聚丙烯装置危害因素及防范措施

(一)开停工时危险因素分析及其防范措施

1.开工时危险因素分析及其防范措施

装置开车的准备要求有几方面:所有设备已吹扫并氮气置换完毕;火炬系统及公用工程设施循环水系统、蒸汽系统、氮气系统、仪表风系统和矿物油冲洗系统都处在完好待用状态;所有设备和仪表及附件都要处在备用工作状态。气相法聚丙烯装置正常开工步骤如下:

(1)液体丙烯引入丙烯进料单元待用,丙烯汽化器投入使用,气相丙烯压力稳定,气相丙烯待用;

(2)第一反应器中加人种子粉料,执行氮气置换,氢气系统引入至反应器前待用;

(3)催化剂、助催化剂、改性剂准备待用,所有催化剂、助催化剂、改性剂管线用矿物油冲洗;

(4)两个反应器顶部分离器引入丙烯,分离器液位正常,循环气压缩机、急冷液泵正常运行,反应器分离系统开始循环,向顶部分离器加入少量烷基铝,脱除系统中残留的有害组分;

(5)两反应器引入气体丙烯,反应器与分离系统进行压力平衡,两个反应器单元开始空载循环,开车加热器将反应器压力、温度升高至操作值;

(6)第一反应器开始依次加入烷基铝、改性剂和主催化剂,当开始有产率时,向第一反应器通人氢气;

(7)启动沉降器顶部压缩机,气锁系统空载循环检查,第一反应器料位上涨至料位设定值后,开始向由气锁器向第二反应器输送粉料;

(8)以最小流量启动尾气压缩机,建立袋滤器至尾气压缩机之间的循环;

(9)第二反应器料位达到设定值后,打开底部柱塞阀向气体膨胀袋滤器中送料,然后进入脱气仓;

(10)脱气仓开始通入脱活氮气和蒸汽,脱气仓运转2h后,启动粉料输送风机,开始由粉料输送系统向造粒单元输送粉料;

(11)挤压造粒单元开车,粒料输送系统开车,向包装料仓输送粒料。

在开车过程中,装置从常温、常压逐渐升高至操作值,公用工程、原料、催化剂逐步引入装置,各个环节紧紧相扣,装置的操作参数变化块,物料引入引出频繁,比较容易发生事故,开工过程中容易发生的危险因素及预防措施如表5—18所示。

2,停工时危险因素分析及其防范措施

装置停工涉及多项操作,需要时间长,处理问题多,因此在停车前要制定详细的停车计划,准备好停车期间所需的物资,联系好各有关部门,装置正常停车步骤如下:

(1)依次停止主催化剂、烷基铝和改型剂加料,催化剂管线进行矿物油冲洗,启动氧杀死系统中止第一反应器产率,切断两反应器丙烯、乙烯、氢气进料;

(2)将第一反应器粉料彻底输送至第二反应器后,隔离第一反应器,将第一反应器放空,反应器分离系统停止循环,第一反应器单元丙烯进行排放,第一反应器单元加装盲板;

(3)气锁器系统空载循环几个周期,彻底排空积存粉料后停止运行,停止沉降器顶部压缩机;

(4)第二反应器粉料彻底出空,隔离第二反应器,反应器分离系统停止循环,第一反应器单元丙烯进行排放,第二反应器单元加装盲板;

(5)将袋滤器中粉料彻底输送至脱气仓后,停止旋转加料阀,尾气压缩机;

(6)脱气仓停止向挤压造粒单元输送粉料,停止旋转加料阀和粉料输送风机;

(7)挤压造粒单元停车;

(8)两反应器单元彻底放空后,进行氮气置换,直至可燃气分析合格后,停止氮气置换,停止反应器搅拌。

装置停工过程是由正常操作状态逐步降温降压的过程,其操作复杂,涉及多项交叉操作,各项操作参数变化大,也是一个比较容易发生事故的过程,停工过程中容易发生的危险因素及预防措施如表5—19所示。

(二)正常生产中危险因素分析及其防范措施

装置正常生产时各个工艺参数是平稳的,在运行过程中,由于工艺控制、设备仪表电气、公用工程、操作人员等诸多因素的影响,正常生产中会有不少影响装置安全平稳运行的因素,下面就各单元的危险因素和防范要求简述如下。

