(一)開(kāi)停工時(shí)危險(xiǎn)因素分析及其防范措施

　　1．開(kāi)工時(shí)危險(xiǎn)因素分析及其防范措施

　　裝置開(kāi)車(chē)的準(zhǔn)備要求有幾方面：所有設(shè)備已吹掃并氮?dú)庵脫Q完畢；火炬系統(tǒng)及公用工程設(shè)施循環(huán)水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、氮?dú)庀到y(tǒng)、儀表風(fēng)系統(tǒng)和礦物油沖洗系統(tǒng)都處在完好待用狀態(tài)；所有設(shè)備和儀表及附件都要處在備用工作狀態(tài)。氣相法聚丙烯裝置正常開(kāi)工步驟如下：

　　(1)液體丙烯引入丙烯進(jìn)料單元待用，丙烯汽化器投入使用，氣相丙烯壓力穩(wěn)定，氣相丙烯待用；

　　(2)第一反應(yīng)器中加人種子粉料，執(zhí)行氮?dú)庵脫Q，氫氣系統(tǒng)引入至反應(yīng)器前待用；

　　(3)催化劑、助催化劑、改性劑準(zhǔn)備待用，所有催化劑、助催化劑、改性劑管線用礦物油沖洗；

　　(4)兩個(gè)反應(yīng)器頂部分離器引入丙烯，分離器液位正常，循環(huán)氣壓縮機(jī)、急冷液泵正常運(yùn)行，反應(yīng)器分離系統(tǒng)開(kāi)始循環(huán)，向頂部分離器加入少量烷基鋁，脫除系統(tǒng)中殘留的有害組分；

　　(5)兩反應(yīng)器引入氣體丙烯，反應(yīng)器與分離系統(tǒng)進(jìn)行壓力平衡，兩個(gè)反應(yīng)器單元開(kāi)始空載循環(huán)，開(kāi)車(chē)加熱器將反應(yīng)器壓力、溫度升高至操作值；

　　(6)第一反應(yīng)器開(kāi)始依次加入烷基鋁、改性劑和主催化劑，當(dāng)開(kāi)始有產(chǎn)率時(shí)，向第一反應(yīng)器通人氫氣；

　　(7)啟動(dòng)沉降器頂部壓縮機(jī)，氣鎖系統(tǒng)空載循環(huán)檢查，第一反應(yīng)器料位上漲至料位設(shè)定值后，開(kāi)始向由氣鎖器向第二反應(yīng)器輸送粉料；

　　(8)以最小流量啟動(dòng)尾氣壓縮機(jī)，建立袋濾器至尾氣壓縮機(jī)之間的循環(huán)；

　　(9)第二反應(yīng)器料位達(dá)到設(shè)定值后，打開(kāi)底部柱塞閥向氣體膨脹袋濾器中送料，然后進(jìn)入脫氣倉(cāng)；

　　(10)脫氣倉(cāng)開(kāi)始通入脫活氮?dú)夂驼羝�，脫氣倉(cāng)運(yùn)轉(zhuǎn)2h后，啟動(dòng)粉料輸送風(fēng)機(jī)，開(kāi)始由粉料輸送系統(tǒng)向造粒單元輸送粉料；

　　(11)擠壓造粒單元開(kāi)車(chē)，粒料輸送系統(tǒng)開(kāi)車(chē)，向包裝料倉(cāng)輸送粒料。

　　在開(kāi)車(chē)過(guò)程中，裝置從常溫、常壓逐漸升高至操作值，公用工程、原料、催化劑逐步引入裝置，各個(gè)環(huán)節(jié)緊緊相扣，裝置的操作參數(shù)變化塊，物料引入引出頻繁，比較容易發(fā)生事故，開(kāi)工過(guò)程中容易發(fā)生的危險(xiǎn)因素及預(yù)防措施如表5—18所示。

