白乳胶生产区防火设计探讨

●张 颖

(晋中市消防支队，山西晋中 030600)

白乳胶，化学名称聚醋酸乙烯胶黏剂，又称PVAC乳液，是一种水溶性胶黏剂，是由醋酸乙烯单体在引发剂作用下经聚合反应而制得的一种热塑性黏合剂。白乳胶以水为分散剂，使用安全、无毒、不燃、清洗方便，常温固化，对木材、纸张和织物有很好的黏着力，胶接强度高，固化后的胶层无色透明，韧性好，不污染被黏接物;乳液稳定性好，储存期可达半年以上［1］。正是由于这些特性，使得白乳胶广泛应用于印刷装订和家具制造，既可用作纸张、木材、布、皮革、陶瓷等的黏合剂，又可作酚醛树脂、脲醛树脂等黏合剂的改性剂，用于制造聚醋酸乙烯乳胶漆等。本文从其生产原料的危险性入手，主要介绍了白乳胶生产区的防火设计要点，希望对类似厂区的防火工作起到抛砖引玉的作用。

1 生产区情况分析

1.1 主要原料

白乳胶生产的主要原料有聚乙烯醇、醋酸乙烯酯、丙烯酸和过硫酸盐:聚乙烯醇［2］为白色粉末，是由聚醋酸乙烯酯经皂化而成的高分子化合物。根据皂化程度的不同，产物可溶于水或仅能溶胀。醋酸乙烯酯［3］为无色至浅黄色液体，有甜的醚香味，相对密度0.9，沸点72℃，闪点－8℃，与乙醇混溶，能溶于乙醚、丙酮、氯仿、四氯化碳等有机溶剂，微溶于水。丙烯酸［3］是最简单的不饱和羧酸，纯的丙烯酸是无色澄清液体，带有刺激性气味，沸点141℃，相对密度1，相对蒸气密度2.5，闪点50℃，引燃温度 438℃，爆炸上限 8.0%，爆炸下限2.4%，与水混溶，可混溶于乙醇、乙醚。过硫酸铵［2］，白色晶体，在100℃以下分解放出氧气，可溶于水，不溶于乙醇，有强氧化性。

1.2 工艺流程

1.2.1 溶解工序

首先向溶解釜中加定量的工艺水，搅拌下加入PVA及乳化剂，冷搅使PVA充分溶胀后再升温，并保温数小时使之充分溶解，调整浓度符合工艺要求后，保温待用。

1.2.2 聚合工序

溶解釜中溶解好的PVA溶液经原液过滤器过滤后由原液泵打入聚合釜中。同时向引发剂槽中加定量工艺水，搅拌下加入一定量的引发剂使之充分溶解后待用。待聚合釜内温度达到工艺要求的反应初始温度后，调整好搅拌转速，按照工艺要求将单体和引发剂分别加入到聚合釜，并控制温度曲线符合理想曲线要求。

单体和引发剂均加完后，维持热化反应数小时之后，开始进行冷却降温，降温至一定温度，取样做检验，检验合格后把聚合釜中物料放至冷却釜中进行冷却。聚合釜中物料完全排放干净后，用高压水清洗聚合釜内壁，清洗水回收至洗釜液回收槽中，通过洗釜液过滤器过滤后，用水回收泵打至溶解釜中回收利用。

1.2.3 冷却混合工序

来自聚合釜的乳胶，在冷却釜中冷却至常温后，可直接进行包装，或者加入其它功能助剂混合为成品。这些未混合助剂的母液或混合后的成品，均可通过乳液泵打入到中间槽或乳液贮槽中进行贮存，或直接经乳液过滤器过滤后进行包装。