1.催化剂进料单元

催化剂进料单元包括主催化剂、助催化剂和改性剂系统、矿物油系统和废催化剂的中和系统。催化剂体系分成两部分加入到第一反应器,一部分为主催化剂的矿物油浆液,另一部分为助催化剂和改性剂,每根管线都有丙烯冲洗管线,来保持催化剂良好的喷洒状态和减少喷嘴堵塞的可能性。矿物油系统用于泵和设备的冲洗,废催化剂中和系统用于主催化剂、助催化剂和改性剂的中和和处理以及设备和管线的冲洗。本单元常见故障及处理方法如表5—20所示。

2.第一聚合反应单元

催化剂体系加入第一反应器,原料在催化剂作用下生产聚丙烯粉料,第一反应器要维持一定的生产负荷、料位、温度、压力和聚合物性能。聚丙烯生产速率是靠催化剂进料速率控制的;料位是通过排料阀的顺控操作实现的;反应器的温度是靠循环的液相速率来控制的;反应器的压力是靠调节反应器顶部冷凝器冷却水流量来控制;聚合物性能是靠原料和催化剂配比来控制。上述控制一旦出现问题,正常生产难以维持,必须及时正确处理,才能稳定生产,否则将会引起减产、停工,严重是会产生恶性安全事故。本单元常见故障及处理方法如表5—21所示。

3.反应器粉料输送单元

粉料输送单元通过两套气锁系统的顺序控制把第一反应器的粉料输送到第二反应器,还能将两个反应器相互隔开,避免反应器物料混合;同时为装置区所有气相丙烯用户提供气相丙烯。本单元常见故障及处理方法如表5—22所示。

4.第二聚合反应单元

第二反应器单元的设计和操作与第一反应器系统相似,从反应器排出的丙烯、乙烯、氢气大部分冷凝以撤出反应热,冷凝液与加入的新鲜丙烯一起用泵加入反应器顶部。只是在生产抗冲共聚物时乙烯和丙烯的比例必须准确控制,以得到所需组成的共聚物产品。其常见故障与处理方法与第一反应器相同,除此之外,还有其他常见故障:本单元其他常见故障及处理方法如表5—23所示。

5.粉料干燥及脱活单元

第二反应器产生的粉料中的气体在袋滤器中与粉料分离,脱气仓中将粉料中的残余催化剂利用湿氮气水解脱除活性,同时带走挥发组分。并将脱活及干燥后的聚丙烯粉料输送到造粒单元。本单元其他常见故障及处理方法如表5—24所示。

6.挤压造粒单元

挤压造粒系统把脱活、脱挥发分处理的粉料加人助剂进行稳定,然后熔融、过滤和造粒。聚丙烯粉料和助剂在混炼机中充分混炼、熔融和均化,熔融聚丙烯经齿轮泵增压,熔融聚丙烯经过切粒机模板束状挤压后进人切粒室,经过干燥的颗粒送到振动筛进行筛分,大颗粒和小颗粒均被筛掉,合格的颗粒送到颗粒料斗送到掺合料仓。本单元单台设备和辅助系统多,因此容易发生故障。本单元其他常见故障及处理方法如表5—25所示。

7.公用工程系统

公用工程系统包括高压蒸汽、低压蒸汽、高压氮气、低压氮气、仪表风、工厂风、盐水、循环水、工艺水的引入,对所有单元的蒸汽冷凝液进行回收处理,对所有系统进行火炬气的收集与排放。本单元其他常见故障及处理方法如表5—26所示。

四、装置的安全设计

聚丙烯的生产过程是将易燃、易爆的丙烯、乙烯、氢气等原料在催化剂作用下聚合成聚丙烯粉料。这些烃类原料和氢气一旦发生泄漏而造成爆炸或火灾将是灾难性的事故,因而装置的设计和生产的安全性就显得极为重要。聚丙烯装置与其他石油化工装置一样在设计中要考虑物料及工艺过程的危险性分析、装置安全设计、安全控制系统、工艺联锁系统,并将装置的安全分析、设计与检查贯穿于工程项目的全过程,本装置的安全设计主要如下:

(一)工艺联锁系统

为了排除不安全或不正常的条件,如出现反应异常、工艺条件失控、工艺流体大量泄漏、公用工程故障等情况,装置中设置了工艺安全联锁系统,气相法聚丙烯装置在工艺设计中的主要联锁系统如下:

(1)废催化剂中和罐隔离

所有的主催化剂,助催化剂和改性剂管线上都有矿物油冲洗直接进入烷基铝密封罐,然后,将液体转移到中和罐用碱液进行中和,调节阀控制废液流量,当中和罐的温度达到80%时,联锁关闭废液进料阀。

