聚丙烯生產裝置的工藝安全性研究

安康

摘 要：聚丙烯生產裝置具有較為復雜的生產工藝，且生產時用到的各項添加物多有毒、易燃、易爆，若在生產過程中稍有疏忽，會發生嚴重的事故。因此，為了保證聚丙烯生產時避免發生危險事故，企業必須注重生產裝置的安全性，排查聚丙烯生產裝置安全隱患，實施相應的優化措施，降低安全事故發生的概率和危害程度，從而提高裝置的安全性。

關鍵詞：聚丙烯;生產裝置;工藝;安全性

0 前言

聚丙烯生產過程中所用到的原料、助催化劑、添加劑等多有毒、易燃、易爆，加上生產裝置的工藝較為復雜，如果在生產過程中發生疏忽，會發生生產事故[1]。近年來，隨著技術的不斷進步，聚丙烯的生產設備得到改良，生產工藝得到優化，但是裝置的生產規模也逐漸擴大。若是在生產過程中出現潛在不安全因素，事故所導致的損傷會更為嚴重。因此，為了避免聚丙烯生產過程出現危險事故，企業必須重視聚丙烯生產裝置的安全性，排查聚丙烯生產裝置安全隱患，并采取相應的措施，避免發生爆炸等惡性事件，從而確保從業人員安全和企業財產安全。

1 影響聚丙烯生產裝置安全性的主要因素

隨著我國經濟水平的不斷提高，石化行業快速發展，生產裝置規模不斷擴大，發生事故產生的后果越來越大，也導致此行業事故頻發，從業人員、生產設備的安全問題也受到業內人士更大的關注。影響聚丙烯生產裝置安全性的主要因素有多種，主要有五個方面：

其一，超壓。壓力容器不合格、安全聯鎖誤動作等均會導致丙烯儲存失控，受熱體積變得膨脹，隨著溫度的升高，容器內的壓力會成比例上升，若是工作人員在生產過程中管理不當，易引起爆炸。其二，超溫。易發生爆聚的危險性聚合反應，其熱動力及放熱均不穩定，若是生產時的熱量不能及時地導出，會出現“爆聚”現象，反應會失去控制，引發爆炸事故。其三，泄露。丙烯是聚丙烯生產裝置的主要原料，丙烯本身是易燃易爆的化學物質，任何一個設備或管道的密封點失效都會導致丙烯泄露，發生火災甚至爆炸事故。比如，進料泵密封的油溫比標準油溫高，出現熱脹現象，可能會使得密封失去作用，發生泄露。其四，靜電危害。聚丙烯的電阻率高，是一種易產生靜電的非導體物質。聚丙烯粉體的表面較為干燥，其在輸送的過程中，靜電在其與外界的沖撞、摩擦中產生，加上其具有較好的絕緣性，難以消除靜電，當靜電累積到一定程度后，會放電，引發燃燒，若是燃燒嚴重，會使料倉發生爆炸[2]。靜電接地失效、管線內負壓、造粒機運行異常、氧含量超出安全標準、粉料輸送系統異常、計量器失準，都有可能導致靜電集聚積累，從而危害裝置的安全。其五，粉塵危害。聚丙烯粉塵是可燃的，當聚丙烯粉塵在空氣中懸浮達到一定濃度，接觸到電火花、明火等火源時，空氣中的粉塵顆粒快速燃燒，極易發生爆炸。

2 保證聚丙烯生產裝置的工藝安全性的措施

2.1 優化聚合反應器壓力控制聯鎖

常規的聯鎖方案為一選一，為了保障聚丙烯生產裝置的安全性，可將聯鎖方式改為三選二，即三選二控制模塊表決聯鎖。聚合反應器壓力控制聯鎖進行優化后，若是其中一臺單法蘭壓力變送器故障，不會出現聯鎖誤動作，這樣可以避免生產裝置出現非必要停車，能穩定、安全地運行聚丙烯的生產裝置[3]。當反應異常時有兩個或以上壓力聯鎖點動作，就會觸發聯鎖，終止反應，從而確保裝置的安全性。