　　2，停工時(shí)危險(xiǎn)因素分析及其防范措施

　　裝置停工涉及多項(xiàng)操作，需要時(shí)間長(zhǎng)，處理問(wèn)題多，因此在停車(chē)前要制定詳細(xì)的停車(chē)計(jì)劃，準(zhǔn)備好停車(chē)期間所需的物資，聯(lián)系好各有關(guān)部門(mén)，裝置正常停車(chē)步驟如下：

　　(1)依次停止主催化劑、烷基鋁和改型劑加料，催化劑管線進(jìn)行礦物油沖洗，啟動(dòng)氧殺死系統(tǒng)中止第一反應(yīng)器產(chǎn)率，切斷兩反應(yīng)器丙烯、乙烯、氫氣進(jìn)料；

　　(2)將第一反應(yīng)器粉料徹底輸送至第二反應(yīng)器后，隔離第一反應(yīng)器，將第一反應(yīng)器放空，反應(yīng)器分離系統(tǒng)停止循環(huán)，第一反應(yīng)器單元丙烯進(jìn)行排放，第一反應(yīng)器單元加裝盲板；

　　(3)氣鎖器系統(tǒng)空載循環(huán)幾個(gè)周期，徹底排空積存粉料后停止運(yùn)行，停止沉降器頂部壓縮機(jī)；

　　(4)第二反應(yīng)器粉料徹底出空，隔離第二反應(yīng)器，反應(yīng)器分離系統(tǒng)停止循環(huán)，第一反應(yīng)器單元丙烯進(jìn)行排放，第二反應(yīng)器單元加裝盲板；

　　(5)將袋濾器中粉料徹底輸送至脫氣倉(cāng)后，停止旋轉(zhuǎn)加料閥，尾氣壓縮機(jī)；

　　(6)脫氣倉(cāng)停止向擠壓造粒單元輸送粉料，停止旋轉(zhuǎn)加料閥和粉料輸送風(fēng)機(jī)；

　　(7)擠壓造粒單元停車(chē)；

　　(8)兩反應(yīng)器單元徹底放空后，進(jìn)行氮?dú)庵脫Q，直至可燃?xì)夥治龊细窈螅�停止氮�(dú)庵脫Q，停止反應(yīng)器攪拌。

　　裝置停工過(guò)程是由正常操作狀態(tài)逐步降溫降壓的過(guò)程，其操作復(fù)雜，涉及多項(xiàng)交叉操作，各項(xiàng)操作參數(shù)變化大，也是一個(gè)比較容易發(fā)生事故的過(guò)程，停工過(guò)程中容易發(fā)生的危險(xiǎn)因素及預(yù)防措施如表5—19所示。

 

　　(二)正常生產(chǎn)中危險(xiǎn)因素分析及其防范措施

　　裝置正常生產(chǎn)時(shí)各個(gè)工藝參數(shù)是平穩(wěn)的，在運(yùn)行過(guò)程中，由于工藝控制、設(shè)備儀表電氣、公用工程、操作人員等諸多因素的影響，正常生產(chǎn)中會(huì)有不少影響裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行的因素，下面就各單元的危險(xiǎn)因素和防范要求簡(jiǎn)述如下。

　　1．催化劑進(jìn)料單元

　　催化劑進(jìn)料單元包括主催化劑、助催化劑和改性劑系統(tǒng)、礦物油系統(tǒng)和廢催化劑的中和系統(tǒng)。催化劑體系分成兩部分加入到第一反應(yīng)器，一部分為主催化劑的礦物油漿液，另一部分為助催化劑和改性劑，每根管線都有丙烯沖洗管線，來(lái)保持催化劑良好的噴灑狀態(tài)和減少?lài)娮於氯�的可能性。礦物油系統(tǒng)用于泵和設(shè)備的沖洗，廢催化劑中和系統(tǒng)用于主催化劑、助催化劑和改性劑的中和和處理以及設(shè)備和管線的沖洗。本單元常見(jiàn)故障及處理方法如表5—20所示。

 

