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摘要:ZHG聚丙烯聚合技术是一种较为成熟的加工工艺,此种工艺可以使得被加工产品质量得到提升,同时其也具有安全性良好、不出块等诸多的优点;在本篇文章之中,笔者将结合已有的工作经验,同时以国内某化工企业作为案例,从而分析化工企业聚丙烯生产设备及建筑安全管理方面的问题,以此来给一线的工作人员提供理论的参考。
关键词:聚丙烯;设备及建筑;生产设备;安全管理
在上世纪70年代初,便出现了气相聚合与丙烯液相本体聚合的有关工艺,随着工业时代的到来,从而让各类加工工艺也不断出现。但是,部分工艺在实际应用的过程之中,也面临着效率低、质量差、安全性较低等问题,所以,聚丙烯工艺技术也在科学技术不断发展的情况下,得到了极大程度的优化,比如:通过研发高效催化剂,从而使得生产的效率得到了较大幅度的提高;在高效催化剂诞生之后,可以使得脱除催化剂残渣等多个工序得到简化,这样便会使得产品的生产周期得到缩短,同时也可以提高产品的整体质量。由于该种工艺的不断进步,也使得众多的通用聚合物不断出现,例如:聚丙烯(PP)树脂也得到了极为广泛的运用。目前,关于ZHG技术已经实现了自主生产并且设备已经做到了国产化,但是在生产设备及建筑安全管理方面仍存在着一定的问题。
1国内某化工企业聚丙烯生产设备的概述
1.1聚丙烯生产项目的概述
国内某化工企业正计划采用ZHG聚合工艺,对当前年产量约为60000吨/年,据丙烯装置进行相应的升级改造;在该项目彻底完工之后,将使得聚丙烯装置的产量达到约150000吨/年,并且最终的产成品均为聚丙烯粉料。由于聚丙烯工艺经过多年的发展,其工艺类型也较为繁多,而大体上可将其分为三类;在本文的内容之中,主要会针对SPG/ZHG聚丙烯连续生产法本体聚合工艺进行相应的分析。该工艺已经得到了较长时间的应用,并且已经完成自主开发量产,同时该项聚丙烯连续生产工艺还拥有自主知识产权,而该工艺的首套工业化装置已经平稳运行超过10年。
该项聚丙烯连续聚合工艺之所以能够得到较为广泛的应用,则是因为其具有较为较多的优点,例如:可操控性强、生产过程安全、生产环节环保、能源消耗量低、投资成本较少等,所以,该项技术已经得到了国内部分化工企业的青睐。由于该套化工装置设备拥有自主知识产权,所以,其生产的部分产品仍需要经过国家工程研究中心测定;经测定,在使用同种催化剂的基础条件之下,其最终的产成品的弯曲模量以及拉伸强度等,均有较大幅度的提高,而该装置在进行产能放大之后,其生产规模将超过300000吨/年;在该项生产工艺之中,将以高效载体催化剂作为最主要的催化剂之一,同时还需要烷基铝(RnAlX3-n)、硅烷(SiH4)、氢气(H₂)等作为助催化剂、给电子体、分子量调节剂;该化工装置在运作过程如下:预聚→本体淤浆聚合→气相聚合→气固分离→粉料脱气→催化剂失活→产成品。由于本项ZHG工艺之中,使用了具有极冷夜冷却的卧式釜气相聚合,所以,物料的停留时间处于较为均匀的状态,并且其撤热的效率较高。因此,该项生产工艺,不仅可以提高产成品的质量,同时提升装置的产能,而且能降低动力成本以及丙烯单耗等,从而让企业的综合效益能够得到较大幅度提升。
1.2生产过程之中的有害与危险因素
