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聚合反应安全技术

本次课讲解聚合反应安全技术，学习内容包括聚合反应的概念、

危险特点、典型工艺、重点监控工艺参数、安全控制基本要求、宜采

用的控制方法及其他安全措施。学习重点是危险特点、控制方法和安

全措施。

首先一起学习什么是聚合反应：

聚合是一种或几种小分子化合物变成大分子化合物（也称高分子

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化合物或聚合物，通常分子量为1×10—1×10）的反应，涉及聚合

反应的工艺过程为聚合工艺，不包括涉及涂料、粘合剂、油漆等产品

的常压条件聚合工艺。聚合工艺的种类很多，按聚合方法可分为本体

聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合等。

反应类型为放热反应。

重点监控单元为聚合反应釜、粉体聚合物料仓。

聚合反应釜

粉体聚合物料仓

聚合反应工艺危险特点究竟有哪些：

（1）聚合原料具有自聚和燃爆危险性；

（2）如果反应过程中热量不能及时移出，随物料温度上升，发

生裂解和暴聚，所产生的热量使裂解和暴聚过程进一步加剧，进而引

发反应器爆炸；

（3）部分聚合助剂危险性较大。

哪些典型工艺具有这些危险性呢？

（1）聚烯烃生产

聚乙烯生产；

聚丙烯生产；

聚苯乙烯生产等。

（2）聚氯乙烯生产

（3）合成纤维生产

涤纶生产；

锦纶生产；

维纶生产；

腈纶生产；

尼龙生产等。

（4）橡胶生产

丁苯橡胶生产；

顺丁橡胶生产；

丁腈橡胶生产等。

（5）乳液生产

醋酸乙烯乳液生产；

丙烯酸乳液生产等。

（6）氟化物聚合

四氟乙烯悬浮法、分散法生产聚四氟乙烯；

四氟乙烯（TFE）和偏氟乙烯(VDF)聚合生产氟橡胶和偏氟乙烯-

全氟丙烯共聚弹性体（俗称26型氟橡胶或氟橡胶-26）等。

哪些工艺参数需要重点监控呢？

聚合反应釜内温度、压力，聚合反应釜内搅拌速率；引发剂流量；

冷却水流量；料仓静电、可燃气体监控等。

安全控制基本要求有哪些呢？

反应釜温度和压力的报警和联锁；紧急冷却系统；紧急切断系统；

紧急加入反应终止剂系统；搅拌的稳定控制和联锁系统；料仓静电消

除、可燃气体置换系统，可燃和有毒气体检测报警装置；高压聚合反

应釜设有防爆墙和泄爆面等。

宜采用的控制方法可以采用以下几种：

将聚合反应釜内温度、压力与釜内搅拌电流、聚合单体流量、引

发剂加入量、聚合反应釜夹套冷却水进水阀形成联锁关系，在聚合反

应釜处设立紧急停车系统。当反应超温、搅拌失效或冷却失效时，能

及时加入聚合反应终止剂。安全泄放系统。

还需要注意的其他安全措施主要有：

①单体、溶剂、引发剂、催化剂等大多属易燃、易爆物质，在压

缩过程中或在高压系统中泄漏，发生火灾爆炸。

②聚合反应中加入的引发剂都是化学活泼性很强的过氧化物，一

旦配料比控制不当，容易引起暴聚，反应器超压易引起爆炸。

③如搅拌发生故障、停电、停水，由于反应釜内聚合物黏壁作用，

使反应热不能导出，造成局部过热或反应釜飞温，发生爆炸。

※高压下乙烯聚合的安全技术

采用轻柴油裂解制取高纯度乙烯装置，产品从氢气、甲烷、乙烯

到裂解汽油、渣油等，都是可燃性气体或液体，炉区的最高温度达

1000℃，而分离冷冻系统温度低到－169℃。反应过程以有机过氧化

物作为催化剂，乙烯属高压液化气体，爆炸范围较宽，操作又是在高

温、超高压下进行，而超高压节流减压又会引起温度升高。

※氯乙烯聚合的安全技术

氯乙烯聚合是属于连锁聚合反应，连锁反应的过程可分为三个阶

段，即链的开始、链的增长、链的终止。

氯乙烯聚合所用的原料除氯乙烯单体外，还有分散剂、引发剂。

※丁二烯聚