氯乙烯聚合安全設(shè)計(jì)與安全生產(chǎn)控制

氯乙烯聚合安全設(shè)計(jì)與安全生產(chǎn)控制摘要：聚乙烯是我國(guó)重要的化工原料，對(duì)工業(yè)建筑的生產(chǎn)有著十分重要的作用。本文介紹了聚乙烯聚合工藝的安全控制以及在緊急狀態(tài)下的可采用措施。

關(guān)鍵詞：氯乙烯聚合；安全設(shè)計(jì)；安全生產(chǎn)

1.前言

近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)PVC的需求和產(chǎn)能也在快速增加，在生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí)，如何通過(guò)有效的安全控制，即能提升聚合效率又能降低聚合反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)整個(gè)PVC生產(chǎn)行業(yè)有著深遠(yuǎn)影響。因此在PVC聚合工藝技術(shù)和設(shè)備維護(hù)上，必須建立有效的關(guān)鍵危害管理系統(tǒng)，應(yīng)急計(jì)劃以及其他全面有效的預(yù)防和控制措施。

2.氯乙烯聚合安全設(shè)計(jì)

在氯乙烯的安全設(shè)計(jì)中，安全生產(chǎn)是第一位，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)首先盡量做到本質(zhì)安全化，在設(shè)計(jì)階段，就完善聚合物料配比、溫度、壓力、攪拌速率等安全控制條件；其中需重點(diǎn)保障聚合反應(yīng)雙電源，并在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中考慮使用工藝技術(shù)的可操作性和安全性。是必需的。在設(shè)計(jì)概念中，如果要達(dá)到本質(zhì)安全的目的，則意味著不會(huì)由于錯(cuò)誤的操作或故障而造成人身傷害。氯乙烯聚合反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生事故的最危險(xiǎn)原因是停電導(dǎo)致聚合釜攪拌停止，但釜內(nèi)反應(yīng)仍在進(jìn)行，使得聚合釜在較短時(shí)間內(nèi)超溫、超壓，進(jìn)而導(dǎo)致容器、管線破裂、物料泄漏，引發(fā)火災(zāi)、爆炸、中毒等事故。

2.1備用電源保護(hù)

如果在氯乙烯聚合過(guò)程中發(fā)生斷電，將存在巨大風(fēng)險(xiǎn)隱患，并嚴(yán)重威脅安全。根據(jù)相關(guān)的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范，必須使用雙電源為氯乙烯聚合系統(tǒng)供電。如果電源（主）之一發(fā)生故障，備用電源（從）將能立即切換投用。此外，對(duì)DCS、ESD（SIS）、應(yīng)急照明等一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除了使用雙電源之外，還應(yīng)配備專(zhuān)用的應(yīng)急電源。在雙電源設(shè)計(jì)中，兩個(gè)電源相互冗余并且可以自動(dòng)切換。這種避免停電的措施和設(shè)計(jì)是確保生產(chǎn)安全的最堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.2急停設(shè)計(jì)

如果系統(tǒng)斷電，必須添加用于緊急停止反應(yīng)的緊急事故終止劑。一是從聚合釜的頂部添加，則不會(huì)影響內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài)，安裝設(shè)置容易，同時(shí)為確保終止劑分散效果，在聚合釜底部配備氣動(dòng)攪拌裝置。二是是從聚合釜底部添加緊急事故終止劑，其優(yōu)點(diǎn)是，注入的終止劑隨著釜內(nèi)液體物料旋轉(zhuǎn)的慣性，可快速分散，充分進(jìn)行終止反應(yīng)，但對(duì)注入設(shè)備的制造要求較高，既要防止注入口被堵塞，又要確保儲(chǔ)氣罐有足夠的壓力。

2.3系統(tǒng)安全配件

PVC聚合釜反應(yīng)過(guò)程中，存在VCM單體、PVC顆粒等物質(zhì)，且在長(zhǎng)時(shí)間后，釜內(nèi)空間各處均可能產(chǎn)生并粘連塊狀聚合物。若僅使用安全閥，則在安全閥的內(nèi)部機(jī)構(gòu)間隙、進(jìn)出口處易發(fā)生堵塞，因此，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，聚合釜一般采用爆破片、安全閥串聯(lián)設(shè)計(jì)，爆破片作為第一層防護(hù)、安全閥作為第二層防護(hù)。

