氯乙烯氣柜的工藝危害分析

王小軍，朱在洪，王武斌

（1.韓華化學（寧波）有限公司，浙江 寧波315812；2.浙江中一檢測研究院股份有限公司，浙江 寧波315040；3.寧波利萬新材料有限公司，浙江 寧波315812）

縱觀國內的聚氯乙烯生產企業，不管是電石法還是乙烯法，氣柜都是工藝生產不可或缺的關鍵設備。一般來說，氣柜是一種具有儲存、緩沖、穩壓、混合作用的容器，有些企業是作為轉化工段與VCM壓縮工段之間的緩沖器用于平衡VCM的壓力，有的企業是作為聚合工段VCM尾氣回收使用，有的企業是同時兼顧轉化緩沖和尾氣回收的功用。探討近年來的事故，不難發現，根本原因是工藝安全設計不充分，因此，唯有從工藝路線設計上全面考慮，分析設計上的可靠性，才可在很大程度上降低氣柜事故的發生。

1 氯乙烯氣柜工藝危害分析

下面以筆者所在企業的氯乙烯氣柜為例，通過HAZOP分析，全面辨識潛在的工藝危害并對風險進行量化評估。

1.1 氯乙烯氣柜工藝流程簡述

氣柜主要用于回收聚合釜中未參與反應的氯乙烯單體，PVC生產工藝是間歇式批次反應的，原料VCM在聚合釜發生聚合反應生成PVC，在反應釜進行卸料過程中，聚合釜內未反應的VCM氣體會經過漿料罐后進入氣柜，繼而通過回收壓縮機進行壓縮，冷卻液化后回用到聚合釜中。氣柜是濕式單節式常壓容器，其工作原理是VCM管道穿過水槽底板和水槽中的水進入鐘罩，當向氣柜輸送氣體時鐘罩上升，抽取氣體時鐘罩下降，鐘罩依靠導軌和導輪實現升降平衡。因是利用水封實現VCM的密封，所以在工藝安全控制環節需特別關注氣柜液位和壓力，因此，氣柜設置了多個液位計及液位開關。

1.2 氣柜節點HAZOP分析

在對氣柜進行HAZOP分析時，選取氣柜以其進出相關管線作為節點，氣柜的進料管線主要來自上游漿料罐、聚合釜尾氣、汽提塔的排氣，還有回收VCM儲罐的排氣等，其工藝危害分析過程見表1。

表1 氣柜節點HAZPO分析

1.3 氣柜HAZOP分析結論

經過氣柜節點HAZOP分析，基本可以概括VCM氣柜在運行中存在以下風險：壓力/液位過高導致鐘罩掀翻，VCM泄漏；壓力/液位過低導致氣柜負壓抽癟，VCM泄漏；水封失效導致VCM泄漏。

2 降低氣柜工藝運行風險的防護措施

為削減或控制氣柜的運行風險，可以從氣柜運行參數監測、工藝聯鎖、環境監測和軟管理等4方面采取安全保護措施。

2.1 設置相關自控儀表對氣柜運行狀態實施監測

氣柜進出料管線上設置壓力監測裝置并連線到DCS進行監控，設置高低報，為減少儀表本身故障對生產的影響，可以選用2003的模式；在氣柜上至少設置兩種不同型號的液位計，也可以設置液位開關，監測裝置也可連線到DCS進行監控；氣柜水封增加液位計。

2.2 結合氣柜運行的特點，設置聯鎖保護措施

為避免壓力/液位過高，設置氣柜液位與聚合釜放料閥的聯鎖、漿料罐壓力調節聚合釜放料閥的開度、壓力過高打開泄壓高壓排放閥、壓力高切斷氣柜進料總閥等；為避免氣柜壓力/液位過低，設置氣柜液位與壓縮機停機聯鎖、液位開關低低報聯鎖停壓縮機、壓力/液位低聯鎖補充氮氣、壓力/液位低聯鎖VCM回收罐補充等。

2.3 參照重大危險源的管理模式，對氣柜實施監控

設置360°無死角的視頻監控，關注鐘罩運行狀態，根據目前具備的條件，可以設置鐘罩在一定時間內無運動，監控視頻自動提示報警；在氣柜四周設置有毒氣體檢測儀，根據當地的風向，在鐘罩水封處東南西北各處置1處，在地面存在釋放源的地方設置，并聯線至GDS系統傳至有人值守的控制室。

2.4 強化日常安全管理

制定氣柜的檢維修規程，明確氣柜檢維修周期和檢維修內容，如導軌、導輪等的防腐、更換等，確保設備本體的機械完整性良好[1]；定期對氣柜的自控儀表及聯鎖進行維護與校驗，確保準確性；提高工藝人員的巡檢頻次，明確氣柜的針對性巡檢要點，加強隱患排查與治理；建立氣柜泄漏的現場應急處置方案，定期進行演練，提升應急能力；氣柜的補水閥增設保溫層，防止寒冷季節結凍。

3 結語

氯乙烯氣柜的整治已經列入《危險化學品安全專項整治三年行動實施方案》，可見國家層面的決心之大。提升氯乙烯氣柜運行的本質安全水平，防止VCM泄漏造成安全事故，需要在不斷實踐的基礎上不斷改善。