　　2．第一聚合反應(yīng)單元

　　催化劑體系加入第一反應(yīng)器，原料在催化劑作用下生產(chǎn)聚丙烯粉料，第一反應(yīng)器要維持一定的生產(chǎn)負(fù)荷、料位、溫度、壓力和聚合物性能。聚丙烯生產(chǎn)速率是靠催化劑進(jìn)料速率控制的；料位是通過(guò)排料閥的順控操作實(shí)現(xiàn)的；反應(yīng)器的溫度是靠循環(huán)的液相速率來(lái)控制的；反應(yīng)器的壓力是靠調(diào)節(jié)反應(yīng)器頂部冷凝器冷卻水流量來(lái)控制；聚合物性能是靠原料和催化劑配比來(lái)控制。上述控制一旦出現(xiàn)問(wèn)題，正常生產(chǎn)難以維持，必須及時(shí)正確處理，才能穩(wěn)定生產(chǎn)，否則將會(huì)引起減產(chǎn)、停工，嚴(yán)重是會(huì)產(chǎn)生惡性安全事故。本單元常見(jiàn)故障及處理方法如表5—21所示。

　　3．反應(yīng)器粉料輸送單元

　　粉料輸送單元通過(guò)兩套氣鎖系統(tǒng)的順序控制把第一反應(yīng)器的粉料輸送到第二反應(yīng)器，還能將兩個(gè)反應(yīng)器相互隔開(kāi)，避免反應(yīng)器物料混合；同時(shí)為裝置區(qū)所有氣相丙烯用戶(hù)提供氣相丙烯。本單元常見(jiàn)故障及處理方法如表5—22所示。

　　4．第二聚合反應(yīng)單元

　　第二反應(yīng)器單元的設(shè)計(jì)和操作與第一反應(yīng)器系統(tǒng)相似，從反應(yīng)器排出的丙烯、乙烯、氫氣大部分冷凝以撤出反應(yīng)熱，冷凝液與加入的新鮮丙烯一起用泵加入反應(yīng)器頂部。只是在生產(chǎn)抗沖共聚物時(shí)乙烯和丙烯的比例必須準(zhǔn)確控制，以得到所需組成的共聚物產(chǎn)品。其常見(jiàn)故障與處理方法與第一反應(yīng)器相同，除此之外，還有其他常見(jiàn)故障：本單元其他常見(jiàn)故障及處理方法如表5—23所示。

　　5．粉料干燥及脫活單元

　　第二反應(yīng)器產(chǎn)生的粉料中的氣體在袋濾器中與粉料分離，脫氣倉(cāng)中將粉料中的殘余催化劑利用濕氮?dú)馑�解脫除活性，同時(shí)帶走揮發(fā)組分。并將脫活及干燥后的聚丙烯粉料輸送到造粒單元。本單元其他常見(jiàn)故障及處理方法如表5—24所示。

　　6．?dāng)D壓造粒單元

　　擠壓造粒系統(tǒng)把脫活、脫揮發(fā)分處理的粉料加人助劑進(jìn)行穩(wěn)定，然后熔融、過(guò)濾和造粒。聚丙烯粉料和助劑在混煉機(jī)中充分混煉、熔融和均化，熔融聚丙烯經(jīng)齒輪泵增壓，熔融聚丙烯經(jīng)過(guò)切粒機(jī)模板束狀擠壓后進(jìn)人切粒室，經(jīng)過(guò)干燥的顆粒送到振動(dòng)篩進(jìn)行篩分，大顆粒和小顆粒均被篩掉，合格的顆粒送到顆粒料斗送到摻合料倉(cāng)。本單元單臺(tái)設(shè)備和輔助系統(tǒng)多，因此容易發(fā)生故障。本單元其他常見(jiàn)故障及處理方法如表5—25所示。

 

　　7．公用工程系統(tǒng)

　　公用工程系統(tǒng)包括高壓蒸汽、低壓蒸汽、高壓氮?dú)�、低壓氮�(dú)狻�儀表風(fēng)、工廠風(fēng)、鹽水、循環(huán)水、工藝水的引入，對(duì)所有單元的蒸汽冷凝液進(jìn)行回收處理，對(duì)所有系統(tǒng)進(jìn)行火炬氣的收集與排放。本單元其他常見(jiàn)故障及處理方法如表5—26所示。

