一、 裝置概述

    　　遼寧撫順石化分公司聚丙烯裝置引進(jìn)HIMONT（現(xiàn)BASELL）環(huán)管生產(chǎn)技術(shù)，采用二環(huán)一氣工藝布置，為連續(xù)本體法生產(chǎn)，設(shè)計能力達(dá)6萬t/a，經(jīng)擴(kuò)建后達(dá)到9萬t/a。聚合級丙烯從裝置外引入，經(jīng)齊格勒-納塔催化劑的引發(fā)，在液相丙烯中生產(chǎn)粉狀的聚丙烯產(chǎn)品。在環(huán)管反應(yīng)器生成的粉狀聚丙烯產(chǎn)品經(jīng)高、低壓閃蒸后進(jìn)入汽蒸干燥單元，在氮氣保護(hù)下，經(jīng)風(fēng)送系統(tǒng)送至造粒單元，在造粒單元添加各種助劑后進(jìn)行水下切粒，最后經(jīng)摻混后包裝出廠。工藝流程示意圖見圖1。

    　　圖1 聚丙烯生產(chǎn)工藝流程圖

    　　


    　　二、 聚丙烯特性

    　　聚丙烯是丙烯單體在一定溫度和壓力下通過特殊催化劑作用聚合而成的熱塑性物質(zhì)，具有可塑性和很好的耐熱性，加工性能良好，具有優(yōu)良的電絕緣性，有很好的化學(xué)和熱化學(xué)穩(wěn)定性。

    　　聚丙烯本身無毒，但聚丙烯粉末吸入量過多，人體肺部會產(chǎn)生不適，嚴(yán)重時會引起塵肺病。一般空氣中的允許濃度為10mg/m3，空氣中達(dá)到一定濃度（≥20 mg/m3）容易產(chǎn)生粉塵爆炸。由于聚丙烯粉料、粒料運(yùn)輸過程中易形成靜電積聚，人與之接觸需防靜電傷人，以及靜電放電、局部溫度過高而達(dá)到聚丙烯爆炸條件引發(fā)爆炸。

    　　三 、問題的提出

    　　在聚丙烯正常的生產(chǎn)過程中，時常有粉塵閃燃、自燃、閃爆的事情發(fā)生，如：事故排放罐粉塵閃燃；粒料倉碎屑閃燃；粒料倉粉塵閃爆，粉料結(jié)塊，堵塞出口；事故排放罐粉塵自燃；汽蒸罐細(xì)粉結(jié)塊引起裝置停車；管線粘壁粉塵燃燒；丙烯緩沖罐粉塵閃燃。

    　　該公司在該問題上最嚴(yán)重的一次是1998年5月21日D902料倉閃燃，由于閃燃瞬間產(chǎn)生的氣浪將料倉的錐型倉頂鼓變形，倉內(nèi)出現(xiàn)大餅料，堵塞輸送管道影響正常生產(chǎn)，技術(shù)人員透過錐形頂部人孔觀察，見倉內(nèi)時有弧光放電。如何徹底解決聚丙烯粉料的靜電閃燃問題，成為該公司的一個重要研究課題。

    　　四、 聚丙烯料倉粉體閃燃現(xiàn)象原因分析

    （一） 料倉粉體放電形式

    　　當(dāng)帶電粉體周圍的電場強(qiáng)度超過介質(zhì)（如空氣）的擊穿場強(qiáng)時，因介質(zhì)產(chǎn)生的電離而使帶電粉體上的靜電荷沿?fù)舸┩ǖ泪尫牛瑥亩�產(chǎn)生靜電放電。粉體放電類型有5種：火花放電（包括人體放電），刷形放電，電暈放電，堆表面放電，傳播型刷形放電。具體見圖2、圖3。

    　　圖2 聚生烯生產(chǎn)過程中的靜電放電形式

    　　

    　　圖3 聚生烯生產(chǎn)過程中的靜電放電形式

    　　

    （二） 料倉粉體放電幾率

     以上這些放電不僅與荷電物料的性質(zhì)有關(guān)，也與茶電介質(zhì)的形態(tài)，放電目標(biāo)的性質(zhì)、形狀、尺寸等因素有關(guān)。因此它們的放電條件、幾率、能量大小各不相同。從引燃的幾率來說，還要涉及燃燒物料的性質(zhì)（最小點火能、爆炸極限等），危險幾率最高的是可燃?xì)馀c粉塵相混合的料倉，這不僅是因為堆表面放電比較頻繁，而且與料倉中的可燃?xì)怅P(guān)系密切。火花放電能量雖然比較大，但只要避免尖端突出物和孤立導(dǎo)體的存在，注意生產(chǎn)過程微細(xì)粉塵控制，火花放電引燃幾率就會降低。傳播型刷形放電主要發(fā)生在4～8mm厚絕緣涂層或粘壁料，且局部絕緣破壞的情況下。

