低压聚乙烯装置危害因素及防范措施
(一)装置危害因素及防范措施
装置主要生产区属爆炸危险生产场所。主要工艺为易燃易爆的己烷、氢气、乙烯、丙烯、1—丁烯等化学品、遇空气能自燃的三乙基铝催化剂、强腐蚀性的烧碱。其安全措施主要为:
1.主要设备均为露天布置,因工艺需要放在室内的连续运转设备均设有正压通风,防止可燃气体积累。
2.各专业的设计、施工、验收均应符合石油化工有关防火防爆的设计规范、标准。装置中设有高压水消防系统和泡沫消防系统、聚合釜上设有低压水喷淋系统。
在主要生产区及1—丁烯中间罐区设置可燃气体报警器。装置中设置火灾报警系统。工艺配管及设备考虑静电接地。
3.自控、电气设计中考虑了比较完善的联锁系统,一旦冷却水系统或供电系统发生故障、或者己烷分离系统压力异常升高、或者发生地震、火灾等意外事故时,可以通过联锁系统自动停车或按钮停车。
4.可能接触烧碱的区域设置洗眼器及淋浴器。
粉料输送、造粒及包装区主要有易燃烧爆炸的HDPE粉尘及稳定剂粉尘,静电会导致它们燃烧或爆炸,其安全措施如下:
(1)粉料和粒料输送管道设置静电接地及法兰间的静电跨接。
(2)粉料输送在氮气保护下运行。
(3)自控上确保粉料风送系统的压力高于干燥工段粉料干燥器压力,防止可燃气体泄漏造粒工段。
(4)粉料稳定剂配制中设有排尘风罩、粉尘排风系统设有高效袋式除尘(静电接地),包装厂房在装袋处设有防尘罩。
采取了一系列安全措施之后,只要严格执行操作规程,可以避免爆炸等恶性事故发生。到目前为止,世界上同等装置均未发生过恶性事故。
(二)正常生产中危险因素分析及其防范措施
1.正常操作中,聚合反应压力,温度异常
原因:(1)催化剂进料量过大;(2)催化剂罐搅拌器自停;(3)调节阀或仪表失灵;(4)聚合釜工艺条件波动。
处理:(1)降低乙烯和催化剂进料;(2)若催化剂稀释罐搅拌自停,应立即停乙烯,并降低催化剂的进料量,增大冷却水和循环风量,稳定后将催化剂调到给定值;(3)进行手动控制维持正常温度,并通知仪表进行处理;(4)检查己烷进料及循环气量,同时注意温度变化情况,视情况加己烷进料量。
2.离心机固定端机械密封的密封油内漏
原因:机械密封损坏。
措施:提高密封冲洗己烷,严重时需要停车换机械密封。
3.离心机润滑油压力波动大
原因:出口过滤器堵及油泵机械故障。
措施:切到备用泵,清理过滤器,或更换油泵。
4.混炼机故障
原因:(1)树脂混炼程度不佳;(2)齿轮泵转速低;(3)有异物进入混炼机;(4)进料波动大。
处理:(1)调整树脂的混炼程度;(2)调整齿轮泵转速;(3)迅速将换向阀由“通入侧”切55"排料侧”,停进料,停齿轮泵;(4)检查计量系统以及粉料的湿含量。
5.混炼造粒机组故障
原因:(1)启动齿轮泵后,PCW水通人过早;(2)混炼机与齿轮泵操作波动大;(3)由于控制不当,颗粒冷却水温度下降;(4)高压蒸汽压力下降。
处理:(1)选择适当的通水时间;(2)尽可能使混炼机与齿轮泵操作平衡;(3)调整简体冷却水温到合适温度60—70℃;(4)提高模板加热高压蒸汽的压力。
6.造粒电气设备故障
原因:(1)电源故障;(2)由于雷电、主电源切换造成的电压瞬时下降所致。