1.3 操作危险性分析

白乳胶车间与罐区使用或产生的易燃易爆危险物质主要是醋酸乙烯、丙烯酸、过硫酸铵，其操作危险性主要包括:(1)聚合工序中采用的单体醋酸乙烯属于火灾危险性类别中甲类液体，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。在反应过程中如果遇到停电等状况，导致搅拌停止，在重新开启搅拌时，如果反应体系温度未能得到有效控制，存在反应物料爆沸、冲料而引发火灾事故。(2)丙烯酸的火灾危险性类别属乙类液体。易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。若遇高热，可发生聚合反应，放出大量热量而引起容器破裂和爆炸事故。(3)过硫酸铵的火灾危险性类别属乙类液体，无机氧化剂。受高热或撞击时即爆炸。与还原剂、有机物、易燃物如硫、磷或金属粉末等混合可形成爆炸性混合物。

2 防火设计

2.1 平面布置

白乳胶生产区的主要建(构)筑物有白乳胶车间、罐区、罐区泵房、变配电站、白乳胶库房等几类，其防火间距既要满足《建筑设计防火规范》(以下简称《建规》)的要求，又要满足《石油化工企业设计防火规范》的要求，具体情况见表1。

表1 主要建构筑物间距表［4，5］

2.2 白乳胶车间

在生产过程中采用控制系统，对生产过程的各种变量实施监视、控制，并在系统中设置安全、环保连锁，严格控制反应的温度、压力、物料的流量，防止因超温超压而引起爆炸、中毒等事故，以确保安全生产。设置氮气管线，在开车时置换空气，避免可燃可爆物料在爆炸极限范围操作。

<1)，且各件产品是否为不合格品相互独立．

有爆炸危险性的设备(如聚合釜)，在设备设计中设有安全爆破膜;对压力容器，选用高质量的材料和相应的安全附件;物料流速应控制在安全要求范围内，一般采用自流输送方法。加料管应插到贮罐、容器的底部，以防静电引起火灾。

安全疏散应满足《建规》第3.7.2条和表3.7.4的要求;如果设有辅助用房，则其安全疏散应满足《建规》第3.3.8条和第5.3.2条的要求。并根据《建规》第3.6.6条的要求在生产部位采用不发火花地面，严禁在装置区内设置地沟、电缆沟、管沟等，以防止可燃气体的积聚。同时，厂房泄压面积还应满足《建规》第3.6.3条的要求。

车间内散发醋酸乙烯、丙烯酸、聚乙烯醇等气体，故设置全面兼事故通风系统，且防爆边墙送风机均应与可燃气体报警连锁，事故发生时，排风机全部开启。

2.3 罐区

罐区设置防火堤，避免有害物质大量泄漏后扩散而引起事故。罐区内同时设置了隔堤，将罐区内甲类液体储罐与丙类液体储罐分隔开。装置区内的中间储罐均设置了围堰，防止事故状态下罐内液体扩散。储罐采用较好的机械密封型，输送选用耐腐蚀的设备和管道，以减少物料外漏引起火灾、爆炸、中毒事故。

2.4 生产区控制与联动

各主要生产装置区均设有火灾自动报警系统，在罐区及重要通道口安装若干个手动报警按钮，在配电室等重要建筑室内安装火灾探测器，火灾报警控制器设在控制室。当发生火灾时，由火灾探测器或手动报警按钮迅速将火警信号报至火灾报警控制器，以便迅速采取措施，及时组织扑救。同时，在可燃气体可能泄漏的场所，设置固定式可燃气体探测器，均引至控制室显示并在浓度超高时报警，以便采取必要的处理措施。

在爆炸危险环境内的电气设备均应按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定选择防爆型电气设备，凡在危险环境安装的电气设备应采用隔爆型或增安型。在安全区安装的电气设备则根据该区特点进行选择，并且设备、管道均做防静电处理。

同时，应根据生产、储存、运输的物料和操作条件，设置相适应的灭火器材，凡容易发生事故及危害生命安全的场所以及需提醒人员注意的地点均按标准设置各种安全标志。

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

［2］王学军，果永红，陈文海.白乳胶生产的火灾危险性及预防措施［J］.消防科学与技术，2000，(2).

［3］中华人民共和国公安部消防局.可燃气体、蒸气、粉尘火灾危险性参数手册［K］.哈尔滨:黑龙江科学技术出版社，1990.

［4］GB 50160－2008，石油化工企业设计防火规范［S］.

［5］GB 50016－2006，建筑设计防火规范［S］.