白乳膠生產(chǎn)區(qū)防火設(shè)計探討

●張 穎

(晉中市消防支隊，山西晉中 030600)

白乳膠，化學(xué)名稱聚醋酸乙烯膠黏劑，又稱PVAC乳液，是一種水溶性膠黏劑，是由醋酸乙烯單體在引發(fā)劑作用下經(jīng)聚合反應(yīng)而制得的一種熱塑性黏合劑。白乳膠以水為分散劑，使用安全、無毒、不燃、清洗方便，常溫固化，對木材、紙張和織物有很好的黏著力，膠接強度高，固化后的膠層無色透明，韌性好，不污染被黏接物;乳液穩(wěn)定性好，儲存期可達半年以上［1］。正是由于這些特性，使得白乳膠廣泛應(yīng)用于印刷裝訂和家具制造，既可用作紙張、木材、布、皮革、陶瓷等的黏合劑，又可作酚醛樹脂、脲醛樹脂等黏合劑的改性劑，用于制造聚醋酸乙烯乳膠漆等。本文從其生產(chǎn)原料的危險性入手，主要介紹了白乳膠生產(chǎn)區(qū)的防火設(shè)計要點，希望對類似廠區(qū)的防火工作起到拋磚引玉的作用。

1 生產(chǎn)區(qū)情況分析

1.1 主要原料

白乳膠生產(chǎn)的主要原料有聚乙烯醇、醋酸乙烯酯、丙烯酸和過硫酸鹽:聚乙烯醇［2］為白色粉末，是由聚醋酸乙烯酯經(jīng)皂化而成的高分子化合物。根據(jù)皂化程度的不同，產(chǎn)物可溶于水或僅能溶脹。醋酸乙烯酯［3］為無色至淺黃色液體，有甜的醚香味，相對密度0.9，沸點72℃，閃點－8℃，與乙醇混溶，能溶于乙醚、丙酮、氯仿、四氯化碳等有機溶劑，微溶于水。丙烯酸［3］是最簡單的不飽和羧酸，純的丙烯酸是無色澄清液體，帶有刺激性氣味，沸點141℃，相對密度1，相對蒸氣密度2.5，閃點50℃，引燃溫度 438℃，爆炸上限 8.0%，爆炸下限2.4%，與水混溶，可混溶于乙醇、乙醚。過硫酸銨［2］，白色晶體，在100℃以下分解放出氧氣，可溶于水，不溶于乙醇，有強氧化性。

1.2 工藝流程

1.2.1 溶解工序

首先向溶解釜中加定量的工藝水，攪拌下加入PVA及乳化劑，冷攪使PVA充分溶脹后再升溫，并保溫數(shù)小時使之充分溶解，調(diào)整濃度符合工藝要求后，保溫待用。

1.2.2 聚合工序

溶解釜中溶解好的PVA溶液經(jīng)原液過濾器過濾后由原液泵打入聚合釜中。同時向引發(fā)劑槽中加定量工藝水，攪拌下加入一定量的引發(fā)劑使之充分溶解后待用。待聚合釜內(nèi)溫度達到工藝要求的反應(yīng)初始溫度后，調(diào)整好攪拌轉(zhuǎn)速，按照工藝要求將單體和引發(fā)劑分別加入到聚合釜，并控制溫度曲線符合理想曲線要求。

單體和引發(fā)劑均加完后，維持熱化反應(yīng)數(shù)小時之后，開始進行冷卻降溫，降溫至一定溫度，取樣做檢驗，檢驗合格后把聚合釜中物料放至冷卻釜中進行冷卻。聚合釜中物料完全排放干凈后，用高壓水清洗聚合釜內(nèi)壁，清洗水回收至洗釜液回收槽中，通過洗釜液過濾器過濾后，用水回收泵打至溶解釜中回收利用。

1.2.3 冷卻混合工序

來自聚合釜的乳膠，在冷卻釜中冷卻至常溫后，可直接進行包裝，或者加入其它功能助劑混合為成品。這些未混合助劑的母液或混合后的成品，均可通過乳液泵打入到中間槽或乳液貯槽中進行貯存，或直接經(jīng)乳液過濾器過濾后進行包裝。

1.3 操作危險性分析

白乳膠車間與罐區(qū)使用或產(chǎn)生的易燃易爆危險物質(zhì)主要是醋酸乙烯、丙烯酸、過硫酸銨，其操作危險性主要包括:(1)聚合工序中采用的單體醋酸乙烯屬于火災(zāi)危險性類別中甲類液體，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當(dāng)遠的地方，遇火源會著火回燃。在反應(yīng)過程中如果遇到停電等狀況，導(dǎo)致攪拌停止，在重新開啟攪拌時，如果反應(yīng)體系溫度未能得到有效控制，存在反應(yīng)物料爆沸、沖料而引發(fā)火災(zāi)事故。(2)丙烯酸的火災(zāi)危險性類別屬乙類液體。易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑能發(fā)生強烈反應(yīng)。若遇高熱，可發(fā)生聚合反應(yīng)，放出大量熱量而引起容器破裂和爆炸事故。(3)過硫酸銨的火災(zāi)危險性類別屬乙類液體，無機氧化劑。受高熱或撞擊時即爆炸。與還原劑、有機物、易燃物如硫、磷或金屬粉末等混合可形成爆炸性混合物。

