大危險源申報登記工作中存在的一些技術(shù)性問題。另外，現(xiàn)在我國已出版了一些有關(guān)危險源研究的專著，提出了一些危險源控制方法，這對提高我國化工行業(yè)的安全管理水平起到了舉足輕重的作用。近幾年來，國內(nèi)外危險源辨識技術(shù)雖然得到了迅速發(fā)展，但由于這是一個新的研究領(lǐng)域，而且它所涉及的內(nèi)容廣泛，以前的研究還沒有形成完善的科學體系。目前，危險源辨識技術(shù)還存在著不足之處：研究發(fā)展不平衡，局部的、專項的危險源辨識技術(shù)發(fā)展比較快，而系統(tǒng)的、綜合的危險源辨識技術(shù)研究理論缺乏；危險源辨識模型指標體系的實踐性、時效性和可操作性不強。1.3.2 國內(nèi)外安全評價現(xiàn)狀安全評價起源于 20 世紀 30 年代美國的保險業(yè)。保險公司為客戶承擔各種風險，必然要收取一定的費用，而收取費用的多少是由所承擔的風險大小決定的。因此，就產(chǎn)生了一個衡量風險程度的問題，這個衡量風險程度的過程就是當時美國保險協(xié)會所從事的風險評價。安全評價技術(shù)在 20 世紀 60 年代得到了很大的發(fā)展，首先使用于美國軍事工業(yè)，1962 年 4 月美國公布了第一個有關(guān)系統(tǒng)安全的說明書“空軍彈道導彈系統(tǒng)安全工程” ，以此對民兵式導彈計劃有關(guān)的承包商提出了系統(tǒng)安全的要求，這是系統(tǒng)安全理論的首次實際應用。1969 年美國國防部批準頒布了最具有代表性的系統(tǒng)安全軍事標準《系統(tǒng)安全大綱要點》(MIL—STD—822)，對完成系統(tǒng)在安全方面的目標、計劃和手段，包括設(shè)計、措施和評價，提出了具體要求和程序，此項標準于 1977 年修訂為MIL—STD—822A，1984 年又修訂為 MIL—STD—822B，該標準對系統(tǒng)整個壽命周期中的河南理工大學本科畢業(yè)論文6安全要求、安全工作項目都作了具體規(guī)定。我國于 1990 年 10 月由國防科學技術(shù)工業(yè)委員會批準發(fā)布了類似美國軍用標準 MIL—STD—822B 的軍用標準《系統(tǒng)安全性通用大綱》(GJB 900--90)。MIL—STD—822 系統(tǒng)安全標準從一開始實施，就對世界安全和防火領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大影響，迅速為日本、英國和歐洲其他國家引進使用。此后，系統(tǒng)安全工程方法陸續(xù)推廣到航空、航天、核工業(yè)、石油、化工等領(lǐng)域，并不斷發(fā)展、完善，成為現(xiàn)代系統(tǒng)安全工程的一種新的理論、方法體系，在當今安全科學中占有非常重要的地位。系統(tǒng)安全工程的發(fā)展和應用，為預測、預防事故的系統(tǒng)安全評價奠定了可靠的基礎(chǔ)。安全評價的現(xiàn)實作用又促使許多國家政府、企業(yè)集團加強對安全評價的研究，開發(fā)自己的評價方法，對系統(tǒng)進行事先、事后的評價，分析、預測系統(tǒng)的安全可靠性，努力避免不必要的損失。1964 年美國道化學公司根據(jù)化工生產(chǎn)的特點，首先開發(fā)出“火災、爆炸危險指數(shù)評價法” ，用于對化工裝置進行安全評價，該法已修訂 6 次，1993 年發(fā)展到第七版。它是以單元重要危險物質(zhì)在標準狀態(tài)下的火災、爆炸或釋放出危險性潛在能量的大小為基礎(chǔ)，同時考慮工藝過程的危險性，計算單元火災爆炸指數(shù)(F美國對重要工程項目的竣工、投產(chǎn)都要求進行安全評價;英國政府規(guī)定，凡未進行安全評價的新建企業(yè)不準開工;歐共體 1982 年頒布《關(guān)于工業(yè)活動中重大危險源的指令》 ，歐共體成員國陸續(xù)制定了相應的法律;國際勞工組織(ILO)也先后公布了 1988 年的《重大事故控制指南》 、1990 年的《重大工業(yè)事故預防實用規(guī)程》和 1992 年的《工作中安全使用化學品實用規(guī)程》 ，對安全評價提出了要求。20 世紀 80 年代初期，安全系統(tǒng)工程、安全評價引入我國，受到許多大中型企業(yè)和行業(yè)管理部門的高度重視。