聚氨酯泡沫活在危险性分析本科毕业论文

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1 引言

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聚氨脂泡沫填缝剂是一种新型的建筑安装材料，专用于建筑构件的缝隙处理。可替代水泥砂浆、岩棉、毛条及硅胶等传统填缝材料，实现使建筑构件缝隙更严密，具有保温、隔热、密封、延缓火势蔓延扩大的作用[1]。

聚氨酯泡沫填缝剂的原料中有丙烷、丁烷、二甲醚、异氰酸酯等火灾危险物质[2]，并且加之聚氨酯泡沫填缝剂生产工艺的特殊性，使聚氨酯泡沫填缝剂生产工艺中的各个环节存在不同程度的火灾危险性。另外国内外对聚氨酯泡沫填缝剂类产品制定的强制性标准中，仅在消防方面对成品的燃烧性能作了规定，而没有对生产工艺中可能存在的火灾隐患作专门的考虑，致使消防执法人员的消防监督工作受到了一定的影响，也对生产厂家造成了安全和质量隐患。多数生产厂家在灌装生产过程以及运输过程中都不同程度的发生过容器爆炸现象，有的厂家甚至因此引发了火灾，造成了重大人员伤亡和巨大财产损失。例如：

东北某厂在2004年5月由于产品振摇后未达到足够的冷却时间，造成堆垛爆炸并引起火灾，直接损失达十几万元。

2004年10月14日，天津市某食品加工厂厂房内，由于操作工使用高温卤钨灯烤燃聚胺脂泡沫填缝剂引发火灾，加之施工现场消防设施不完善，虽经消防队员奋力扑救，但最终仍导致1300万余元的直接、间接经济损失。

2 某聚氨酯泡沫填缝剂生产企业概况

2.1 企业概况

该公司生产规模、员工都比较小，具体情况如图1所示。

该厂址背面为农田和几户居民（距围墙角偏东5.0m，偏北25.0m），南面为园区路，西面为水处理厂，东面为电子厂。周边没有太大的火灾安全隐患，但如果发生火灾或者爆炸将会造成重大的人员伤亡和财产损失。

2.2 生产装置概况

2.2.1 企业总平面布置

该企业厂区总占地面积为：4344m2

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总建筑面积为：1100m2

表1 企业概况表

企业名称 企业性质 法人代表 注册资本 地址 产值 安全负责人 厂区总面积 经营范围

某有限公司 独资经营

300万美元 4344m2

生产、销售聚氨酯泡沫填缝剂

工商注册号 隶属关系 企业人数 注册日期 邮编 电话 职务 建筑面积

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50人

2002年5月6日 总经理 1100m2

建筑用地面积：1000m2 道路及场地用地面积：1344m2 绿化面积：2000m2 2.2.2 主要产品及生产能力

主要产品：聚氨酯泡沫填缝剂 生产能力：1000吨/年

2.3 企业的消防设施

该聚氨酯泡沫填缝剂生产企业的消防设施比较完善，有各种可燃气体检测设备以及灭火装置，当发生火灾时能及时的报警并扑灭火灾。有比较完整的火灾预警方案和应急处理方案。企业的消防及报警设施见表2。

3 聚氨酯泡沫填缝剂及其生产工艺

聚氨酯泡沫填缝剂的主要生产原料有：丙烷、丁烷、二甲醚、异氰酸酯、聚醚等危险物质，以聚氨酯预聚体、发射剂，发泡剂等在单只压力罐中储存。发泡剂的主要原料是丙烷、丁烷、二甲醚等，预聚体的主要原料是异氰酸酯。聚氨酯泡沫填缝剂在750ml马口铁罐中用气雾罐装机准确灌入组合聚醚260g、异氰酸酯350g、丙丁烷和二甲醚135g，发生化学反应，然后震荡约十分钟，最后放置一段时间得到成品[3]，其生产工艺过程如图1所示。

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准确配比原料灌装化学反应第 3 页 共 23 页

振摇冷却成品入库储存 图1 聚氨酯泡沫填缝剂生产工艺 4 评价单元划分

评价单元就是在危险、有害因素分析基础上，根据评价目标以及评价方法的需要，将系统分成有限、确定的范围进行评价的单元[4]。

表2 企业消防及报警设施

序号 1 2 3 4 5 6

设备名称

地上式消防栓（附水枪水带） 室内消防栓（附水枪水带）

手提式干粉灭火器 推车式干粉灭火器 集中火灾报警控制器 可燃气体探测器）

数量 3组 8只 16只 4只 1台 9个

备注 车间和仓库各

4只

车间6仓库3

评价单元的划分是对评价目标和评价方法服务的，为方便评价工作的进行，提高评价工作的准确性；评价单元一般根据生产工艺的装置、物料特点、特征与危险、有害因素的类别、分布等因素进行划分，也可以按评价的需要将一个评价单元划分为若干子评价单元或者更细致的单元。