聚丙烯装置在运作的过程之中,主要会使用到烷基铝(RnAlX3-n)、硅烷(SiH4)、氢气(H₂)、催化剂等,而其最终的产成品则为聚丙烯,为了确保整项工艺的安全,还使用了相应的终止剂一氧化碳(CO),而固碱塔的内部还有NaOH,同时置换用压缩氮气(N2)。通过上述的内容,可以了解到聚丙烯在进行生产的过程之中可以处于较为安全的状态,但是由于聚丙烯粉末其具有可燃性,所以在特定的条件之下,也极有可能出现粉尘爆炸的事故,从而给一线工作人员带来人生伤害,并给化工企业带来不可挽回的损失。除此之外,聚丙烯在其整个生产环节之中会处于一个高温高压的状态,同时也会涉及到使用多种化学剂,从而产生相应的化学反应,而部分原材料以及催化剂具有有毒、易燃、易爆等特性,所以,在进行生产的过程之中,仍会出现毒害事件或爆炸事故等。所以,为了防范此类事故的出现,也会在聚合釜通入CO进行终止反应,可是CO本身不仅具有毒性,同时也属于易燃气体,所以,在注入CO之后,也有一定的概率出现些了,这样则有可能给化工厂带来相应的安全事故。
2聚丙烯生产设备及建筑物存在的问题
聚丙烯在生产的过程之中,极有可能出现化学火灾、爆炸等事故,所以,为了防止发生此类事故厂区生产人员以及生产设备建筑等带来过大的影响,则需要利用爆炸指数法等,对事故结果进行相应的预测分析;在本文之中所涉及到的聚丙烯生产设备,以储存罐存在着爆炸以及化学火灾的可能性,并且其半径已经覆盖了整个装置的北部、西部区域,同时其也会对工厂内的东部区域产生一定的影响,所以,为了应对可能发生的风险事故,则需要采取相应的控制措施,从而将事故的损失进行有效的控制。除此之外,聚丙烯的储存仓库还应当与聚丙烯生产设备保持安全距离,并且还需要符合《石化工业企业设计防火规范》(GB-5317-2018);在本文之中分析的化工企业,经过实地考察之后发现,聚丙烯生产车间与其他公司的功能区域并无明显的分区,而部分危险区域也并没有围墙的存在,这样就会使得往来的人员,可以较为容易的进入到聚丙烯的区域,从而导致化工企业存在着一定的安全隐患。
3化工企业聚丙烯生产设备及建筑安全管理的建议
由于聚丙烯装置在进行生产的过程之中,会涉及到丙烯(C₃H₆)、氢气(H₂)等易燃易爆的气体,同时其生产过程也具有高温、高压的特点,除此之外在对部分喷料进行搅拌的过程之中,也有可能产生大量的静电,而生产过程之时,又存在着大量的可燃性粉尘,因此必须对粉料包装建筑区域进行安全检测,例如通过在生产车间安装可燃气体浓度检测报警装置,并安装一定的安全连锁装置,而让发生事故知识能够及时的停止生产,应对事发区域进行紧急的处理。由于部分企业为了提高生产效率,所以,部分设备处于24小时的运作状态,所以有必要加入自动控制系统,从而实现对设备的实施管理,例如通过加入自动控制装置可以实现对生产设备压力液位流量等重要参数进行监测,并将异常数据传送至控制中心,从而确保生产过程之中的安全隐患得到有效的控制,除此之外还需要设置一定的控制限值以及控制参数,从而确保生产过程能够安全、平稳的进行。从以往的化学工程事故之中,可以了解到,若建筑及装置未设有安全措施,则极有可能引发更加严重的事故,所以,为了确保聚丙烯的生产过程能够安全的进行,不仅需要对内部的管网系统进行整理,同时还应当对管网的破损情况进行检查,从而避免出现线路短路引发较为严重的安全事故。对于部分危险的区域,还应当设立一定的隔离区,同时将重要的设施划分出一定的安全界限,而避免连环爆炸事故的出现,例如:将可燃液体泵以及液化烃泵进行半露天或者露天的布置,从而防止可燃液体浓度出现上升的情况。
4结束语
综上所述,虽然聚丙烯的产成品并不属于危险的化学品,但其生产过程之中仍存在着大量的可燃性粉尘,这样就会使得生产过程之中的危险系数出现了上升,从而也给周围的设备以及建筑带来严重的威胁,所以,为了确保安全生产得以实现,则需要对建筑以及装置进行合理的布置,并设计相应的自动控制系统,从而严防安全事故的出现。