通過吸收，消化國外安全檢查表和安全分析方法，機械、冶金、化工、航空、航天等行業(yè)的有關(guān)企業(yè)開始應用安全分析評價方法，如安全檢查表(SCL)、事故樹分析(FTA)、故障類型及影響分析(FMEA)、事件樹分析(ETA)、預先危險性分析(PHA)、危險與可操作性研究(HAZOP)、作業(yè)條件危險性評價(LEC)等。此外，一些石油、化工等易燃、易爆危險性較大的企業(yè)，應用道化學公司火災、爆炸危險指數(shù)評價方法進行了安全評價，許多行業(yè)和地方政府有關(guān)部門制定了安全檢查表和安全評價標準。為推動和促進安全評價方法在我國企業(yè)安全管理中的實踐和應用，1986 年原勞動人事部分別向有關(guān)科研單位下達了機械工廠危險程度分級、化工廠危險程度分級、冶金工廠危險程度分級等科研項目。1987 年原機械電子部首先提出了在機械行業(yè)內(nèi)開展機械工廠安全評價，并于 1988年 1 月 1 日頒布了第一個部級安全評價標準《機械工廠安全性評價標準》 ，1997 年進行修訂，頒布了修訂版。由原化工部勞動保護研究所提出的化工廠危險程度分級方法是在吸收道化學公司火災、爆炸危險指數(shù)評價方法的基礎(chǔ)上，通過計算物質(zhì)指數(shù)、物量指數(shù)和工藝參數(shù)、設(shè)備系數(shù)、廠房系數(shù)、安全系數(shù)、環(huán)境系數(shù)等，得出工廠的固有危險指數(shù)，進行固有危險性分級，用工廠安全管理的等級修正工廠固有危險等級后，得出工廠的危險等級。 《機械工廠安全性評價標準》已應用于我國 1000 多家企業(yè)，化工廠危險程度分級方法和冶金工廠危險程度分級方法等也在相應行業(yè)的幾十家企業(yè)進行了實踐。1992 年，國家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布了《光氣及光氣化產(chǎn)品生產(chǎn)裝置安全評價通則》GBl3548—92 強制性國家標準，標準中規(guī)定了安全評價的原則和方法。1992 年 10 月，原中國石化總公司頒發(fā)了《石油化工企業(yè)安全性綜合評價辦法》 ，此外，我國有關(guān)部門還頒布了《電子企業(yè)安全性評價標準》 、 《航空航天工業(yè)工廠安全評價規(guī)程》 、 《兵器工業(yè)機械工廠安全性評價方法和標準》 、 《醫(yī)藥工業(yè)企業(yè)安全性評價通則》等。河南理工大學本科畢業(yè)論文81991 年國家“八五”科技攻關(guān)課題中，安全評價方法研究列為重點攻關(guān)項目。由原勞動部勞動保護科學研究所、化工部勞動保護研究所等單位完成的“易燃、易爆、有毒重大危險源辨識、評價技術(shù)研究” ，將重大危險源評價分為固有危險性評價和現(xiàn)實危險性評價，后者是在前者的基礎(chǔ)上考慮各種控制因素，反映了人對控制事故發(fā)生和事故后果擴大的主觀能動作用。固有危險性評價主要反映物質(zhì)的固有特性、危險物質(zhì)生產(chǎn)過程的特點和危險單元內(nèi)、外部環(huán)境狀況，分為事故易發(fā)性評價和事故嚴重度評價。事故易發(fā)性取決于危險物質(zhì)事故易發(fā)性與工藝過程危險性的耦合。易燃、易爆、有毒重大危險源辨識評價方法填補了我國跨行業(yè)重大危險源評價方法的空白，在事故嚴重度評價中建立了傷害模型庫，采用了定量的計算方法，使我國工業(yè)安全評價方法的研究從定性評價進入定量評價階段。1996 年 10 月原勞動部頒發(fā)了第 3 號令，規(guī)定 6 類建設(shè)項目必須進行勞動安全衛(wèi)生預評價。預評價是根據(jù)建設(shè)項目的可行性研究報告內(nèi)容，運用科學的評價方法，分析和預測該建設(shè)項目存在的職業(yè)危險、有害因素的種類和危險、危害程度，提出合理可行的安全技術(shù)和管理對策，作為該建設(shè)項目初步設(shè)計中安全技術(shù)設(shè)計和安全管理、監(jiān)察的主要依據(jù)。與之配套的規(guī)定、標準還有原勞動部第 10 號令、第 11 號令和部頒標準《建設(shè)項目(工程)勞動安全衛(wèi)生預評價導則》(LD/T106--1998)。這些法規(guī)和標準在進行預評價的階段、預評價承擔單位的資質(zhì)、預計價程序、預評價大綱和報告的主要內(nèi)容等方面作了詳細的規(guī)定，規(guī)范和促進了建設(shè)項目安全預評價工作的開展。