    　　五、 對策及防范措施

    （一） 防護(hù)原則

    　　落實生產(chǎn)過程中氣體和微細(xì)粉塵控制的管理，確保料倉中混合物料的最小點火能高于堆放面放電能量。去除或抑制料倉中的可能誘發(fā)火花放電和傳播型刷形放電的條件。消除刷形放電和堆放面放電。

    　（二）安全防護(hù)措施

    　　聚丙烯生產(chǎn)裝置粉料輸送系統(tǒng)與儲存系統(tǒng)的設(shè)備、容器必須接地，接地點必須均勻分布，間距不得大于18cm。接地電阻值不得大于10Ω。接地引下線必須采用斷接卡連接方式，斷接卡的接觸電阻不得大于0.03Ω。斷接卡必須用2個大于M10的螺栓連接。

    1. 輸送系統(tǒng)和儲存系統(tǒng)的所有管線必須接地。

    2. 所有的法蘭、閥門必須進(jìn)行跨接。

    3. 料倉和其他容器內(nèi)壁有粘壁粉料時，要及時處理。

    4. 堅決消除料倉和其他容器內(nèi)有金屬突出物、孤立導(dǎo)體以及絕緣體等現(xiàn)象。

    　　5. 日常生產(chǎn)過程中要維護(hù)好凈化風(fēng)系統(tǒng)，保證料倉或其他容器內(nèi)的凈化時間和操作程序。

    　　6. 必須保證脫氣系統(tǒng)的揮發(fā)性氣體脫除率和汽蒸脫活系統(tǒng)的正常控制，避免料倉內(nèi)大量可燃?xì)怏w和殘存活性物質(zhì)超標(biāo)。

    　　7. 經(jīng)常檢查料倉和其他容器設(shè)備的過濾器，堅決避免過濾器堵塞現(xiàn)象。

    　　8. 聚丙烯裝置內(nèi)所有過濾器必須是防靜電過濾器。

    　　9. 聚丙烯裝置的粉料干燥系統(tǒng)必須是熱氮干燥，禁止采用熱空氣干燥。

    　　10. 裝置的粉料輸送采用氮氣輸送。

    　　11. 粉料料倉物料入口處使用離子流靜電消除器，進(jìn)行靜電消除。

    　　12. 嚴(yán)格控制料倉內(nèi)的可燃?xì)怏w濃度以及微細(xì)粉塵濃度。

    　　13. 在日常生產(chǎn)操作中要杜絕以下現(xiàn)象：

    ① 誤操作，關(guān)錯風(fēng)閥；

    ② 風(fēng)機(jī)故障，沒有即時投用備用風(fēng)機(jī)；

    ③ 摻混前風(fēng)停時間過長；

    ④ 處理不合格物料操作不規(guī)范；

    ⑤ 設(shè)備內(nèi)漏，物料處理方法不當(dāng)；

    ⑥ 邊進(jìn)料、邊出料操作；

    ⑦ 料位超高；

    ⑧ 分配閥故障，誤投或漏料；切粒機(jī)斷刀或失穩(wěn)運(yùn)動（轉(zhuǎn)速或間隙不當(dāng)）。

    （三） 對聚丙烯裝置的生產(chǎn)特點和事故類型采取的具體措施

    1. 放料過程中，避免用黑金屬工具敲擊。

    2. 對于類似料倉碎屑的閃爆，給料倉罐增設(shè)了防靜電設(shè)施，并定期檢測效果。

    3. 針對汽蒸罐細(xì)粉結(jié)塊引起裝置停車原因，增加了脫活劑的注入，避免殘余活性再次反應(yīng)，徹底根除了汽蒸罐堵塞的原因。

    4. 針對事故排放罐放料過程中的粉塵閃燃及自燃現(xiàn)象，采取事先蒸汽蒸煮的辦法，達(dá)到脫活、去烴的目的，在放料過程中用環(huán)形蒸汽噴射，達(dá)到保護(hù)的目的。

    5. 在管線拆除時出現(xiàn)火情的現(xiàn)象，主要是管壁上粘有很厚的粉塵，當(dāng)動火切割時，管壁上的粉塵引起著火，解決方案是在進(jìn)行切割時同時通入少量的蒸汽和氮氣。

    6. 徹底進(jìn)行蒸煮后，再進(jìn)行氮氣置換。

    六、 效果檢驗

    　　5年來，撫順石化分公司在聚丙烯防靜電方面做了大量的工作，采取了很多行之有效的措施，基本上遏止住了聚丙烯粉料靜電閃燃現(xiàn)象的發(fā)生。