(2)第一反应器隔离

位于反应器顶部的三个压力开关中的任意两个达到2.48MPa(表),反应器开始自动隔离、放空和氧气注入,第一反应器隔离被触发后,反应器所有进料出料都停止,主催化剂、助催化剂、改性剂泵、急冷液泵和循环气压缩机停止。

(3)反应器分离系统联锁

反应器顶部分离器的高液位开关被触发后,循环气压缩机联锁停车,防止分离器液位过高,循环气压缩机进入液体,直到高液位开关恢复后,才能重新启动循环气压缩机。

(4)三乙基铝系统隔离

当反应器的三个压力高位开关中任意两个指示低于0.5MPa(表)时,三乙基铝加料阀将关闭,烷基铝停止进料。

(5)气锁器系统的隔离

如果气锁器系统的阀门发生故障,或者气锁器压力、料位条件不满足时,气锁器就会产生隔离,根据隔离产生条件不同,气锁器隔离分为两种,第一种隔离后气锁器系统所有外部阀门关闭,第二种隔离所有阀门全部关闭。

(6)袋滤器联锁

如果袋滤器旋转加料阀停车超过75s,通往袋滤器的出料柱塞阀关闭,位于袋滤器顶部的两个压力开关任意一个达到0.22MPa(表),反应器向袋滤器的出料终止,如果袋滤器温引过低,将禁止取样阀打开,防止可燃气外泄。

(7)脱气仓隔离

为了防止脱气仓超压,当脱气仓压力指示达到0.08MPa(表),脱气仓隔离启动,脱气仓所有入口及出口物流与脱气仓隔离,袋滤器旋转加料阀和脱气仓旋转加料阀关闭。

(8)丙烯进料系统联锁

来自界区的液体丙烯在丙烯储罐中保持稳定液位,为了防止液位过高或者过低,在丙烯进料系统设有高液位联锁和低液位联锁,高液位联锁触发后将切断界区液体丙烯进料,低液位联锁触发后,丙烯加料泵停止向液体丙烯用户供应丙烯。

(二)氧杀死系统

氧杀死系统提供了一种降低产率的快捷方式,反应器产率迅速降低的方法就是利用氧杀死系统,氧气是使催化剂中毒的物质,能迅速降低聚合速度,足够的氧气可快速的终止反应。反应器停车也可以不用氧杀死系统。紧急情况下,利用氧杀死系统停车更有效,反应釜的设定料位是80%,反应釜内的空余空间只有不到5t,一旦发生紧急情况,如出料线堵塞,急冷液无量,就必须在几分钟内终止反应,否则五、六分钟内,将出现反应釜温度、料位飞涨,使反应釜结出大的块料而不得不停车清釜。

反应器处在备用状态时,加入氧气可快速中止反应避免过渡料生成。对生产均聚物和无规共聚物时来说,反应器的粉料仍为合格产品,反应器可重新开始操作而不会造成过渡产品的生成。在反应器正常停车期间,氧杀死系统可用来减慢聚合物产率并控制向火炬的放空量。否则,整个反应器的烃类组分都会被放空,造成丙烯大量浪费。在放空前用氧气抑制反应,可减少丙烯的浪费,使反应能快速重建。同时,在生产抗冲共聚物时,因为要控制共聚物中的橡胶含量,就要控制第二反应釜和第一反应釜的产率比,也需要我们在第二反应釜中加入一定量的氧气,以控制第二反应釜的产率。

由此可见,氧杀死和产率控制系统在20*104t/a装置上有着举足轻重的作用,装置的安全可靠性决定着整个装置的安全和平稳生产,氧杀死系统的简图如图5—6所示。

仪表风流量调节阀和氮气流量调节阀共同控制气体配制罐的氧气浓度,它们由氧含量分析仪来控制,气体配制罐中氧气含量设定5%,仪表风流量调节阀和氮气流量调节阀根据氧含量分析结果进行调节。压缩机将气体配制罐中的混合气加压至气体储罐储存,气体被压缩后进行冷却,当压力到达4.OMPa时,操作人员现场停压缩机,当压力低于3.OMPa时,操作人员现场开压缩机。每个反应器的4个循环气管线分别连接一根管线,管线上安装电磁阀,需要进行氧杀死时,通过触发控制台上的控制按钮可以打开电磁阀,氧气氮气混合气通过循环气喷嘴均匀加人到反应器中。