处理:(1)退刀,排净水室中的水;(2)对混炼机1段、2段、水端密封部位加热并保持Z—425—2、3段一直处于加热状态;(3)将装置内所有电机开关锁在“关”的位置。
7.塔釜底低聚物浓度高
原因:(1)进料物性的变化使塔釜液黏度升高,而消弱换扇器的传热能力;(2)离心机分离效果不好,使塔进料中有过量高分子聚合物;(3)塔底采出泵故障使流量上不去;(4)蒸汽冷凝液脉冲排出,换热器的热效率低。
处理:(1)停止进料,用新鲜己烷补充至塔底采出泵的人口管线上;(2)启动循环泵;(3)提高塔采出量的给定值;(4)适当降低蒸汽量的给定值。
(三)装置联锁系统及其作用’
1.主要控制联锁(以A线为例)
(1)目的
①防止聚合失控;②防止因聚合釜内浆料沉淀而局部聚合后造成淤浆料熔融;’③防止聚合釜内压力与温度异常升高;④防止在母液泵停车时第一聚合釜与第二聚合釜间的母液管线起到平衡管的作用;⑤防止第一闪蒸罐和第二闪蒸罐液位异常升高;⑥防止因气体从第一稀释罐和第二稀释罐突然流出,造成第一闪蒸罐和第二闪蒸罐液内压力升高;⑦防止在第一浆液泵停车时物料从第二聚合釜向第一闪蒸罐返流;⑧保护闪蒸汽压缩机。
(2)联锁系统的功能
1)为达到上述目的①,有下列信号:
①停车信号;紧急工艺事故停车和冷却水故障检测;②第一聚合釜循环风量超低信
号;③第二聚合釜循环风量超低信号。
2)为达到上述目的②,采用下列信号:
①第一聚合釜搅拌器停车信号;②第二聚合釜搅拌器停车信号。
3)为达到目的③,采用下列信号:
①第一聚合釜压力高信号;②第二聚合釜温度高信号。
4)为达到上述目的④,有下列停车信号:母液泵停车信号。
5)为达到目的⑤有下列信号:①第一闪蒸罐液位高信号;②第二闪蒸罐液位高信号。
6)为达到目的⑥有下列信号;①第一闪蒸罐压力高信号;②第二闪蒸罐压力高信号。
7)为达到目的⑦有下列信号:浆液泵停车信号。
8)为达到目的⑧有下列信号:①停车信号;②压缩机吸人罐液位高信号;③压缩机吸人罐压力高信号;④压缩机油压低信号;⑤压缩机出口温度高信号。
2。电源故障
(1)全部停电。一旦发生全部停电,应在30min内完成下列动作:
①关每个罐的底阀、每台泵的进出口阀,再关冲洗管线的总阀;
②关进料控制阀的切断阀、所有蒸汽控制阀的切断阀,低聚物系统保温以免凝结;
③把所有控制阀从“自动”切换到“手动”位置,并将它们关死;
④将所有的电机开关锁在“关”位。
注意:注意罐和塔的压力,根据需要用氮气增压或泄压。
(2)瞬时停电。在瞬时停电恢复供电时,一部分电机将自动启动,另一部分电机需按优先次序再启动,以防供电系统产生大的压降。
①现象:低聚物结片所有电机停,回收单元的所有电机停。
②联锁动作:同冷却水故障。
③操作人员动作:联锁作用于这些阀后,即拨到“手动”并将控制阀完全关死。按下联锁复位按钮,使联锁动作的控制处于正常操作状态,然后切换到“自动”位置。把HC—731从“TK—702”(精己烷罐)切换到“TK—703”(补充己烷罐)位置,按①中的次序启动需要再启动的电机,当T—704(己烷脱水塔)出口己烷含水合格后,将HC—731拨到"TK—702位置,低聚物结片按正常程序开车。
3.蒸汽故障
应判断是哪种蒸汽故障,故障是暂时的、还是长期的。若不能在短期内排除,立即按正常停车步骤停车;若短期故障,系统可载液停车。