2.2 控制聚合反應的溫度

在聚合反應中，要注意溫度的變化，對丙烯聚合反應的溫度進行控制主要有兩種方法，其一是利用水冷對溫度進行控制，其二是利用液相單體氣化進行控制。在聚丙烯聚合反應釜上設置可靠的冷卻系統，系統包括攪拌冷卻、盤管冷卻、夾套冷卻等組成，有兩路電源和多個水源。水從反應器夾套中流出，經過熱交換，然后打回夾套，如此循環，可以控制反應器的溫度。反應器溫度控制的方式為串級控制，介質溫度通過主回路進行控制，冷卻水的溫度則通過副回路控制，副回路還能對水的換熱量進行調節，由此可以控制反應器的溫度。利用液相單體氣化進行控制，工藝上多使用溶劑或單體氣化回流帶將反應熱帶出，經壓縮液化或冷凝后，再返回至反應釜中吸熱，若是發生溫度急劇上升等危急情況時，可以在其中加入終止劑，使催化劑的活性降低，避免發生爆炸等危險。另外可以考慮參考反應器系統的壓力控制聯鎖，增加反應器溫度控制聯鎖，確保在溫度異常時能及時停車，從而“棄生產保安全”，避免發生嚴重的安全事故。

2.3 加強裝置密封點泄露排查

例行日常泄露情況檢查，應該加強專業性的檢查，比如：VOCs泄露檢測。生產企業應該每年對聚丙烯生產裝置所有密封點進行兩次以上的VOCs泄露情況檢測。采用VOCs檢測設備，排查全裝置各密封點。根據泄漏量情況，對全裝置密封點進行分級管理。按照GB37822-2019標準：

泄漏量大于泄露認定濃度的密封點必須建立轉系那個臺賬，制定處理計劃，盡早消除安全隱患。泄漏量小于泄露認定濃度的密封點應該建立專項臺賬專項管理，防止泄露惡化。采用VOCs泄露檢測，可以有效管控聚丙烯裝置的泄露情況，從而有效減少泄露所造成的安全事故。

2.4 消除靜電

為了有效避免產生靜電，企業要對所有職工加大安全教育力度，充分認識到靜電對于聚丙烯生產裝置的危害性，每天交接班使要對靜電設施的性能進行仔細的檢查;在日常工作中嚴格按照安全技術操作規程開展各項工作，禁止超壓，對閃蒸罐及放料管線中聚丙烯材料的流動速度進行嚴格的控制，避免產生靜電;現場設置足夠的消除靜電裝置（靜電釋放器），管道靜電跨接和靜電接地必須符合國家和行業規范要求，并加強日常管理維護。丙烯等易燃易爆介質以及聚丙烯的輸送管線均要有良好的接地，閥門、法蘭之間的跨線聯系要嚴格符合安全要求，地上管網系統每間隔一段距離要與專設的接地體或接地干線相連接[4]。

2.5 采取措施抑塵

固體添加劑單元處于粉塵防爆區，因此，系統內的所有電氣原件及電氣涉筆均需采用粉塵防爆類型。聚丙烯生產裝置的溢塵點主要包括添加劑料斗、固體添加劑卸料站等，建議在溢塵點設置袋式過濾器，并增加改造管道將袋式過濾器分離下來的粉塵直接回收至添加劑料斗，實現封閉回收，從而避免粉塵擴散到現場環境，達到良好的抑塵效果。為了避免粉塵長時間聚集、懸浮在空氣中，出現粉塵云爆炸，需要在擠壓造粒樓每一層設置強制的通風設施，并加強強制通風系統的日常維護。使用氮氣做密封處理，將物料與空氣隔絕，如此可以使得密閉容器中的含氧量降低，避免粉塵爆炸。在固體添加劑卸料站設置粉塵監測設備，做好日常監控。最后，要日常檢查消防水系統，保證其性能良好，以便處理異常情況。

3 結語

總之，聚丙烯的生產裝置具有危險性，超壓、超溫、原料泄露、靜電、粉塵均是影響生產安全性的要素，為了加強生產安全，避免在生產過程中發生危險事故，要嚴格進行安全控制。為了提高聚丙烯在生產過程中的安全性，生產裝置應該采取優化聚合反應器壓力控制聯鎖、控制聚合反應的溫度、加強裝置密封點VOCs檢測、消除靜電、抑塵等方法，以提升聚丙烯生產裝置工藝的安全性，保證企業安全生產，維護企業財產安全及工作人員的生命安全。

參考文獻：

[1]武成.聚丙烯生產裝置的工藝安全性研究[J].化工管理，2019（7）：197-198.

[2]黃洋.聚丙烯生產裝置的工藝安全性研究[J].建筑工程技術與設計，2019（17）：3106.

[3]董軍剛.再生聚丙烯塑料的檢測技術進展研究[J].塑料工業，2019，47（8）：20-22+26.

[4]張賢.聚丙烯裝置的危害因素識別及風險評價[J].化工與醫藥工程，2017（6）.