國務院機構(gòu)改革后，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局重申要繼續(xù)做好建設(shè)項目安全預評價、安全驗收評價、安全現(xiàn)狀綜合評價及專項安全評價。2002 年 6 月 29 日中華人民共和國第 70號主席令頒布了《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》 ，規(guī)定生產(chǎn)經(jīng)營單位的建設(shè)項目必須實施“三同時” ，同時還規(guī)定礦山建設(shè)項目和用于生產(chǎn)、儲存危險物品的建設(shè)項目應進行安全條件論證和安全評價。 《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》的頒布，將進一步推動安全評價工作向更廣、更深的方向發(fā)展。盡管國內(nèi)外已研究開發(fā)出幾十種安全評價方法和商業(yè)化的安全評價軟件包，但每種評價方法都有一定的適用范圍和限度。定性評價方法主要依靠經(jīng)驗判斷，不同類型評價對象的評價結(jié)果沒有可比性。美國道化學公司開發(fā)的火災爆炸危險指數(shù)評價法主要用于評價規(guī)劃和運行的石油、化工企業(yè)生產(chǎn)、儲存裝置的火災、爆炸危險性，該方法在指標選取和參數(shù)確定等方面還存在缺陷。概率風險評價方法以人機系統(tǒng)可靠性分析為基礎(chǔ)，要求具備評價對象的元部件和子系統(tǒng)以及人的可靠性數(shù)據(jù)庫和相關(guān)的事故后果傷害模型。定量安全評價方法的完善，還需進一步研究各類事故后果模型、事故經(jīng)濟損失評價方法、事故對生態(tài)環(huán)境影響評價方法、人的行為安全性評價方法以及不同行業(yè)可接受的風險標準等。河南理工大學本科畢業(yè)論文91.4 主要研究內(nèi)容及方法目前，聚氯乙烯聚合方法主要有懸浮法、乳液法、溶液法和本體法等，其中懸浮法聚氯乙烯是目前聚氯乙烯產(chǎn)量最大的一個品種，約占聚氯乙烯總產(chǎn)量的 80%左右，故本文考慮對聚氯乙烯懸浮聚合生產(chǎn)過程進行危險源辨識及安全評價。本文選取河南省焦作市一化工企業(yè)為研究對象，該企業(yè)聚氯乙烯的年生產(chǎn)規(guī)模為 18 萬噸。本文的主要研究內(nèi)容和研究方法如下：（1）從系統(tǒng)安全的角度出發(fā)，基于危險源辨識的基本理論，結(jié)合聚氯乙烯聚合生產(chǎn)過程，分別對聚合過程中的危險物料、危險單元、危險操作設(shè)備及觸發(fā)危險源進行辨識，找出聚氯乙烯聚合過程中可能存在的危險源。（2）對危險單元進行劃分，然后根據(jù)英國帝化學公司蒙德法的評價結(jié)果，對各危險單元的危險性進行排序，從而確定需要重點研究的危險單元。（3）通過以上步驟，對需重點研究的危險單元——聚合單元的典型事故——聚合釜爆炸事故進行事故樹定性分析與定量分析，求得各重要度及聚合釜爆炸事故發(fā)生的概率。（4）根據(jù)聚氯乙烯懸浮聚合過程的危險源辨識及安全評價的結(jié)果，得出一定結(jié)論，并提出聚氯乙烯聚合過程中為防止事故發(fā)生的控制措施及建議。河南理工大學本科畢業(yè)論文102 化工生產(chǎn)過程危險源辨識基本理論事故的發(fā)生有兩個前提，第一是存在危險源，第二是存在失控的偶然事件。危險源的辨識是防止重大事故發(fā)生的第一步，危險源是可能導致事故的潛在的不安全因素，是危險的根源。按一般意義上理解，應該在危險源辨識的基礎(chǔ)上進行安全評價，根據(jù)安全評價的結(jié)果采取危險源控制措施。危險源辨識是發(fā)現(xiàn)、識別和評價系統(tǒng)中的危險源的基礎(chǔ)性工作。2.1 危險源辨識2.1.1 危險源的概念及分類危險源是指可能引起事故的根源，能造成人身傷亡或造成物品突發(fā)性損壞的危險因素或能影響人的身體健康、導致疾病或慢性損壞的危害因素。危險源從事故的本質(zhì)上講即為能量的意外釋放、有害物質(zhì)的泄漏或擴散。當能量在受控制的條件下可以做出有用功，但當失去控制，就會起到破壞作用。如果這些失去控制的能量作用于人體，且超過人所能夠承受的范圍，就會造成人員傷亡；若此能量作用于設(shè)備、設(shè)施、環(huán)境等，且超過其抵抗范圍，設(shè)備、設(shè)施就會受到損害、環(huán)境也會遭到破壞。