4.仪表风故障
仪表风故障时,储罐中的仪表风可维持30min仪表操作,因此一旦仪表风故障不能在30min内排除,必须按蒸馏停车按钮进行联锁停车。将控制阀调节器由“自动”切换成“手动”,将阀关死。关闭现场各进料阀和蒸汽的切断阀。
(四)装置易发生事故及其处理
1.冷却水故障
原因:装置循环水出现故障,仪表进行检测,并由“多数回路原理”发出冷却水故障信号。
处理:(1)立即将所有调节回路手动关闭,将催化剂泵冲程回零,将现场操作开关打到“关”位;(2)关闭现场各进料和蒸汽的切断阀;(3)密切注意聚合釜内温度和压力的变化,如果温度上升有超+5℃的危险,可打开聚合釜泄压阀,蒸发釜内一部分己烷,防止反应器温度超高,但反应器内压力最低不得低于0.15MPa,放空也必须适当,温度不超过+5℃刚可,否则会因聚合釜内淤浆浓度超高而导致严重后果;(4)将聚合釜夹套通人工艺水并投用水喷淋系统;(5)注意风机电流防止因循环气中己烷在冷凝器中不冷凝和冷却造成冷凝己冷进入风机,或因循环气温度过高,造成风机电流过高;(6)通过临时胶管,用消防水代替冷却水对密封油进行冷却,一定要保证风机和聚合搅拌的运转;(7)注意密封油压力和温度变化,若采取消防水冷却后温度仍上升至60℃,密封油罐和换热器上喷淋消防水;(8)检查聚合釜搅拌齿轮减速器润滑油油温,若超过60℃应立即用工艺水或消防水对其油冷却器,冷箱进行冷却;(9)将压缩机电源开关就地打至“关”位,压缩机吸人罐压力超高通过调节阀去火炬的旁通进行放空。
2.电源故障
原因:低压电气故障导致电力供给中断,电气设备停止运转。
处理:(1).电源故障联锁动作后,将所有控制阀从“自动”切到“手动”,并将调节阀关死;(2)现场手动将各电机操作柱上操作开关打至“关”位;(3)关闭催化剂泵,冷凝己烷输送泵,淤浆输送泵进出口阀;(4)关闭每个罐的罐底阀;(5)关闭聚合釜原料进料切断阀;
(6)关闭乙烯预热器、丙烯蒸发器蒸汽控制阀的切断阀;(7)注意各罐压力,根据需要用氮气升压或手动泄压;(8)如果全厂停电,则冷却水也可能停,这时反应釜温度上升,如果温度有超过+5℃的危险,则现场放空,蒸发一部分己烷降温。此操作一定要适当只要不超过十5℃即可。
3.混炼造粒机组故障
原因:(1)启动齿轮泵后,筒体冷却水通人过早;(2)混炼机与齿轮泵操作波动大;(3)由于控制不当,颗粒冷却水温度下降;(4)高压蒸汽压力下降。
处理:(1)选择适当的通水时间;(2)尽可能使混炼机与齿轮泵操作平衡;(3)调整筒体冷却水水温到合适温度60~70℃;(4)提高模板加热高压蒸汽的压力。
4.造粒电气设备故障
原因:(1)电源故障;(2)由于雷电、主电源切换造成的电压瞬时下降所致。
处理:(1)退刀,排净水室中的水;(2)对混炼机1段、2段、水端密封部位加热并保持混炼机2、3段一直处于加热状态;(3)将装置内所有电机开关锁在“关”的位置。
篇2:低压聚乙烯安全生产要点
1工艺简述
目前世界上有二十多种工艺路线生产低压高密度聚乙烯(HDPE),国内也有多种生产工艺路线,主要有沸腾床气相法和淤浆法。采用淤浆法低压高密度聚乙烯生产工艺,由催化剂配制、聚合、分离干燥、造粒、包装、溶剂回收和已烷切割等工序组成。
