聚丙烯生产装置的工艺安全性研究

安康

摘 要：聚丙烯生产装置具有较为复杂的生产工艺，且生产时用到的各项添加物多有毒、易燃、易爆，若在生产过程中稍有疏忽，会发生严重的事故。因此，为了保证聚丙烯生产时避免发生危险事故，企业必须注重生产装置的安全性，排查聚丙烯生产装置安全隐患，实施相应的优化措施，降低安全事故发生的概率和危害程度，从而提高装置的安全性。

关键词：聚丙烯;生产装置;工艺;安全性

0 前言

聚丙烯生产过程中所用到的原料、助催化剂、添加剂等多有毒、易燃、易爆，加上生产装置的工艺较为复杂，如果在生产过程中发生疏忽，会发生生产事故[1]。近年来，随着技术的不断进步，聚丙烯的生产设备得到改良，生产工艺得到优化，但是装置的生产规模也逐渐扩大。若是在生产过程中出现潜在不安全因素，事故所导致的损伤会更为严重。因此，为了避免聚丙烯生产过程出现危险事故，企业必须重视聚丙烯生产装置的安全性，排查聚丙烯生产装置安全隐患，并采取相应的措施，避免发生爆炸等恶性事件，从而确保从业人员安全和企业财产安全。

1 影响聚丙烯生产装置安全性的主要因素

随着我国经济水平的不断提高，石化行业快速发展，生产装置规模不断扩大，发生事故产生的后果越来越大，也导致此行业事故频发，从业人员、生产设备的安全问题也受到业内人士更大的关注。影响聚丙烯生产装置安全性的主要因素有多种，主要有五个方面：

其一，超压。压力容器不合格、安全联锁误动作等均会导致丙烯储存失控，受热体积变得膨胀，随着温度的升高，容器内的压力会成比例上升，若是工作人员在生产过程中管理不当，易引起爆炸。其二，超温。易发生爆聚的危险性聚合反应，其热动力及放热均不稳定，若是生产时的热量不能及时地导出，会出现“爆聚”现象，反应会失去控制，引发爆炸事故。其三，泄露。丙烯是聚丙烯生产装置的主要原料，丙烯本身是易燃易爆的化学物质，任何一个设备或管道的密封点失效都会导致丙烯泄露，发生火灾甚至爆炸事故。比如，进料泵密封的油温比标准油温高，出现热胀现象，可能会使得密封失去作用，发生泄露。其四，静电危害。聚丙烯的电阻率高，是一种易产生静电的非导体物质。聚丙烯粉体的表面较为干燥，其在输送的过程中，静电在其与外界的冲撞、摩擦中产生，加上其具有较好的绝缘性，难以消除静电，当静电累积到一定程度后，会放电，引发燃烧，若是燃烧严重，会使料仓发生爆炸[2]。静电接地失效、管线内负压、造粒机运行异常、氧含量超出安全标准、粉料输送系统异常、计量器失准，都有可能导致静电集聚积累，从而危害装置的安全。其五，粉尘危害。聚丙烯粉尘是可燃的，当聚丙烯粉尘在空气中悬浮达到一定浓度，接触到电火花、明火等火源时，空气中的粉尘颗粒快速燃烧，极易发生爆炸。

2 保证聚丙烯生产装置的工艺安全性的措施

2.1 优化聚合反应器压力控制联锁

常规的联锁方案为一选一，为了保障聚丙烯生产装置的安全性，可将联锁方式改为三选二，即三选二控制模块表决联锁。聚合反应器压力控制联锁进行优化后，若是其中一臺单法兰压力变送器故障，不会出现联锁误动作，这样可以避免生产装置出现非必要停车，能稳定、安全地运行聚丙烯的生产装置[3]。当反应异常时有两个或以上压力联锁点动作，就会触发联锁，终止反应，从而确保装置的安全性。