根據(jù)東北大學陳寶智教授提出的兩類危險源理論：第一類危險源為系統(tǒng)中存在的可能發(fā)生意外釋放的能量或危害物質(zhì)；第二類危險源為在生產(chǎn)、生活中，為利用能量而采取措施約束、限制能量，而導致這些限制能量措施失衡或破壞的不安全因素。在此基礎(chǔ)上西安科技大學田水承教授提出了第三類危險源的概念：由于安全管理決策、組織失誤而造成系統(tǒng)失衡的不安全因素為第三類危險源。有的學者把危險源分為固有型危險源和觸發(fā)型危險源。他們認為：固有型危險源是生產(chǎn)系統(tǒng)中客觀存在的各種能量的物質(zhì)；觸發(fā)型危險源是固有型危險源正常存在的條件，包括遭到破壞的各種硬件和軟件保障系統(tǒng)故障。這兩類危險源既有區(qū)別又有聯(lián)河南理工大學本科畢業(yè)論文11系。固有型危險源涉及到本質(zhì)安全化問題，其控制更多地依賴于技術(shù)、工藝水平，它是系統(tǒng)危險和事故發(fā)生的內(nèi)在因素，是造成災害的物質(zhì)決定因素。觸發(fā)型危險源是引發(fā)固有型危險源能量失控的外在因素，是危險源監(jiān)控管理的主要對象。2.1.2 危險源辨識的內(nèi)容、方法和原則危險源辨識是發(fā)現(xiàn)、識別系統(tǒng)中危險源的存在并確定其特性的過程，是危險評價的基礎(chǔ)，只有辨識了危險源之后才能進行危險分析和評價，才能有的放矢地考慮如何采取措施控制風險。根據(jù)危險源的分類，危險源辨識的內(nèi)容主要有：(1)固有危險源辨識固有危險指物質(zhì)生產(chǎn)過程的必要條件所衍生出來的危險性。它一般來自三個方面，即：①使用、加工、生產(chǎn)出危險的物料；②可能采用具有危險性的工藝過程；③可能采用危險的裝置和單元操作。按照危險源二分理論，使用、加工、生產(chǎn)出的危險物料是化工生產(chǎn)過程中的第一類危險源，它的量的多少決定了發(fā)生事故的嚴重程度。而化工生產(chǎn)過程中采用的危險化學反應工藝過程和危險的單元操作是在現(xiàn)代科學技術(shù)水平條件下不能被取代的，是客觀條件要求的，因此是系統(tǒng)的固有危險源。(2)觸發(fā)危險源辨識在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，能量和危害物質(zhì)的失控更多體現(xiàn)在人員素質(zhì)不高(人的不安全行為)、環(huán)境的影響和安全管理三個方面。因此觸發(fā)危險源包括人的不安全行為、環(huán)境（廠區(qū)車間的自然環(huán)境）的影響及安全管理的缺陷三個方面。按照危險源二分理論，觸發(fā)危險源與第二類危險源的含義是一致的。危險源辨識是一個過程，在這個過程中，除了利用經(jīng)驗外，還有一些方法可供使用，其中常用的辨識方法有直觀經(jīng)驗分析方法和系統(tǒng)安全分析方法。（1）直觀經(jīng)驗分析方法直觀經(jīng)驗分析方法適用于有可供參考先例、有以往經(jīng)驗可以借鑒的系統(tǒng)，不能應用在沒有可供參考先例的新開發(fā)系統(tǒng)。直觀經(jīng)驗分析方法包括對照、經(jīng)驗法和類比方法。（2）系統(tǒng)安全分析方法隨著系統(tǒng)安全工程的興起，系統(tǒng)安全分析方法逐漸成為危險源辨識的主要方法。系統(tǒng)安全分析是從安全的角度進行的系統(tǒng)分析，它通過揭示系統(tǒng)中可能導致系統(tǒng)故障或事故的各種因素及其相互關(guān)系來辨識系統(tǒng)中的危險源。它既可以用來辨識可能帶來嚴重后果的危險源，也可以用來辨識沒有事故先例的系統(tǒng)的危險源。系統(tǒng)越復雜，越需要利用系統(tǒng)安全分析方法辨識危險源。河南理工大學本科畢業(yè)論文12在系統(tǒng)安全分析過程中，針對生產(chǎn)系統(tǒng)、工作環(huán)境、研究對象等因素的不同，國內(nèi)外相繼提出了幾十種具體的系統(tǒng)安全分析技術(shù)方法，大致可以歸為定性分析方法、概率危險評價技術(shù)、危險指數(shù)評價方法、基于人——機——環(huán)——管四因素的系統(tǒng)綜合評價方法和系統(tǒng)安全分析的人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法等五種方法。