　　四、裝置的安全設(shè)計(jì)

　　聚丙烯的生產(chǎn)過(guò)程是將易燃、易爆的丙烯、乙烯、氫氣等原料在催化劑作用下聚合成聚丙烯粉料。這些烴類(lèi)原料和氫氣一旦發(fā)生泄漏而造成爆炸或火災(zāi)將是災(zāi)難性的事故，因而裝置的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的安全性就顯得極為重要。聚丙烯裝置與其他石油化工裝置一樣在設(shè)計(jì)中要考慮物料及工藝過(guò)程的危險(xiǎn)性分析、裝置安全設(shè)計(jì)、安全控制系統(tǒng)、工藝聯(lián)鎖系統(tǒng)，并將裝置的安全分析、設(shè)計(jì)與檢查貫穿于工程項(xiàng)目的全過(guò)程，本裝置的安全設(shè)計(jì)主要如下：

　　(一)工藝聯(lián)鎖系統(tǒng)

　　為了排除不安全或不正常的條件，如出現(xiàn)反應(yīng)異常、工藝條件失控、工藝流體大量泄漏、公用工程故障等情況，裝置中設(shè)置了工藝安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，氣相法聚丙烯裝置在工藝設(shè)計(jì)中的主要聯(lián)鎖系統(tǒng)如下：

　　(1)廢催化劑中和罐隔離

　　所有的主催化劑，助催化劑和改性劑管線上都有礦物油沖洗直接進(jìn)入烷基鋁密封罐，然后，將液體轉(zhuǎn)移到中和罐用堿液進(jìn)行中和，調(diào)節(jié)閥控制廢液流量，當(dāng)中和罐的溫度達(dá)到80％時(shí)，聯(lián)鎖關(guān)閉廢液進(jìn)料閥。

　　(2)第一反應(yīng)器隔離

　　位于反應(yīng)器頂部的三個(gè)壓力開(kāi)關(guān)中的任意兩個(gè)達(dá)到2．48MPa(表)，反應(yīng)器開(kāi)始自動(dòng)隔離、放空和氧氣注入，第一反應(yīng)器隔離被觸發(fā)后，反應(yīng)器所有進(jìn)料出料都停止，主催化劑、助催化劑、改性劑泵、急冷液泵和循環(huán)氣壓縮機(jī)停止。

　　(3)反應(yīng)器分離系統(tǒng)聯(lián)鎖

　　反應(yīng)器頂部分離器的高液位開(kāi)關(guān)被觸發(fā)后，循環(huán)氣壓縮機(jī)聯(lián)鎖停車(chē)，防止分離器液位過(guò)高，循環(huán)氣壓縮機(jī)進(jìn)入液體，直到高液位開(kāi)關(guān)恢復(fù)后，才能重新啟動(dòng)循環(huán)氣壓縮機(jī)。

　　(4)三乙基鋁系統(tǒng)隔離

　　當(dāng)反應(yīng)器的三個(gè)壓力高位開(kāi)關(guān)中任意兩個(gè)指示低于0．5MPa(表)時(shí)，三乙基鋁加料閥將關(guān)閉，烷基鋁停止進(jìn)料。

　　(5)氣鎖器系統(tǒng)的隔離

　　如果氣鎖器系統(tǒng)的閥門(mén)發(fā)生故障，或者氣鎖器壓力、料位條件不滿(mǎn)足時(shí)，氣鎖器就會(huì)產(chǎn)生隔離，根據(jù)隔離產(chǎn)生條件不同，氣鎖器隔離分為兩種，第一種隔離后氣鎖器系統(tǒng)所有外部閥門(mén)關(guān)閉，第二種隔離所有閥門(mén)全部關(guān)閉。