2 防火設(shè)計

2.1 平面布置

白乳膠生產(chǎn)區(qū)的主要建(構(gòu))筑物有白乳膠車間、罐區(qū)、罐區(qū)泵房、變配電站、白乳膠庫房等幾類，其防火間距既要滿足《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(以下簡稱《建規(guī)》)的要求，又要滿足《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》的要求，具體情況見表1。

表1 主要建構(gòu)筑物間距表［4，5］

2.2 白乳膠車間

在生產(chǎn)過程中采用控制系統(tǒng)，對生產(chǎn)過程的各種變量實施監(jiān)視、控制，并在系統(tǒng)中設(shè)置安全、環(huán)保連鎖，嚴(yán)格控制反應(yīng)的溫度、壓力、物料的流量，防止因超溫超壓而引起爆炸、中毒等事故，以確保安全生產(chǎn)。設(shè)置氮氣管線，在開車時置換空氣，避免可燃可爆物料在爆炸極限范圍操作。

<1)，且各件產(chǎn)品是否為不合格品相互獨立．

有爆炸危險性的設(shè)備(如聚合釜)，在設(shè)備設(shè)計中設(shè)有安全爆破膜;對壓力容器，選用高質(zhì)量的材料和相應(yīng)的安全附件;物料流速應(yīng)控制在安全要求范圍內(nèi)，一般采用自流輸送方法。加料管應(yīng)插到貯罐、容器的底部，以防靜電引起火災(zāi)。

安全疏散應(yīng)滿足《建規(guī)》第3.7.2條和表3.7.4的要求;如果設(shè)有輔助用房，則其安全疏散應(yīng)滿足《建規(guī)》第3.3.8條和第5.3.2條的要求。并根據(jù)《建規(guī)》第3.6.6條的要求在生產(chǎn)部位采用不發(fā)火花地面，嚴(yán)禁在裝置區(qū)內(nèi)設(shè)置地溝、電纜溝、管溝等，以防止可燃?xì)怏w的積聚。同時，廠房泄壓面積還應(yīng)滿足《建規(guī)》第3.6.3條的要求。

車間內(nèi)散發(fā)醋酸乙烯、丙烯酸、聚乙烯醇等氣體，故設(shè)置全面兼事故通風(fēng)系統(tǒng)，且防爆邊墻送風(fēng)機均應(yīng)與可燃?xì)怏w報警連鎖，事故發(fā)生時，排風(fēng)機全部開啟。

2.3 罐區(qū)

罐區(qū)設(shè)置防火堤，避免有害物質(zhì)大量泄漏后擴散而引起事故。罐區(qū)內(nèi)同時設(shè)置了隔堤，將罐區(qū)內(nèi)甲類液體儲罐與丙類液體儲罐分隔開。裝置區(qū)內(nèi)的中間儲罐均設(shè)置了圍堰，防止事故狀態(tài)下罐內(nèi)液體擴散。儲罐采用較好的機械密封型，輸送選用耐腐蝕的設(shè)備和管道，以減少物料外漏引起火災(zāi)、爆炸、中毒事故。

2.4 生產(chǎn)區(qū)控制與聯(lián)動

各主要生產(chǎn)裝置區(qū)均設(shè)有火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，在罐區(qū)及重要通道口安裝若干個手動報警按鈕，在配電室等重要建筑室內(nèi)安裝火災(zāi)探測器，火災(zāi)報警控制器設(shè)在控制室。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，由火災(zāi)探測器或手動報警按鈕迅速將火警信號報至火災(zāi)報警控制器，以便迅速采取措施，及時組織撲救。同時，在可燃?xì)怏w可能泄漏的場所，設(shè)置固定式可燃?xì)怏w探測器，均引至控制室顯示并在濃度超高時報警，以便采取必要的處理措施。

在爆炸危險環(huán)境內(nèi)的電氣設(shè)備均應(yīng)按照《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定選擇防爆型電氣設(shè)備，凡在危險環(huán)境安裝的電氣設(shè)備應(yīng)采用隔爆型或增安型。在安全區(qū)安裝的電氣設(shè)備則根據(jù)該區(qū)特點進行選擇，并且設(shè)備、管道均做防靜電處理。

同時，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)、儲存、運輸?shù)奈锪虾筒僮鳁l件，設(shè)置相適應(yīng)的滅火器材，凡容易發(fā)生事故及危害生命安全的場所以及需提醒人員注意的地點均按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置各種安全標(biāo)志。

［1］白乳膠［EB/OL］.http://baike.baidu.com/view/18997.htm.

［2］王學(xué)軍，果永紅，陳文海.白乳膠生產(chǎn)的火災(zāi)危險性及預(yù)防措施［J］.消防科學(xué)與技術(shù)，2000，(2).

［3］中華人民共和國公安部消防局.可燃?xì)怏w、蒸氣、粉塵火災(zāi)危險性參數(shù)手冊［K］.哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1990.

［4］GB 50160－2008，石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范［S］.

［5］GB 50016－2006，建筑設(shè)計防火規(guī)范［S］.