safety in the manufacture of synthetic fiber 合成纤维生产一般经过3个步骤。第一步是将乙烯、丙烯、苯、二甲苯等基本有机原料,通过各种方法制成单体。第二步是将单体聚合或缩聚成高聚物。第三步是把高聚物熔融或制成纺丝原液,进而纺成纤维。
产量较大的合成纤有锦纶—6、涤纶、腈纶、维纶。
1.锦纶—6的生产 锦纶—6是由单体己内酰胺聚合纺丝而成,因此,又叫聚己内酰胺纤维。它的生产过程包括:己内酰胺的制造、聚合;纺丝及后加工。制造己内酰胺的方法有环己烷法、苯酚法、甲苯法等。
2.涤纶的生产 涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的商品名称。它的生产过程包括:对苯二甲酸的制造;对苯二甲酸的酯化;乙二醇的制造;对苯二甲酸乙二酯的缩聚;乙二醇的回收;纺丝及后处理。
制造对苯二甲酸的方法有:对二甲苯硝酸氧化法;对二甲苯分步空气氧化法;对二甲苯一步空气氧化法;甲苯氧化—歧化法和苯酐转换位法等。
3.腈纶的生产 腈纶是聚丙烯腈的商品名称。它的生产过程包括:单体丙烯腈的合成和精制;丙烯腈的聚合或共聚,纺丝及后处理;溶剂的回收。制造丙烯腈的方法有乙炔法和丙烯氨氧化法两种。
4.维纶的生产 维纶是聚乙烯醇缩醛纤维的商品名称。它的生产过程包括;醋酸乙烯的合成;醋酸乙烯的聚合;聚醋酸乙烯的醇解;甲醇和醋酸的回收;纺丝及后加工;热处理及缩醛化。合成醋酸乙烯的方法有乙炔法和乙烯法两种。
合成纤维生产过程的危险性,可从以下4个方面分析。
(1)从原料性质上看,原料、中间品和成品大都是易燃、可燃、易爆的物质。当设备系统置换不良,或上述易燃、易爆物质从不严密处泄漏;或因误操作形成负压使空气渗入,这些物质中的可燃气体或蒸气便与空气混合形成爆炸性气体。遇到生产中的高热、冲击或摩擦产生的火星和静电火花、加热或检修用的明火等都会发生燃烧或爆炸。
(2)从反应和操作条件上看(见表5—6),有的反应本身放热,有的在高温下作业,有的在压力下作业,有的高温、压力兼而有之,还有的(如丙烯氨氧化)在接近爆炸极限的条件下进行生产。如果仪表失灵,控温控压不当,加料错误,或因特殊情况发生停电停水使冷却和搅拌中断,都有可能导致爆炸或冲料起火。同时,高温能使设备系统的机械强度降低,容易产生裂隙,而高温物料由此冲出遇空气即会自燃。此外,超过自燃点的高温能使物料在设备系统内炭化、结焦,不仅会造成通路堵塞憋压爆炸,还会在出料节门时或捅堵除焦时遇空气自燃。
(3)从着火源上看,除了有电源和检修动火外,生产中力口热源较多,通常采用联苯、联苯醚等热载体加热或电感应加热。联苯的闪点113℃,联苯醚的闪点102℃,它们的闪点温度并不高,但在生产过程中,一般需加热至200℃以上,温度均已超过闪点很多,当接触明火时,即能燃烧。如果加热炉热油循环系统不良,炉管内结焦堵塞,或在电加热炉加热时,因密封不好,绝缘不良,受潮漏电,产生匝间短路等,均能引起生产异常,甚至会导致泄漏的可燃物料着火。
(4)从生产部位上看,锦纶生产中的加氧脱氧,氧化或光化,裂解,聚合或缩聚;涤纶生产中的氧化,酯化,酯交换,缩聚;腈纶生产中的合成,氧化,精制,聚合,这些部位,都有可燃、可爆介质,又有电源、热源,只要内外火险因素结合,相互作用,就会发生燃烧或爆炸。
表5—6 合成纤维生产的温度和压力情况
生产工序 | 热效应 | 操作温度,℃ | 操作压力,MPa | |
锦纶 | 苯加氯制环己烷 苯酚加氢制环己醇 环己烷氧化制环己酮 环己醇脱氢制环己酮 环己酮氧化制己内酯 己内酰胺的聚合 环己酮氧化制己二酸 己二腈加氢制己二胺 66盐的合成 66盐的缩聚 蓖麻油碱裂解 癸二酸氨化制癸二腈 癸二腈加氢制癸二胺 1010盐的合成 1010盐的缩聚 熔融纺丝 |
放 热
放 热 放 热 放 热
放 热
放 热
| 140 135~150 130~140 350~470 175~220 220~300 60~80 90 60 260~275 260~280 340 100 65~75 250 220~260 | 1.8~1.9 1.5~2.0 1.8~2.4
1.0~3.5 0.1~0.7
2.0
1.6~2.7
2.5
1.2
|
涤纶 | 对二甲苯硝酸氧化 对二甲苯分步空气氧化、酯化 对二甲苯一步空气氧化、酯化 萘氧化制苯酐 苯酐的转位 甲苯空气氧化 苯甲酸钾盐的歧化 对苯二甲酸的酯化 乙烯氧化制环氧乙烷 酯交换 缩聚反应 熔融纺丝 | 放 热 放 热 放 热 放 热
放 热
放 热 放 热
放 热
| 125~165 140~180 150~250 350~390 380~450 140 350~420 250~300 190~220 180~280 275~280 280~300 | 1.4~3.0
2.0~3.0
0.4~1.5 0.2 0.5~1.7
2.2
|
腈纶 | 乙炔与氢氰酸的合成 丙烯氨的氧化 丙烯腈的聚合 | 放 热 放 热 放 热 | 80~90 460~480 50~80 | 0.2~0.3 |
维纶 | 乙炔和醋酸的合成 乙烯和醋酸的氧化 醋酸乙烯的聚合 聚醋酸乙烯的醇解 聚乙烯醇的热处理 聚乙烯醇的缩醛化 | 放 热 放 热 放 热
| 170~230 160 60 50 220~270 60~70 |
0.5
|