　　(6)袋濾器聯(lián)鎖

　　如果袋濾器旋轉(zhuǎn)加料閥停車(chē)超過(guò)75s，通往袋濾器的出料柱塞閥關(guān)閉，位于袋濾器頂部的兩個(gè)壓力開(kāi)關(guān)任意一個(gè)達(dá)到0．22MPa(表)，反應(yīng)器向袋濾器的出料終止，如果袋濾器溫引過(guò)低，將禁止取樣閥打開(kāi)，防止可燃?xì)馔庑埂?/P>

　　(7)脫氣倉(cāng)隔離

　　為了防止脫氣倉(cāng)超壓，當(dāng)脫氣倉(cāng)壓力指示達(dá)到0．08MPa(表)，脫氣倉(cāng)隔離啟動(dòng)，脫氣倉(cāng)所有入口及出口物流與脫氣倉(cāng)隔離，袋濾器旋轉(zhuǎn)加料閥和脫氣倉(cāng)旋轉(zhuǎn)加料閥關(guān)閉。

　　(8)丙烯進(jìn)料系統(tǒng)聯(lián)鎖

　　來(lái)自界區(qū)的液體丙烯在丙烯儲(chǔ)罐中保持穩(wěn)定液位，為了防止液位過(guò)高或者過(guò)低，在丙烯進(jìn)料系統(tǒng)設(shè)有高液位聯(lián)鎖和低液位聯(lián)鎖，高液位聯(lián)鎖觸發(fā)后將切斷界區(qū)液體丙烯進(jìn)料，低液位聯(lián)鎖觸發(fā)后，丙烯加料泵停止向液體丙烯用戶(hù)供應(yīng)丙烯。

　　(二)氧殺死系統(tǒng)

　　氧殺死系統(tǒng)提供了一種降低產(chǎn)率的快捷方式，反應(yīng)器產(chǎn)率迅速降低的方法就是利用氧殺死系統(tǒng)，氧氣是使催化劑中毒的物質(zhì)，能迅速降低聚合速度，足夠的氧氣可快速的終止反應(yīng)。反應(yīng)器停車(chē)也可以不用氧殺死系統(tǒng)。緊急情況下，利用氧殺死系統(tǒng)停車(chē)更有效，反應(yīng)釜的設(shè)定料位是80％，反應(yīng)釜內(nèi)的空余空間只有不到5t，一旦發(fā)生緊急情況，如出料線堵塞，急冷液無(wú)量，就必須在幾分鐘內(nèi)終止反應(yīng)，否則五、六分鐘內(nèi)，將出現(xiàn)反應(yīng)釜溫度、料位飛漲，使反應(yīng)釜結(jié)出大的塊料而不得不停車(chē)清釜。

　　反應(yīng)器處在備用狀態(tài)時(shí)，加入氧氣可快速中止反應(yīng)避免過(guò)渡料生成。對(duì)生產(chǎn)均聚物和無(wú)規(guī)共聚物時(shí)來(lái)說(shuō)，反應(yīng)器的粉料仍為合格產(chǎn)品，反應(yīng)器可重新開(kāi)始操作而不會(huì)造成過(guò)渡產(chǎn)品的生成。在反應(yīng)器正常停車(chē)期間，氧殺死系統(tǒng)可用來(lái)減慢聚合物產(chǎn)率并控制向火炬的放空量。否則，整個(gè)反應(yīng)器的烴類(lèi)組分都會(huì)被放空，造成丙烯大量浪費(fèi)。在放空前用氧氣抑制反應(yīng)，可減少丙烯的浪費(fèi)，使反應(yīng)能快速重建。同時(shí)，在生產(chǎn)抗沖共聚物時(shí)，因?yàn)橐�控制共聚物中的橡膠含量，就要控制第二反應(yīng)釜和第一反應(yīng)釜的產(chǎn)率比，也需要我們?cè)诘诙�反�?yīng)釜中加入一定量的氧氣，以控制第二反應(yīng)釜的產(chǎn)率。