2.2 控制聚合反应的温度

在聚合反应中，要注意温度的变化，对丙烯聚合反应的温度进行控制主要有两种方法，其一是利用水冷对温度进行控制，其二是利用液相单体气化进行控制。在聚丙烯聚合反应釜上设置可靠的冷却系统，系统包括搅拌冷却、盘管冷却、夹套冷却等组成，有两路电源和多个水源。水从反应器夹套中流出，经过热交换，然后打回夹套，如此循环，可以控制反应器的温度。反应器温度控制的方式为串级控制，介质温度通过主回路进行控制，冷却水的温度则通过副回路控制，副回路还能对水的换热量进行调节，由此可以控制反应器的温度。利用液相单体气化进行控制，工艺上多使用溶剂或单体气化回流带将反应热带出，经压缩液化或冷凝后，再返回至反应釜中吸热，若是发生温度急剧上升等危急情况时，可以在其中加入终止剂，使催化剂的活性降低，避免发生爆炸等危险。另外可以考虑参考反应器系统的压力控制联锁，增加反应器温度控制联锁，确保在温度异常时能及时停车，从而“弃生产保安全”，避免发生严重的安全事故。

2.3 加强装置密封点泄露排查

例行日常泄露情况检查，应该加强专业性的检查，比如：VOCs泄露检测。生产企业应该每年对聚丙烯生产装置所有密封点进行两次以上的VOCs泄露情况检测。采用VOCs检测设备，排查全装置各密封点。根据泄漏量情况，对全装置密封点进行分级管理。按照GB37822-2019标准：

泄漏量大于泄露认定浓度的密封点必须建立转系那个台账，制定处理计划，尽早消除安全隐患。泄漏量小于泄露认定浓度的密封点应该建立专项台账专项管理，防止泄露恶化。采用VOCs泄露检测，可以有效管控聚丙烯装置的泄露情况，从而有效减少泄露所造成的安全事故。

2.4 消除静电

为了有效避免产生静电，企业要对所有职工加大安全教育力度，充分认识到静电对于聚丙烯生产装置的危害性，每天交接班使要对静电设施的性能进行仔细的检查;在日常工作中严格按照安全技术操作规程开展各项工作，禁止超压，对闪蒸罐及放料管线中聚丙烯材料的流动速度进行严格的控制，避免产生静电;现场设置足够的消除静电装置（静电释放器），管道静电跨接和静电接地必须符合国家和行业规范要求，并加强日常管理维护。丙烯等易燃易爆介质以及聚丙烯的输送管线均要有良好的接地，阀门、法兰之间的跨线联系要严格符合安全要求，地上管网系统每间隔一段距离要与专设的接地体或接地干线相连接[4]。

2.5 采取措施抑尘

固体添加剂单元处于粉尘防爆区，因此，系统内的所有电气原件及电气涉笔均需采用粉尘防爆类型。聚丙烯生产装置的溢尘点主要包括添加剂料斗、固体添加剂卸料站等，建议在溢尘点设置袋式过滤器，并增加改造管道将袋式过滤器分离下来的粉尘直接回收至添加剂料斗，实现封闭回收，从而避免粉尘扩散到现场环境，达到良好的抑尘效果。为了避免粉尘长时间聚集、悬浮在空气中，出现粉尘云爆炸，需要在挤压造粒楼每一层设置强制的通风设施，并加强强制通风系统的日常维护。使用氮气做密封处理，将物料与空气隔绝，如此可以使得密闭容器中的含氧量降低，避免粉尘爆炸。在固体添加剂卸料站设置粉尘监测设备，做好日常监控。最后，要日常检查消防水系统，保证其性能良好，以便处理异常情况。

3 结语

总之，聚丙烯的生产装置具有危险性，超压、超温、原料泄露、静电、粉尘均是影响生产安全性的要素，为了加强生产安全，避免在生产过程中发生危险事故，要严格进行安全控制。为了提高聚丙烯在生产过程中的安全性，生产装置应该采取优化聚合反应器压力控制联锁、控制聚合反应的温度、加强装置密封点VOCs检测、消除静电、抑尘等方法，以提升聚丙烯生产装置工艺的安全性，保证企业安全生产，维护企业财产安全及工作人员的生命安全。

参考文献：

[1]武成.聚丙烯生产装置的工艺安全性研究[J].化工管理，2019（7）：197-198.

[2]黄洋.聚丙烯生产装置的工艺安全性研究[J].建筑工程技术与设计，2019（17）：3106.

[3]董军刚.再生聚丙烯塑料的检测技术进展研究[J].塑料工业，2019，47（8）：20-22+26.

[4]张贤.聚丙烯装置的危害因素识别及风险评价[J].化工与医药工程，2017（6）.