反应产率控制系统控制原理同氧杀死系统相似,氧气氮气混合气人口位循环气压缩机入口,只是其控制阀为流量控制阀,根据第二反应器的产率调节其流量。

(三)安全设施

(1)消防设施

在装置区的五个危险部位分别设置有一门高压水炮,延装置区分布二十二个消防栓,在容易发生火灾的烷基铝系统和改性剂系统安装有自动火焰报警器和自动干粉灭火器;装置去所有的单元分别设置了8kg的干粉灭火器和消防箱。

(2)可燃气体报警系统

为了及时发现可燃气体的泄漏,在有可能泄漏出可燃气体的设备和法兰处要设置可燃气体检测器。检测器的位号和报警信号或位置显示安装在控制室的控制盘或模拟盘上。

(3)ESD手动隔离系统

ESD连锁系统中的一部分重要的设有手动

按钮安置于辅助控制台上,例如两反应器的隔离、反应杀死剂注入按钮、气锁器系统的隔离、关键设备的停车按钮和重要联锁的启动和旁路按钮,一旦反应失去控制,不用等到联锁启动,可以立即手动启动联锁。

(4)备用电源系统。由于聚丙烯生产过程安全性、连续性要求很高,供电系统采用双电源供电以确保供电的可靠性。仪表供电备用蓄电池容量要保证电源故障时持续分钟供电,以使装置能够安全停车。

篇2:聚丙烯包装码垛库房火灾事故应急处置规程

步骤处置负责人发现异常现场发现明火燃烧,或者挤压造粒火灾报警监控画面发现现场火警,立刻报告当班班长、副班长内操、外操报警向公司消防队和急救站报警、:聚丙烯装置成品仓库发生火灾,火势较大、暂无人员伤亡,报警人:×××,电话×××。班长向当班调度及单元领导报告:聚丙烯装置成品仓库发生火灾,火势较大、暂无人员伤亡。班长应急程序启动组织现场无关人员立刻撤离到紧急集合点(重复数遍),通知所有外操人员带好相应工具到事故现场集合,听从副班长的指挥,准备抢险作业。副班长人员疏散组织现场与抢险无关的人员撤离。外操现场警戒1、根据火灾发展情况划定警戒范围。外操2、禁止所有无关人员进入事故现场。外操灭火处理1、如果火势较大,则将所有电气设备断电。外操2、在消防人员到来之前,副班长组织外操用干粉灭火器和低压消防水灭火,控制初期火势,防止火灾蔓延。副班长、外操接应救援1、确保消防通道的畅通,接应消防、气防、环境监测等车辆及外部应急增援。外操2、引导消防人员进入事故现场,对着火区域进行灭火,并对周围设备和产品进行隔离冷却。外操医疗保障若发生人员烧伤或中毒事故,由外操人员佩戴好空气呼吸器转移受伤人员至安全地点,并施行人工急救(专业人员未接替前决不放弃)。外操现场恢复1、火灾扑灭后,检查事故现场,消灭余火,消除隐患。副班长、外操2、确认设备损害情况,联系相关单位修复。副班长3、恢复正常生产。班长注意事项1、施工人员疏散时,应检查关闭现场火源,切断临时用电电源;

2、报警时,必须讲明事故地点、火势情况和人员伤亡情况;

3、人员灭火时注意站在上风向,防止灭火时发生烟气窒息中毒现象;

4、尽快扑灭初期火灾。

篇3:某某炼油厂聚丙烯生产消防安全措施

炼化聚丙烯工程采用意大利海蒙斯公司的S-PP技术,是我省目前技术装备最先进、自动化水平最高、火灾危险性最大的化工生产项目之一。

聚丙烯的生产过程是将丙烯、氢气等原料在高活性催化剂的作用下,在环管反应器中进行聚合反应。其生产过程中要使用大量易燃易爆气体及严重危害人体的化学危险品。如丙烯、氢气等主要原料为甲类火灾危险气体;FF-4S、GF-2A、固体粉末等主催化剂,腐蚀性强,遇空气和水分解出氯化氢气体,接触人体皮肤就会造成严重烧伤;助催化剂三乙基铝(TEAL)为无色液体,在空气中会自燃,遇水产生氢氧化铝和乙烷引起爆炸,接触人体会造成严重灼伤;抗氧剂一氧化碳系有毒气体;成品聚丙烯粉料为易燃粉尘。

