(2)应急处理方法
①发生泄漏时,隔离泄漏污染区,周围设警告标志,切断火源;应急处理人员戴好防毒面具和手套,用洁净的铲子收集于干燥洁净有盖的容器中,运至废物处理场所,或在专用废弃场所深层掩埋;如大量泄漏,收集回收或无害处理后废弃。
②发生人员污染后,若皮肤接触的,应脱去受污染的衣着,用肥皂水及清水彻底冲洗;若眼睛接触的,要立即翻开上下眼睑,用流动清水冲洗,就医;若有吸人现象,应迅速脱离现场至空气新鲜处,必要时就医;若为食人者,误服人需立即漱口,饮足量温水,催吐,就医。
(五)原料及产品性质
1.原料
聚丙烯腈纤维装置使用的原料为上游生产装置即聚合装置生产的聚丙烯腈聚合原液,即聚丙烯腈树脂。化学结构式为:
聚丙烯腈聚合原液简称为聚丙烯腈原液,是丙烯腈单体进行三种聚合方法(即本体聚合、乳液聚合和溶液聚合)中的溶液聚合而制得的。实际生产大多采用溶液聚合。
用本体聚合制得的纯聚丙烯腈为白色粉末状物质,其密度为1.14-1.15g/cm3,加热至220~230℃时软化并同时发生分解。
聚丙烯腈的耐光性非常优良。这是因为聚丙烯腈大分子上含有氰基(一CN);在氰基中碳和氮原子间以三价键连接(一个口键,两个丌键),此结构可吸收能量较多的(紫外光)光子,并能转化热能,从而保护了主链,使其不易发生降解。
聚丙烯腈化学稳定性较聚氯化烯低得多,在酸或碱的作用下,能发生一系列化学反应。聚丙烯腈可溶解于浓硫酸中;在很宽的温度范围内,对各种醇类、有机酸(甲酸除外)、碳氢化合物、油、酮、酯及其他有机物质的作用都较稳定。
聚丙烯腈在空气或氧的存在下长时间受热时,会使聚合物颜色变暗;先是转为黄色,最后变成褐色,与此同时,聚合物就失去其溶解性能。如将聚丙烯加热至250—300℃,就发生热裂解,主要是分解出氰化氢及氨。
聚丙烯腈的性质及其加工性能在很大程度上取决于聚合物的相对分子质量和分布性,而这又与所选用的引发剂的性质有关系。当相对分子质量低于10000时,往往就不可能形成纤维;相对分子质量的多分散性越大,或低分子组分含量越多,则制成的纤维性能越差。
2.产品以湿法成形为例,聚丙烯腈纤维产品有以下几个性质:
一般湿纺腈纶产品的密度为1.16—1.18g/cm3,而具有中等取向度,并经良好热处理的湿纺腈纶密度为1.2—1.24g/cm3。
腈纶的吸湿性在合成纤维中属于中等,在标准状态下回潮率为1.0%—2.5%。均聚的聚丙烯腈纤维很难染色。为改善其染色性,常用一定数量带有亲染料基团的第三单体与丙烯腈共聚,以提高聚合物对染料的结合力,使纤维较易染色。
关于腈纶纤维的耐热性,当腈纶在150℃左右进行热处理时,纤维的机械性质变化不大,随着第二、第三单体量的增加,纤维的耐热性能有所下降。当采用硫氰酸钠一步法生产工艺时,硫氰酸钠的纯度对纤维的耐热性将有较大的影响。
聚丙烯腈及纤维产品的火灾危险性属乙类。
二、重点部位及设备
(一)重点部位
用硫氰酸钠一步法湿式成形的聚丙烯腈纤维的重点部位主要有3个,即原液制备和硫氰酸溶剂回收及化纤仓库。现分述于下:
1.原液制备
在用硫氰酸钠一步法湿式成形的聚丙烯腈纤维生产中,聚合物原液的制备是一个很重要的工艺过程和重点部位。主要有以下表现:
(1)原液制备中要充分地脱除单体,防止单体继续缓慢地聚合,并防止原液在纺丝机喷丝孔流出时单体气化逸出,恶化工作环境和劳动条件,严重影响纤维的品质。