對危險源的辨識、確認是實行監(jiān)控、管理的基礎(chǔ)。對危險源的辨識基本原則主要是以下幾方面：（1）本質(zhì)屬性有潛在危險性。（2）隱患容易產(chǎn)生又不易被發(fā)覺且難以控制。（3）有統(tǒng)計分析依據(jù)，即危險性導致事故發(fā)生概率的大小。2.2 化工生產(chǎn)過程危險源辨識在化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，存在著諸多危險源，給化工行業(yè)的安全生產(chǎn)帶來了極大的安全隱患，故對其進行危險源辨識就顯得極為緊迫，本文考慮從以下幾方面著手進行辨識。2.2.1 危險物料辨識化工生產(chǎn)過程中，危險物料的辨識是對物質(zhì)危險性的分析。生產(chǎn)過程中的原材料、半成品、中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品以及貯運中的物質(zhì)分別以氣、液、固態(tài)存在，它們在不同的狀態(tài)下分別具有相對應的物理、化學性質(zhì)及危險危害特性，因此了解并掌握這些物質(zhì)固有的危險特性是進行危險辨識、分析和評價的基礎(chǔ)。危險物料的辨識應從其理化性質(zhì)、穩(wěn)定性、化學反應活性、燃燒及爆炸特性、毒性及健康危害等方面進行分析與辨識。進行危險物料的辨識應考慮如下幾個方面：(1) 危險物料危險物料主要包括原料、中間產(chǎn)品等，辨識時應考慮的問題如：哪些是劇毒物質(zhì)；哪些是慢性有毒物質(zhì)、致癌物質(zhì)、誘導有機體突變的物質(zhì)；哪些是易燃物質(zhì)；哪些是可燃物質(zhì)等問題。危險物料的分類如下：1) 易燃、易爆物質(zhì)；2) 有毒物質(zhì)；3) 有害物質(zhì)；4) 致癌、致突變及致畸物質(zhì)；5) 刺激性物質(zhì)；6) 腐蝕性物質(zhì)；7) 造成缺氧的物質(zhì)；河南理工大學本科畢業(yè)論文138) 麻醉物質(zhì)；9) 氧化劑。(2) 主要考慮的物料危險性質(zhì)1) 物理性質(zhì)；2) 劇毒物質(zhì)的性質(zhì)及暴露的極限；3) 慢性有毒物質(zhì)的性質(zhì)及暴露極限；4) 燃燒及爆炸性質(zhì)；5) 反應性質(zhì)；6) 物質(zhì)的反應或分解速度、熱效應數(shù)據(jù)及受熱分解導致壓力迅速增高或分解出有毒易燃易爆物質(zhì)。(3) 危險物料可能導致的危險性1) 急性中毒；2) 火災；3) 爆炸；4) 化學性灼傷及腐蝕；4) 對人體有其他危害。2.2.2 危險單元辨識化工生產(chǎn)過程往往相當復雜，若直接對整個生產(chǎn)過程進行危險源辨識，工作量非常大，且不太切合實際，故在實際辨識過程中，可根據(jù)化工生產(chǎn)過程的特點，將其按照一定原則分成若干危險單元，然后逐個對危險單元進行危險源辨識。2.2.3 危險操作設(shè)備辨識化工生產(chǎn)過程中涉及到的設(shè)備一般都比較多，工藝參數(shù)的要求也都比較苛刻，因此生產(chǎn)過程中的許多危險都是直接或間接由人為失誤造成的，故對危險操作設(shè)備的辨識就集中體現(xiàn)在對人員危險操作的辨識上?；み^程中的危險操作是指化工生產(chǎn)中以物理過程為主的處理方法，以處理大量危險物料和含有活性物質(zhì)物料的操作過程為分析研究的重點。它主要包括加熱、冷卻、冷凍、物料輸送、干燥、蒸發(fā)、蒸餾、熔融、加壓、減壓等。處理易燃氣體物料時要防止爆炸性混合物的形成。特別是減壓狀態(tài)下的操作，要防止混入空氣而形成爆炸性混合物。處理易燃固體或可燃固體物料時，要防止形成爆炸性粉塵混合物。2.2.4 化工生產(chǎn)過程中的觸發(fā)危險源由前可知，就一般而言，觸發(fā)危險源包括人的不安全行為、環(huán)境（廠區(qū)車間的自河南理工大學本科畢業(yè)論文14然環(huán)境）的影響及安全管理的缺陷三個方面。因此，化工生產(chǎn)過程中的觸發(fā)危險源也包括人的不安全行為、環(huán)境的影響及安全管理的缺陷。（1）人的不安全行為人的不安全行為一般指明顯違反安全操作規(guī)程的行為，這種行為往往直接導致事故發(fā)生。人的不安全行為可能會造成能量或危險物質(zhì)控制系統(tǒng)故障，使屏蔽破壞或失效，從而造成對第一類危險源控制的直接破壞，也可能造成物的因素的問題，從而導致事故的發(fā)生。