为了确保具有高危险的聚丙烯生产安全,工程建设中除严格执行国家有关技术标准、规范外,还采用了如下有针对性的措施。

1生产工艺的安全措施

1.1整个装置按生产工艺安全要求,配置安全阀、热卸压阀、压力控阀,对主要设备和配置管进行限压保护,重要部位加设警报装置。

1.2在环管反应器部位设有放空装置,紧急情况下,烃类物质排至炼油总厂火炬系统进行焚烧。

1.3环管反应器内设有氮气自动灭火系统,反应器内一旦出现超温现象,进料系统闸阀可自动切断,并向器内喷出氮气灭火。

1.4在各加料斗用氮气将加入的物料与空气隔离,并在聚合反应中加入抗氧剂,降低含氧量,抑制爆炸。

1.5为防止聚丙烯粉料产生粉尘爆炸,本装置采用密闭的氮气系统输送聚丙烯粉料。

1.6防止高活性催化剂三乙基铝在反应管中泄漏引起火灾,连锁系统一旦超温会自动地切断闸阀,开启氮气灭火,还备有该系统停车检修时的油冲洗系统,冲洗后的残液自动加入添加剂以使催化剂失活。

1.7挤压造粒工段,为防止产生火花,按国际上通用的防护等级IP-55规定,所有电机均选用全封闭风冷式,防爆区的所有设备均有可靠防静电接地保护。

1.8自动化生产的中央控制室能对整个设备装置在主要生产工艺过程中的压力、温度、物料以及反常事故进行连锁控制,以满足生产工艺的安全要求。

2生产界区内的消防设施

本界区除了配置普通的室内、外消火栓及配置常规建筑灭火器以外,还配置了专用的消防设施。

2.1火灾报警探测系统a)聚合装置区易泄漏可燃气体部位设置美国MODE系列可燃气体检测器共43个探测点;b)烷基铝贮罐区设美国爱德华EST-2防爆式火焰探测器共16台;c)在化验室、化学品库、主控制室、挤压造粒间等不同场所设美国爱德华普通感烟、智能光电感烟、防爆型感温及控制联动模块共250个;d)主控制室控制线采用阻燃电线另外加设感温线性电缆PHSC190共1200m;e)成品仓库设4组红外线对射式感烟探测器。

2.2高压水炮系统在室外设备的聚合反应区,对火灾危险性极高的环管反应器,丙烯液料容器,原料配制等整个设备,设6门型号为SP40消防水压力0.8MPa,射程74m,流量46L/s的高压水炮,火灾时,每个点用三台水炮重复保护同时灭火,其用水量为494m3/h。

2.3自动水喷淋系统在整个聚合反应区的室外装置上设有14个防爆型复合感应火焰探测器,对要害部位进行探测,设三组雨淋阀,429只喷头分别进行对应探测、联动自动喷水保护。

2.4固定式干粉自动灭火系统烷基铝接触空气自燃,遇水爆炸。通常认为烷基铝火灾无法扑灭,该厂首次选用固定干粉灭火系统保护,每套系统的干粉装药量为150kg。设防爆型复合火焰探测器探测。火灾事故发生,探测器动作,启动干粉罐内的加压装置,随着钢瓶内的压力不断升高,密封膜被顶破,干粉经管路喷出,动作时间为10s。

2.5其它装置按常规设置室内消火栓,成品库、化验室等场所共设有室内消火栓35只,建筑灭火器221具,便携式可燃气体检测器2台,空气呼吸器TA94型4套,防毒面具6只及防火隔热服4套等。

3消防组织及灭火预案

3.1消防工作由炼化公司总厂的专业消防大队负责,大队编制消防人员122人,装备有:消防车13辆,其中2D*517G*FPM65黄河泡沫车4辆,×4PF型斯太尔泡沫车2辆,TCF12000型奔驰重型泡沫车1辆,F32MDT型博浪涛曲臂云梯车1辆,F20型东风干粉车2辆,三菱气防急车1辆,*25通讯指挥车1辆。

3.2聚丙烯车间设有义务消防组织,共有30名义务消防队员,并制定了《消防工作条例》、《消防设施管理制度》、《安全用火管理》等十三项消防安全制度。

3.3制定了各种可能发生火灾的灭火预案及装置区、烷基铝单元、制氧站单元、聚合精制单元等8项灭火战术,分别就灭火计划调动车辆、人员布局、配备灭火剂及注意事项等作了详细的计划并进行了预演。