　　由此可見(jiàn)，氧殺死和產(chǎn)率控制系統(tǒng)在20X10⁴t／a裝置上有著舉足輕重的作用，裝置的安全可靠性決定著整個(gè)裝置的安全和平穩(wěn)生產(chǎn)，氧殺死系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖如圖5—6所示。

　　儀表風(fēng)流量調(diào)節(jié)閥和氮?dú)饬髁空{(diào)節(jié)閥共同控制氣體配制罐的氧氣濃度，它們由氧含量分析儀來(lái)控制，氣體配制罐中氧氣含量設(shè)定5％，儀表風(fēng)流量調(diào)節(jié)閥和氮?dú)饬髁空{(diào)節(jié)閥根據(jù)氧含量分析結(jié)果進(jìn)行調(diào)節(jié)。壓縮機(jī)將氣體配制罐中的混合氣加壓至氣體儲(chǔ)罐儲(chǔ)存，氣體被壓縮后進(jìn)行冷卻，當(dāng)壓力到達(dá)4．OMPa時(shí)，操作人員現(xiàn)場(chǎng)停壓縮機(jī)，當(dāng)壓力低于3．OMPa時(shí)，操作人員現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)壓縮機(jī)。每個(gè)反應(yīng)器的4個(gè)循環(huán)氣管線分別連接一根管線，管線上安裝電磁閥，需要進(jìn)行氧殺死時(shí)，通過(guò)觸發(fā)控制臺(tái)上的控制按鈕可以打開(kāi)電磁閥，氧氣氮?dú)饣旌蠚馔ㄟ^(guò)循環(huán)氣噴嘴均勻加人到反應(yīng)器中。

　　反應(yīng)產(chǎn)率控制系統(tǒng)控制原理同氧殺死系統(tǒng)相似，氧氣氮?dú)饣旌蠚馊丝谖谎�環(huán)氣壓縮機(jī)入口，只是其控制閥為流量控制閥，根據(jù)第二反應(yīng)器的產(chǎn)率調(diào)節(jié)其流量。如圖5—7所示。

 

　　(三)安全設(shè)施

　　(1)消防設(shè)施

　　在裝置區(qū)的五個(gè)危險(xiǎn)部位分別設(shè)置有一門(mén)高壓水炮，延裝置區(qū)分布二十二個(gè)消防栓，在容易發(fā)生火災(zāi)的烷基鋁系統(tǒng)和改性劑系統(tǒng)安裝有自動(dòng)火焰報(bào)警器和自動(dòng)干粉滅火器；裝置去所有的單元分別設(shè)置了8kg的干粉滅火器和消防箱。

　　(2)可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)

　　為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)可燃?xì)怏w的泄漏，在有可能泄漏出可燃?xì)怏w的設(shè)備和法蘭處要設(shè)置可燃?xì)怏w檢測(cè)器。檢測(cè)器的位號(hào)和報(bào)警信號(hào)或位置顯示安裝在控制室的控制盤(pán)或模擬盤(pán)上。

　　(3)ESD手動(dòng)隔離系統(tǒng)

　　ESD連鎖系統(tǒng)中的一部分重要的設(shè)有手動(dòng)

　　按鈕安置于輔助控制臺(tái)上，例如兩反應(yīng)器的隔離、反應(yīng)殺死劑注入按鈕、氣鎖器系統(tǒng)的隔離、關(guān)鍵設(shè)備的停車(chē)按鈕和重要聯(lián)鎖的啟動(dòng)和旁路按鈕，一旦反應(yīng)失去控制，不用等到聯(lián)鎖啟動(dòng)，可以立即手動(dòng)啟動(dòng)聯(lián)鎖。

　　(4)備用電源系統(tǒng)。由于聚丙烯生產(chǎn)過(guò)程安全性、連續(xù)性要求很高，供電系統(tǒng)采用雙電源供電以確保供電的可靠性。儀表供電備用蓄電池容量要保證電源故障時(shí)持續(xù)分鐘供電，以使裝置能夠安全停車(chē)。