作者：王文激
塑料的主要原料是合成樹脂。而合成樹脂的單體，如乙炔、乙烯、丙烯、甲醛、苯等都是易燃易爆物質，而生產過程又多在高溫、高壓下進行，存在著一定的火災爆炸危險性。在生產過程中也會產生靜電火花、設備摩擦發火等故障，稍有不慎都會釀成巨大火災。化工生產裝置爆炸時常伴隨發熱、發光、壓力上升等現象，具有很大的破壞作用。爆炸破壞的主要形式有：震蕩、產生沖擊波、火災發生。
合成樹脂廠常見的火災爆炸如下：
1.混合氣體的火災爆炸
可燃性氣體和液體蒸氣與空氣形成爆炸性混合物，在一定的濃度下，由于燃燒波或爆炸波的傳播而引起的爆炸，叫做混合氣體的爆炸。
在合成樹脂工廠可燃性氣體或蒸氣從工藝管道、設備或容器中泄漏，或空氣漏入存有可燃性氣體的容器中均會產生混合性氣體，一遇火源，就會產生爆炸事故。
2.粉塵爆炸
可燃性樹脂固體的粉塵，如高壓聚乙烯、聚丙烯、尼龍樹脂、聚苯乙烯在造粒、干燥、輸送過程中，或在袋式過濾器中產生粉塵云。當這種粉塵云達到一定濃度后，一旦遇到火源，便會產生劇烈的燃燒和爆炸，這種爆炸叫做粉塵爆炸。
一般來說容易帶電的粉塵越容易引起爆炸。在生產過程中，各種樹脂粉塵由于互相碰撞、摩擦、電暈放電等原因，總是帶有一定的電荷。合成樹脂大多數粉塵均可能以極細微的固體顆粒懸浮在空氣中，吸附空氣中的氧。粉塵顆粒越細，氧吸附得越多，越容易發生爆炸，同時粉塵越細，燃點越低，粉塵爆炸下限也越低。
粉塵爆炸壓力的大小與粉塵的化學組成有關。例如，聚苯乙烯與聚乙烯的最大粉塵爆炸壓力分別為0.293MPa、0.588MPa，相比之下聚乙烯的最大粉塵爆炸壓力比聚苯烯高。
3.蒸氣火災爆炸
化學品儲槽內低沸點液體受熱或日光暴曬使溫度升高，提高了槽內的蒸氣壓力，在汽化的瞬間會產生爆炸。
火災爆炸的預防（2）
燃燒與爆炸的防止是安全生產技術的主要內容。為了保證安全、穩定、長周期生產，應認真做好燃燒和爆炸的預防工作，消除引起燃燒爆炸的危險因素。
1. 著火源的控制
在合成樹脂廠引起的火災爆炸的著火源有明火、高熱物、電火花、靜電、摩擦、沖擊、絕熱壓縮、自燃、化學反應熱等。
（1）杜絕明火
合成樹脂廠的明火主要是樹脂生產過程中的加熱用火、維修用火以及其他火源。例如，聚苯乙烯生產裝置乙苯脫氫加熱爐就是使用明火的一例。
加熱易燃液體盡量避免采用明火，改用蒸汽、加壓過熱水、熱空氣加熱；對于如乙苯脫氫用加熱爐必須采用明火加熱的，所用設備應充分密閉，且與有火災爆炸危險的生產裝置相隔一定的距離，防止泄漏引起著火。
（2）防止摩擦和撞擊
摩擦和撞擊往往是合成樹脂廠產生火災爆炸的原因之一，如傳動機械軸承摩擦發熱起火，管道或容器破裂，內部可燃性溶液或易燃氣體噴射時摩擦起火，或在某一特定條件下分解爆炸物的產生，如乙炔銅等。
防止摩擦和撞擊的方法是：
①機械傳動部位要確保潤滑，經常添加潤滑油（脂），經常清除附著的可燃性污垢。
②嚴禁鐵制容器之間撞擊與摩擦。
③搬運盛裝可燃性氣體或易燃液體的金屬容器，不要拖拉、震動、防止互相撞擊。
④嚴禁穿有鐵釘的鞋進入防爆廠房。
（3）防止電氣火花的產生
合成樹脂廠電氣設備引起的爆炸事故，大多由電弧、電火花或漏電造成。為此應按爆炸介質的性質，正確選擇所需的防爆電氣設備。
2. 采用防火防爆安全設施
防火防爆安全設施有阻火器、防爆膜、止逆閥、安全閥、放空管、警報安全聯鎖裝置等。
3. 靜電的防止
嚴格控制物料流速，防止產生靜電。反應設備配備良好的導除靜電裝置。
4. 工藝參數的控制
（1）嚴格控制投料
合成樹脂生產裝置，在聚合成反應時，大多采用催化劑（或引發劑），而催化劑（或引發劑）對聚合反應的速度有很大的影響，催化劑過量，會使聚合反應劇烈，有可能發生火災爆炸的危險。對于易燃、可燃物與過氧化物進行聚合反應的，要特別嚴格控制投料速度與投料量。