（2）環(huán)境的影響環(huán)境因素主要指系統(tǒng)運行的環(huán)境，包括溫度、濕度、照明、粉塵、通風換氣、噪聲和振動等物理環(huán)境，以及企業(yè)和社會的軟環(huán)境。不良的物理環(huán)境或軟環(huán)境會促使設(shè)備故障和缺陷或人的不安全行為的發(fā)生。（3）安全管理的缺陷安全管理的缺陷是由于制度不健全、檢查不到位、人的能力不到位等因素導致人的失誤和故障的發(fā)生。安全管理的缺陷有:1)對物（含作業(yè)環(huán)境）性能控制的缺陷，如設(shè)計、監(jiān)測和不符合處置方面的缺陷；2）對人失誤控制的缺陷，如教育、培訓、指示、雇用選擇、行為監(jiān)測方面的缺陷；3）工藝過程、作業(yè)程序的缺陷，如工藝、技術(shù)錯誤或工藝、技術(shù)不當，無作業(yè)程序或作業(yè)程序有錯誤；4）作業(yè)組織的缺陷，如人事安排不合理、負荷超限、無必要的監(jiān)督和聯(lián)絡、禁忌作業(yè)等；5）對來自相關(guān)方（供應商、承包商等）的風險管理的缺陷，如合同簽訂、采購等活動中忽略了安全健康方面的要求；6）違反工效學原理，如使用的機器不適合人的生理或心理特點。河南理工大學本科畢業(yè)論文153 聚氯乙烯懸浮法聚合過程危險源辨識聚氯乙烯是我國發(fā)展較早、產(chǎn)量最大的塑料品種之一，目前，占全國塑料產(chǎn)量的一半。近年來，聚氯乙烯化工生產(chǎn)在我國得到了長足的發(fā)展，聚氯乙烯懸浮法聚合過程因其生產(chǎn)技術(shù)易于調(diào)節(jié)品種，生產(chǎn)過程易于控制，設(shè)備和運行費用低，易于大規(guī)模組織生產(chǎn)而得到廣泛的應用，在四種聚合方法中占據(jù)主導地位。盡管如此，聚氯乙烯聚合反應的固有風險依然存在，即聚合過程中聚合放熱失控即所謂“暴聚”事故以及易燃易爆有毒物質(zhì)泄漏導致的火災爆炸事故。故仍需對聚氯乙烯懸浮法聚合過程進行危險源辨識。3.1 聚氯乙烯聚合過程概況3.1.1 懸浮法聚合工藝過程氯乙烯在常溫常壓下為氣體，其沸點-13.4℃，加壓后在聚合釜內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，本懸浮法聚合工藝過程采用等溫入料工藝，并由 DCS 集散型控制系統(tǒng)對本裝置生產(chǎn)全過程進行自動控制。將純水、氯乙烯單體(VCM)及各種助劑按照一定程序加入聚合釜內(nèi)，在一定溫度、壓力下發(fā)生聚合反應生成聚氯乙烯（PVC） ，聚合后的聚氯乙烯漿料送至出料槽，再經(jīng)汽提塔脫除聚氯乙烯顆粒內(nèi)部的氯乙烯后，通過干燥脫除水分，經(jīng)包裝后入庫。未反應的氣相氯乙烯經(jīng)壓縮機、冷凝器壓縮冷凝后回收至回收單體槽。聚氯乙烯生產(chǎn)工藝流程如圖 3-1 所示。河南理工大學本科畢業(yè)論文16圖 3-1 聚氯乙烯生產(chǎn)工藝流程Figure3-1 Polyvinyl chloride (PVC) production process3.1.2 聚合過程單元劃分根據(jù)聚氯乙烯聚合過程的特點，可考慮將聚氯乙烯懸浮聚合過程劃分為以下三個主要單元：聚氯乙烯聚合單元、聚氯乙烯汽提單元和尾氣回收單元。（1）聚氯乙烯聚合單元圖 3-2 聚合釜Figure3-2 Polymerizer本文采用的是聚氯乙烯懸浮聚合方法。聚合過程中采用過氧化物或偶氮化合物做引發(fā)劑，將液態(tài)氯乙烯單體（VCM）在攪拌的作用下分散成小液滴，懸浮于水介質(zhì)中進行聚合。溶于單體中的引發(fā)劑，在聚合溫度（45～65℃）下分解成自由基，引發(fā)氯乙河南理工大學本科畢業(yè)論文17烯單體（VCM）進行聚合，而水中溶有分散劑，以防止氯乙烯液滴的并聚和防止達到一定轉(zhuǎn)化率后 PVC-VCM 溶脹粒子的粒并。整個聚合過程是按照一定的程序，在一定的條件下在聚合釜（圖 3-2）內(nèi)進行并完成的。（2）聚氯乙烯汽提單元圖 3-3 汽提塔Figure3-3 Stripper反應結(jié)束的聚氯乙烯被加熱到 70～100℃，送到汽提塔（圖 3-3）頂，汽提塔底部通入的蒸汽與從塔頂下來的聚氯乙烯料漿逆流接觸進行傳熱，聚氯乙烯顆粒吸附的氯乙烯和水相中的氯乙烯被加熱氣化，隨上升的水蒸氣汽提帶逸出去，隨著料漿的不斷往下流動，溫度逐漸升高使水相中的氯乙烯隨溫度的升高而降低，樹脂內(nèi)部與水相中氯乙烯的含量形成濃度差，在這濃度差的推動下，聚氯乙烯內(nèi)部的氯乙烯不斷向水相進行擴散，并逐漸被氣化，隨著蒸汽的上升被帶走，經(jīng)冷凝器冷卻、分離后進入氯乙烯氣柜，從而使樹脂中的殘留單體減少，聚氯乙烯漿料被送入干燥包裝。