根据评价方法的需要，对评价单元进行了如下的划分：

1）在预先危险性分析中，将聚氨酯泡沫填缝剂生产装置系统作为一个评价单元，评价其火灾发生条件、事故后果、危险等级等。

2）在危险度评价法中，将生产过程中的各物料作为评价单元，并根据物质、容量以及操作条件的不同进行火灾危险度评价，以确定其火灾危险度等级。

3）在故障类型和影响分析法中将消防设施作为评价单元，确定消防系统、子系统或原件在运行过程中，由于性能低劣而发生火灾，评价其危险性大小。

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险性及等级，并预测事故结果。

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4）对危险程度较高的单元，用道化学法做进一步的定量分析，评价其固有火灾危

5 聚氨酯泡沫填缝剂生产过程中危险有害因素分析

5.1 主要有害物质分析

5.1.1 异氰酸酯

异氰酸酯遇火易燃，能与氧化剂发生反应，与胺类、碱累、醇类和温水反应剧烈，甚至引起爆炸。其具有剧毒，加热或燃烧能产生剧毒物质氰化氢。其蒸气比空气重，能在地处扩散到相当远处。若遇高温，容器内压力增大，有开裂和爆炸的危险[5]。 5.1.2 丙丁烷

丙丁烷主要来自石油和天然气，所以又称石油气。液化的丙烷和丁烷是聚氨酯泡沫填缝剂的主要的原料，丙烷和丁烷的物理化学性质如表3。

表3 丙烷、丁烷的物理化学性质

名称 分子式 分子量 沸点（℃） 闪电（℃） 熔点（℃） 爆炸极限（%） 丙烷 丁烷 C3H8 C4H10 44 74 -42.1 -0.5 -104 -60 -187.7 -138.3 2.1~9.5 1.9~8.5 丙烷和丁烷易燃易爆，有很大的火灾危险性。在很低的温度较低的爆炸极限下就可以发生爆炸。其密度都比空气重所以能在较低的环境中扩散很远[6]。并且丁烷还具有窒息和麻醉的作用。人短暂接触l％丙烷，不引起症状；10％以下只引起轻度头晕；接触高浓度时意识丧失；极高浓度时可致窒息。根据表1给出的数据并参考《建筑防火设计规范》可知丙烷和丁烷属于甲类火灾危险品。

5.1.3 二甲醚

二甲醚是一种新型的燃料，具有轻微的醇香味，易燃。二甲醚物理性质与液化石油气相似，作为民用清洁燃料可替代燃油、液化石油气和城市煤气[7]。二甲醚的物理化学

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性质如表4。

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由表4可知二甲醚的爆炸极限小于10%，液化二甲醚的闪电小于28℃。根据《建筑防火设计规范》二甲醚属于甲类火灾危险品。二甲醚在生产、运输和使用中具有很大的火

表4 二甲醚的物理化学性质

分子式 分子量 熔点（℃） 沸点（℃） 气体燃烧热（MJ/㎏） 蒸发热（MJ/㎏） 自燃温度（℃） 空气混合物爆炸极限

闪点（℃）

CH3OCH3 46.7 -138.5 -21.5 32.1 405 260 3~7 -40

灾危险性。

5.1.4 聚醚多元醇和硅油

聚醚多元醇是环氧丙烷的重要衍生产品，是合成聚氨酯的主要原料之一。硅油一般是无色(或淡黄色)，无味、无毒、不易挥发的液体[8]。由于聚醚多无醇和硅油的闪点、燃点较高，因此，一般情况下火灾危险性较小。通过以上分析，依据《建筑设计防火规范》，聚氨酯泡沫填缝剂牛产场所火灾危险性分类级别为甲类，即存在很大的火灾危险性。

通过对主要危险、有害物质火灾危险性的分析，可以看出，聚氨酯泡沫填缝剂生产过程中存在着易燃易爆物质以及对人体有毒害的物质。其主要危险性是火灾、爆炸、中毒

5.2 工艺过程中危险性分析

5.2.1 火灾及爆炸

火灾是聚氨酯泡沫生产过程中最大的危险因素，聚醚多元醇、硅油丙烷、丁烷等生产原料都具有很大的火灾危险性。在遇到明火、静电火花、冲击摩擦、电气火花等火源的情况下，有可能发生火灾甚至引起爆炸。

另电气装置如果接地措施失效或电器设备线路绝缘皮损坏、线路短路以及没有按规

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