（2）嚴格控制聚合反應溫度
合成樹脂單體通常在一定的聚合反應溫度下，才能發生聚合反應。如果發生超溫，反應物可能會分解著火，造成壓力升高，導致爆炸。
嚴格控制聚合反應溫度除控制反應物的正常投料外，還應嚴格控制反應熱的去除，防止攪拌中斷，以及采用適當的傳熱介質。
① 除去反應熱
乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯等單體聚合時均會伴隨反應熱的產生，為了除去反應熱，一般采用夾套冷卻、內冷卻、淤漿循環、液化丙烯循環、稀釋劑回收冷卻等方法。生產過程中只要控制冷卻介質的溫度和流量、淤漿液量、液化丙烯量，就可以控制聚合反應的溫度。
② 防止攪拌中斷
在聚合反應釜，攪拌器攪拌可以加速熱量的傳遞。一旦中斷攪拌，可能會造成散熱不良，或發生局部過熱。為此，在設計時要采用雙路供電等安全措施，以防止由于中斷攪拌而發生的局部過熱繼而引發的火災爆炸事故。
（3）嚴格控制聚合反應壓力
聚合反應一般在有一定壓力的反應器中進行，如果由于壓力控制失常，可能造成聚合反應器的超壓爆破。
5. 惰性氣體保護
根據可燃性氣體、可燃液體蒸氣與粉塵爆炸極限，可以預先判斷在何種情況下容易進入爆炸范圍。例如氫氣、乙烯、丙烷，1-丁烯、環氧乙烷、苯乙烯、己烷等單體，它們的爆炸下限很低，如果在設備、容器、管道中稍有一些泄漏，便容易進入爆炸范圍，也容易產生火災爆炸。相反，對于爆炸上限較高的可燃性氣體、可燃性液體蒸氣以及粉塵，如果空氣進入其容器、設備、管道中，即使量不多的空氣，也會進入爆炸范圍，引起火災爆炸的危險性很大。
若混合物中的惰性氣體百分數增加，爆炸極限的范圍會縮小，惰性氣體的濃度提高到一定值后，混合物不會爆炸。為此，當可燃性氣體泄漏時可以通入N2而防止爆炸。
幾種常見合成樹脂生產工藝的防火要求（3）
1.聚氯乙烯
制備氯乙烯單體時，在初始混合階段，溫度、氯化氫與乙炔的比例應嚴格控制。防止乙炔過量導致催化劑的分解及中毒。合成時，應定期對氯化氫含量進行采樣分析，防止氧含量過高而與乙炔形成爆炸性混合物。氯化氫中游離氯的含量應嚴格控制，過高會與乙炔反應生成氯乙炔引起燃燒爆炸。
為防止聚氯乙烯暴聚，必須指定嚴格的緊急降溫處理措施，準備足夠的終止劑以便突然停電時可迅速投入釜內將聚合反應終止。
2.低壓聚乙烯
低壓聚乙烯生產的催化劑即三乙基鋁（或鎂）和四氯化鈦的混合物遇空氣會燃燒，遇水會爆炸，因此應把其氮封或浸在純汽油中，嚴禁與空氣和水接觸，并經常檢查密封情況。
乙烯凈化投料前必須先用高純氮將塔洗凈，除去塔中的氧，防止形成爆炸性混合物。
在包裝時粉料降落高度不可太高，磅秤接地良好，適當提高包裝車間相對濕度。
3.高壓聚乙烯
加入催化劑時，必須嚴格控制溫度。如超溫越壓應立即切斷電源，將釜內乙烯放空，同時放空管內噴出較高壓力的水蒸氣，壓縮機室應設乙烯氣體濃度自動測定和報警裝置。二次壓縮時要特別注意嚴格控制溫度。
在熱交換和聚合階段，如在熱交換后可能通過加入催化劑的量來調節溫度。溫度高時，加入量少，反之則多。聚合器上應設防爆片，管內設2.5MPa壓力的水蒸氣噴頭或加入碳酸氫鈉；聚合器均有夾套，并經常測定有無可燃氣體滲入夾套；聚合室應設可燃氣體濃度自動檢測和報警系統；設防爆墻。
高壓分離工序中分離器上要設安全閥，附近設可燃氣體濃度自動檢測和報警器系統；壓力、溫度、流量等參數編入與聯鎖系統相連的“操作程序”；低壓分離時除壓力應高于0.5MPa，其他與高壓分離相同。
在后處理工段，混合、包裝時儲槽及風道要用氮氣保護，儲藏容器在使用前先要用氮氣置換，使用中要進行抽氣；各種機器采用防爆型，管道用不易燃或阻燃材料制作并接地。