在整個過程中，主要是通過控制汽提塔的差壓、出口壓力、汽提塔的底溫來獲得較好的控制效果。（3）尾氣回收單元在氯乙烯聚合過程中，考慮到聚氯乙烯（PVC）樹脂的質(zhì)量和聚合經(jīng)濟性，氯乙烯反應轉(zhuǎn)化率一般控制在 85%～90%，這樣就存在大量未反應的單體需要回收?；厥涨捌谟捎趬毫Ω?，氣相氯乙烯直接進入冷凝器，冷凝為液相氯乙烯。當回收后期壓力降低時，啟動壓縮機提高壓力入冷凝器，繼續(xù)回收，直至回收壓力達到目的值。所有回收單體貯存在回收氯乙烯單體槽中，為再聚合使用。3.2 危險物料辨識表 3-1 物料的危險特性參數(shù)Table3-1 The risk parameters of materials河南理工大學本科畢業(yè)論文18名稱熔點/℃沸點/℃閃點/℃自燃點/℃在空氣中爆炸極限/℃飽和蒸氣壓/(kPa·℃ -1)毒性電石 2300 - - - - - -乙炔 -81.8 -83.8 -50 305 2.1-80.0 506.32/-164 微毒氫氣 -259.2 -252.8 -50 400 4.1-74.1 13.33/-257.9 -氯氣 -101 -34.5 - - - 909/271.5 高毒氯化氫 -114.2 -85.0 - - - 30.66/21 低毒氯乙烯 -159.8 -13.4 -50 415 3.6-31.0 346.53/25 低毒乙烷 -183 -88.6 -78 472 3.0-16.0 53.32/-99.7 -二氯乙烷 -96.7 57.3 -10 - 5.6-16.0 8.7/20 微毒氮氣 -209.8 -195.6 - - - 1026.42/-173 -硫化氫 -85.5 -60.4 - -50 4.0-46.0 2026.5/25.5 低毒磷化氫 -132.5 -87.5 -50 100 - 53.32/-98.3 高毒砷化氫 -113.5 -55 -50 - 4.5- 高毒聚氯乙烯的聚合生產(chǎn)過程中涉及到的原料包括電石、氫氣、氯氣，產(chǎn)物有乙炔、氯化氫、氯乙烯，同時產(chǎn)生少量乙烷、二氯乙烷，最終產(chǎn)物為聚氯乙烯。由于電石中含有少量硫化鈣、磷化鈣、砷化鈣，電石水解過程中會產(chǎn)生硫化氫、磷化氫、砷化氫氣體。物料危險特性的主要參數(shù)詳見表 3-1，物料的危險特性及分類見表 3-2。表 3-2 物料的危險特性及分類Table3-2 Hazardous characteristics and classification of materials物料名稱 可能的危險 危險物料類別電石 本身不燃燒，但當與水作用或在潮濕環(huán)境中均能產(chǎn)生乙炔氣，在空氣中達到一定濃度時，可產(chǎn)生爆炸災害。電石能與酸性物質(zhì)發(fā)生劇烈反應 不燃晶體乙炔與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸；與氧化劑接觸會發(fā)生劇烈反應；與氧、氟等接觸會發(fā)生劇烈的化學反應。能與銅、銀、汞等的化合物生成爆炸性物質(zhì)易燃氣體氫氣 與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱或明火即發(fā)生爆炸 易燃氣體氯氣氯氣不會燃燒，但可以助燃。一般可燃物大多能在氯氣中燃燒，一般易燃氣體或蒸汽也都能與氯氣形成爆炸性混合物。氯氣能與多種化學品如乙炔、氨、氫氣等劇烈反應發(fā)生爆炸或生成爆炸性介質(zhì)。它幾乎對金屬和非金屬都有腐蝕作用不燃氣體氯化氫 遇水有強腐蝕性。能與一些活性金屬粉末發(fā)生反應，放出氫氣。遇氰化物能產(chǎn)生劇毒的氰化氫氣體 不易燃氣體氯乙烯易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險，在燃燒或無抑制劑時可發(fā)生劇烈聚合。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇明火會引著回燃易燃氣體乙烷 易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。