论文总字数：25615字

摘 要

聚乙烯醇是一种当前应用日益广泛的高聚物，其生产工艺中涉及到许多易燃易爆、易中毒物质，存在有很大的中毒、爆炸和火灾隐患。本文首先根据电石乙炔法制聚乙烯醇生产工艺过程工艺路线，对聚乙烯醇的生产进行全面分析，然后对第二阶段的精馏工艺进行分析，然后采用火灾、爆炸危险指数评价法进行评价，定量计算并筛选出生产工艺中需进行安全设计的工序，再仔细分析该工序的工艺流程，分析其中的危险介质的危险性，挑选出需要进行安全设计的装置，针对年产一万吨聚乙烯醇工厂，醋酸乙烯精馏工艺过程中的第三精馏塔进行安全出料装置设计，设计一种可有效防止离心泵空转的缓冲物料罐，最后再整合，结合安全装置设计提出相应的安全管理对策。

关键词：聚乙烯醇 危险性 醋酸乙烯 精馏工艺 安全装置设计 缓冲物料罐 安全对策

Production Hazard Analysis and safety design of key equipment for polyvinyl alcohol

Abstract

Polyvinyl alcohol is a kind of high polymer which has been used more and more widely. The production process of polyvinyl alcohol has many inflammable, explosive and toxic substances, which have great potential of poisoning, explosion and fire. In this paper, the production process of calcium carbide and acetylene polyvinyl alcohol is analyzed comprehensively, and then the second stage of rectification process is analyzed, then, the fire and explosion risk index method is used to evaluate the process, and the safety design procedure in the production process is calculated and screened out quantitatively, the safety design of the discharge device for the third rectifying tower in the rectification process of vinyl acetate in the polyvinyl alcohol plant with an annual production capacity of 10,000 tons was selected, a kind of buffer material tank which can effectively prevent idling of Centrifugal pump is designed. Finally, the safety management countermeasures are put forward combining with the design of safety device.

Key Words: Polyvinyl alcohol; Production hazard; Vinyl acetate; Rectification process; Safety device design; Buffer material tank; Safety countermeasures

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1概述 1

1.2选题背景 2

1.3国内外研究现状 2

1.4研究思路 4

1.5设计内容 4

第二章 危险性分析 6

2.1生产工艺危险性分析 6

2.2醋酸乙烯合成工序 6

2.3醋酸乙烯精馏工序 7

2.4醋酸乙烯聚合工序 7

2.5聚醋酸乙烯酯醇解工序 7

2.6回收工序 8

2.7其他 8

第三章 火灾、爆炸危险指数评价法 9

3.1评价计算程序 9

3.2评价和分析 9

3.2.1确定物质的物质系数 9

3.2.2确定工艺单元危险物质系数 10

第四章 精馏工艺分析 13

4.1精馏工序 13

4.2介质危险性分析 15

4.3关键装置的选取与说明 17

第五章 安全设计 18

5.1设计相关数据 18

5.2缓冲罐设计 19

5.3安全设施设计 25

第六章 缓冲罐安全管理 27

6.1缓冲罐使用安全 27

6.1.1罐区安全 27

6.1.2操作安全 27

6.2安全防护 28

6.3缓冲罐区检测与检查 28

6.4缓冲罐区自动控制系统 28

6.5缓冲罐区事故类型及对策 29

6.5.1超压事故 29

6.5.2泄漏事故 29

6.5.3自聚堵塞事故 30

6.6缓冲罐区应急管理 30

6.6.1应急救援基本程序 30

6.6.2应急救援基本要求 30

第七章 总结、不足与展望 32

7.1总结 32

7.2不足 32

7.3展望 32

参考文献 33

第一章 绪论

1.1概述

有一种别名为PVA，Poval的高分子化合物——聚乙烯醇，是近三十年来发展起来具有水溶性且无毒的高聚物。由于科学技术的快速发展和生产合成工艺的不断提高，因此聚乙烯醇的原料成本价格的不断下降，因而促进其用途更加广泛，反过来又使其自身的发展速度也相应变快。对于聚乙烯醇这种介于橡胶和塑料之间的性能特点物质来说，同时也可以按作用可分类为是否为纤维两大用途进行使用。聚乙烯醇在使其用中具有良好的耐磨性，耐油性，粘结力，当然，亦可应用作为生物医疗物质和化学药品等，此外，聚乙烯醇经加工还可以用于制造一些基础材料等，可见聚乙烯醇会在国家发展、人民生产生活中起到重要的作用。

聚乙烯醇亦是一种无色塑胶，不溶于甲醇、汽油、煤油、植物油等物质。其自身的物理性质等特点都与其聚乙烯醇自身的水解程度有关。另外，当聚乙烯醇处在干燥无塑性状态下时，可以溶于热水，且聚乙烯醇具有白色片状、絮状或粉末状等固体状态，无味、无污染。

图1-1 颗粒状聚乙烯醇

1.2选题背景

当前，世界上主要有三种制备聚乙烯醇的方法途径，在日本、美国等外国聚乙烯醇的生产厂商大多采用石油乙烯路线法制备聚乙烯醇，这种方法十分依赖石油的供应；而欧洲的一些国家则利用更为清洁的天然气，采用天然气乙炔路线制备聚乙烯醇进行制备，而我国却大多采用电石乙炔路线法进行制备^[1]。这三种制备方法各有优缺点，分析我国的方法，聚乙烯醇的生产方法比较简单实用，先采用电石制出乙炔，进行清洁后，再接着进行制备聚乙烯醇，与国外其他两种方法相比，电石乙炔路线法相对具有其自身许多优点，且当前符合我国的资源利用情况。

今年全球局势复杂，国际原油价格触底，看似油品有大便宜可占，但石油运输成本却居高不下，并没有下降，长期内将呈现不确定的趋势，可预见到在一定时期内电石乙炔路线法制备聚乙烯醇在国内仍将会保持一定的优势。此外，随着聚乙烯醇的大量的生产和使用，市场需求巨大且供应压力较大，所以，相应的安全法律法规的制定和安全技术的应用也必不可少，从而来保证聚乙烯醇行业发展稳步、安全生产。

1.3国内外研究现状

Fu Pengbo等^[2]认为从PVA中分离出粒径小于120um的颗粒是实现节能和清洁生产的关键，提高PVA的分级效果，可以发展气流加速分级法。采用自行设计的高速摄像系统，可以直接测量了不同粒径PVA颗粒在分级机中的运动；采用激光散射法、标准筛法和扫描电镜（SEM）对一级和二级气流加速分级效率进行了系统分析。通过13天的连续实验，Fu Pengbo等还得到了纤维粒子在PVA中的比例。工业上用气流加速分级机代替摇筛，可使制粉系统能耗降低50%。

请支付后下载全文，论文总字数：25615字