(2)原液制备时,为了使水相沉淀聚合后所得的细小固体颗粒聚丙烯腈树脂溶化,必须将其溶解在诸如硫氰酸钠等大量有机或无机溶剂中,并要有混合、脱泡、过滤等一系列工序。
(3)为了增加聚丙烯腈纤维产品的耐光性、耐热性和色泽性,原液制备时还需加入消光剂、荧光增白剂等添加剂,存在有劳动保护和职业卫生问题。
据此,原液的制备既涉及到聚丙烯腈纤维生产的质量,又牵涉到劳动安全卫生的预防措施,故这是一个生产上的重点部位。
2.硫氰酸钠溶剂回收
由于聚丙烯腈纺丝的需要,原液的黏度是靠诸如硫氰酸钠等有机或无机溶剂的溶化聚丙烯腈固体颗粒后的溶解度来调节的,其溶剂量较大,从节约生产成本和环境保护角度考虑,设立了硫氰酸钠溶剂回收系统。虽然它不是聚丙烯腈纤维生产的主要工艺流程,而仅仅是一个辅助生产系统,但由于硫氰酸钠等溶剂有一定的毒性及腐蚀性,加上硫氰酸钠回收的萃取单元属于甲类火灾危险性单元,因此硫氰酸钠溶剂回收同样应被列为重点部位。
通常的硫氰酸钠溶剂回收系统包括有前处理、蒸发(如五效蒸发装置)、后处理及净化等工序。其简易流程为从纺丝凝固浴循环槽来的稀硫氰酸钠,经过活性炭进行前处理,去除低分子物和铁离子等杂质后进入五效蒸发装置浓缩至50%左右。再经叶片式过滤器清除硫酸:钠等杂质,然后调节浓度和pH值,送人浓硫氰酸钠储槽,重新用于原液制备。
3.化纤仓库
由于聚丙烯腈及纤维产品比聚酯和聚酰胺6及其纤维产品的火灾危险性要高,属乙类,化纤仓库也是一个重点部位。因此,其仓库储存的安全防火性有严格,的要求,仓库内的垛距、堆距、间距、通道、通风、采光等都要按照建筑设计防火规范予以布置和设计。
(二)重点设备
1.纺丝机
纺丝机是聚丙烯腈纤维成形的主要纺丝机械。聚丙烯腈原液经过计量和过滤后进入纺丝机中的喷丝头纺丝成形,所纺出的丝束被称为原液细流。在处理喷丝头故障时要注意人员的
防毒和防腐。
2.凝固浴槽
凝固浴槽是重要的湿法纺丝成形设备。在凝固浴槽中,从纺丝机喷丝头源源不断喷出的原液细流(即丝束)后,在硫氰酸钠水溶液浓度为8%-10%、温度为7-125℃的工艺条件下,不断通过移动冷却,凝固成初生纤维,其纤维的运行方向与凝固浴液的流动方向相同。因凝固浴液为硫氰酸钠水溶液,生产中有防毒抗腐的劳动安全卫生保护措施的要求。
3.卷曲机
卷曲机是接受凝固浴槽来的初生纤维经过预热、蒸汽拉伸、水洗、上油、烘干几道工序来的丝束,再经过第一、第二卷曲预热浴(水浴),进入卷曲轮后到卷曲机卷曲的,这里是腈纶纤维装置的一个事故多发点。卷曲机上游预热和蒸汽拉伸有防高温烫伤的事故;卷曲机本身是旋转机械,要防止人的手、头发、袖口被旋转件卷入的危险;在人工处理卷曲后的丝束进铺丝机人铺丝箱内时,操作人员要注意自身的防伤害事故;从铺丝箱定期送至定型锅中蒸汽定型时,又有一个防止高温蒸汽烫伤的人身安全问题。
4.切断机
切断机是对经丝束在定型锅蒸汽定型后,将其送人切断机内进行切断作业的工艺设备。在切断机开机升头,将丝头送入切断钩轮时,如果操作不当,易产生人身伤害事故。因此,切断机也是事故多发点之一的机械传动设备。
5.打包机
打包机是将聚丙烯腈纤维产品打包成型的专门机器。传动部分有液压和气压两种。液压传动速度慢,打包压力大,产量低,操作上相对较安全;气压传速快,打包压力稍小,产量高、安全风险较大。如果安全限位锁定装置失灵,或在操作、检修时违反安全操作、检修规程,极易发生挤压性的工伤事故。