與氟、氧等接觸會發(fā)生劇烈的化學反應 易燃氣體二氯乙烷 易燃，其蒸氣與空氣形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑能發(fā)生 易燃液體河南理工大學本科畢業(yè)論文19劇烈反應。受高熱分解產(chǎn)生有毒的腐蝕性氣體。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇火源引著回燃。若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開裂和爆炸的危險氮氣 惰性氣體，有窒息性，在密閉空間內(nèi)可使人窒息死亡。若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開裂和爆炸的危險 不燃氣體硫化氫易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與濃硝酸、發(fā)煙硝酸或其他強氧化劑劇烈反應，發(fā)生爆炸。氣體比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇明火會引著回燃易燃氣體磷化氫 暴露在空氣中能自燃。遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑能發(fā)生劇烈反應 自燃氣體砷化氫 與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸 易燃氣體由于氯乙烯聚合、汽提等都是在高壓下進行的，容易發(fā)生泄漏，從而造成火災爆炸事故和中毒事故。相較而言，聚合過程中危害程度最大的物質(zhì)是氯乙烯。氯乙烯在常溫常壓下是比空氣重一倍的微溶于水的無色氣體，帶有一種麻醉性的芳香氣味。氯乙烯分子式為 C2H3Cl,分子量為 62.51，沸點為-13.9℃，凝固點為-159.7℃，閃電為-77.8℃（開杯） 、-61.1℃（閉杯） ，自燃點為 472℃，燃燒熱為 1134.2kJ/mol，爆炸溫度極限低于-45℃，在空氣中的爆炸范圍是 3.6%～32%（體積） ，在氧氣中的爆炸范圍是4%～70%（體積） ，沸點條件下的汽化潛熱為 24.011kJ/mol,均聚聚合反應熱為96.3～108.9KJ/mol?？傊?，氯乙烯是一種易燃易爆且有毒的物質(zhì)。易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。燃燒或無抑制劑時可發(fā)生劇烈聚合。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇火源會著火回燃。氯乙烯通常由呼吸道吸入人體內(nèi)較高濃度引起急性輕度中毒，呈現(xiàn)麻醉前期癥狀，有暈眩、頭痛、惡心、胸悶、步態(tài)蹣跚和喪失定向能力，嚴重中毒時可致昏迷。對人體有麻醉作用，當濃度為 256g/m3(10%)時，1h 致死，當濃度達到 20%～40%時很快引起急性中毒，長時間接觸氯乙烯氣體可使人致癌。慢性中毒主要為肝臟損害、神經(jīng)衰弱癥候群、胃腸道及肢端溶骨癥等綜合癥。3.3 危險單元辨識由前可知，聚氯乙烯懸浮聚合過程可劃分為聚合單元、汽提單元和尾氣回收單元三個主要單元。下面就分別對三個單元的危險源進行辨識：3.3.1 聚合單元辨識聚氯乙烯聚合單元的主要反應為氯乙烯以偶氮化合物或過氧化合物為引發(fā)劑，纖維素醚、聚乙烯醇為分散劑，水作為分散和傳熱介質(zhì)，并伴有攪拌進行反應。該聚合單元的主要危險、有害因素如下：（1）聚合過程中使用的氯乙烯具有易燃易爆性和毒性，大量的氯乙烯泄漏到空氣中遇明火會引起爆炸事故，被人體吸入后會產(chǎn)生頭暈、渾身軟弱無力等癥狀，逐漸神河南理工大學本科畢業(yè)論文20志不清，站立不穩(wěn)，四肢痙攣，呼吸由急變?nèi)酰詈笫ブX，甚至死亡；（2）該聚合反應是在在高壓條件下進行的，氯乙烯單體在壓縮過程中或在高壓系統(tǒng)中容易泄漏，發(fā)生火災、爆炸事故；（3）聚合生產(chǎn)過程中使用的各種助劑（如引發(fā)劑、分散劑等）的選擇和用量都將影響聚合反應的正常進行，同時也將影響聚氯乙烯的分子結(jié)構(gòu)和主要性能。如果使用不當，也可能釀成事故，如引發(fā)劑用量多時，反應速度快，聚合時間短，設(shè)備利用率高；但用量過多，反應激烈，不易控