简要工艺过程是以高纯度乙烯为主原料,丙烯或丁烯-1为共聚单体和氢气混合,以已烷或90号溶剂油为溶剂,使用高活性的钛基催化剂(PZ)和三乙基铝活化剂(AT),分别用溶剂已烷稀释到规定浓度后由泵打入聚釜,在约85℃温度及0.3~0.6MPa低压条件下进行淤浆聚合,聚合后的淤浆用离心机分离成滤饼和溶剂。滤饼在转筒干燥器内用蒸气干燥,再用氮气输送至粉末贮仓。粉末和稳定剂经计量后进入混炼机、造粒机造粒,粒料用空气送入料仓,得到各种不同牌号的高密度聚乙烯颗粒产品。
生产中所用物料丙烯、乙烯、氢气、已烷和三乙基铝催化剂等,均为易燃易爆有毒危险品。
2重点部位
2.1聚合釜是聚乙烯生产的关键设备,每条生产线有两台聚合釜。工艺物料乙烯、丙烯与空气混合爆炸极限较宽,溶剂已烷又是低燃点物料,一旦泄漏极易发生事故。
2.2溶剂回收是除去母液中的水分和少量的共聚单体,进行溶剂回收的单元。回收的溶剂已烷是一种低燃点的可燃液体,且有毒,操作中必须认真对待。因本工序设备容器较多,操作一旦出现失误,容易造成跑料而发生危险。
2.3催化剂配制对聚合釜反应至关重要,必须严格按规定要求在稀释槽用已烷稀释到规定浓度(钛基催化剂浓底为5mg分子钛/IPZ浆液,三乙基铝催化剂浓度为100mg分子铝/IAT溶液)然后由催化剂加料泵计量打入聚合釜。三乙基铝见空气即着火,遇水激烈燃烧而发生爆炸;钛基催化剂遇水则分解,易灼伤皮肤;溶剂已烷又是低燃点的可燃性物质。因此,稍有泄漏或控制失当,就会发生着火、爆炸。
3安全要点
3.1聚合釜聚合釜不得超温、超压运行,当聚合釜温度超过85℃、压力超过0.6MPa时,就可能发生聚合物溶融粘壁的“溶炉”和“爆聚”事故。
清理聚合釜时,塑料粉末下泄撞击,会造成静电荷积累自燃,为防止静电危害,应对清理物料作喷水处理。
若沉积物堵塞时,不得用铁棒锤击堵料,必须使用铜质工具或涂有黄油的工具。不得带压处理物料。
3.2已烷回收塔不能超温、超压。当塔内压力超过0.4MPa、温度超过105℃时,就有可能发生燃烧、爆炸或中毒事故。
3.3催化剂配制三乙基铝催化剂配料槽,关键是密闭防泄漏。要经常检查法兰、管线有无泄漏。系统必须有氮气置换、保护,氧含量不得超过0.2%,系统露点小于或等于-50℃,系统压力要维持在0.02MPa,严防泄压或负压。向接受槽装钛基催化剂时,严防不纯物质如氧、硫化物等进入系统。
3.4其它部位
3.4.1一定要把低聚物切片中的已烷蒸干,低聚物已烷含量不得超过0.2%,防止已烷带到包装工序引起着火。抽风机不能停转,以防可燃气体浓度超标而引起着火。
3.4.2已烷高压换热器不得泄漏,蒸汽压力不得超过4.0MPa,内部压力不得超过3.0MPa,否则容易引起火灾。
3.4.3已烷贮罐区不得超储或负压,液位不应超过贮罐容积的80%。
3.4.4在处理钛基催化剂时,必须穿戴橡胶手套和面罩,以防灼伤。
3.4.5在操作挤压机时,要使用专用的安全工具。
3.4.6为防止静电危害,在生产过程中的压料、泄料或取样时,必须注意流速不能过快。
3.4.7专用消防设施如聚合釜、稀释罐上的水幕要可靠好用。装置中的事故越限报警信号和安全联锁系统报警、联锁装置要定期调试和维护保养。
3.4.8聚乙烯粉末系爆炸性粉尘,易产生静电,要注意输送系统必须在氮气保护下进行。