2.4電氣設(shè)備控制設(shè)備的合理選擇

在氯乙烯聚合區(qū)域中使用防爆電氣設(shè)備時(shí)，必須是A級(jí)或以上等級(jí)或本質(zhì)安全型設(shè)備。設(shè)備控制已開(kāi)始流行，但是在工業(yè)控制中，安全性和穩(wěn)定性是要評(píng)估的首要因素，最好使用工業(yè)設(shè)備。通過(guò)在聚合區(qū)的緊急操作面板上設(shè)置一次回收的單體流量并控制冷水閥，可以有效地監(jiān)控回流流量。除了上述主要的安全設(shè)計(jì)外，還應(yīng)注意一些輔助設(shè)計(jì)。在供暖，通風(fēng)和建筑設(shè)計(jì)方面，還嚴(yán)格遵守建筑設(shè)計(jì)的防火和HVAC設(shè)計(jì)要求。聚合裝置的布局應(yīng)遠(yuǎn)離居住區(qū)或夏季最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。工廠建筑物應(yīng)建造為開(kāi)放式建筑物，以確保通風(fēng)。

3.停電應(yīng)急處置措施

如果系統(tǒng)停電，則必須根據(jù)停電執(zhí)行緊急事故終止劑注入操作。在實(shí)際的制造過(guò)程中，可以根據(jù)情況從聚合釜的頂部或底部加入，從而達(dá)到緊急停止反應(yīng)的目的。一般情況下，聚合釜VCM單體、引發(fā)劑等物料進(jìn)料口、熱媒進(jìn)出口閥門(mén)切斷閥采用氣關(guān)閥，循環(huán)水出口閥門(mén)切斷閥采用氣開(kāi)閥，保證斷電后閥門(mén)切換至正確位置，但中控和現(xiàn)場(chǎng)仍需第一時(shí)間進(jìn)行復(fù)核，以確保閥門(mén)處于正確位置。

4、氯乙烯聚合其他安全設(shè)計(jì)

4.1物料計(jì)量選擇

4.1防粘釜技術(shù)在氯乙烯的聚合生產(chǎn)過(guò)程中，需要采取一定的措施來(lái)避免粘釜的現(xiàn)象出現(xiàn)。首先可以采用高壓水進(jìn)行沖洗，去除隨著物，之后利用防粘釜?jiǎng)┻M(jìn)行涂壁處理。在噴涂時(shí)要充分利用風(fēng)機(jī)控制釜內(nèi)氣流的方向，噴涂均勻。對(duì)于一些特定的部位，對(duì)于噴涂的厚度要進(jìn)行掌握好，避免在危險(xiǎn)時(shí)因?yàn)槎氯霈F(xiàn)更嚴(yán)重的事故。

4.2物料計(jì)量選擇

為了提高產(chǎn)能，企業(yè)總是希望能夠在加料時(shí)多些。其實(shí)從安全上來(lái)講，需要保證安全線的控制。物料不能超過(guò)一定的限制，否則容易造成裝置運(yùn)行故障。一般來(lái)講，加料后的體積占到釜總體積的九成左右就不要再加了。如果注水過(guò)量，有可能會(huì)導(dǎo)致聚合釜壓力過(guò)大，氣體噴出，有重大的危險(xiǎn)。

4.3溫差、壓差監(jiān)控

聚合監(jiān)控預(yù)測(cè)在聚合反應(yīng)期間，需要對(duì)內(nèi)部的溫度、壓力與功率進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析確定是否存在故障的可能性。在聚合釜上至少要安裝兩個(gè)以上的溫度觀測(cè)點(diǎn)，至少安裝三個(gè)以上壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)。當(dāng)溫差相差0.2℃時(shí)，報(bào)警器將會(huì)出警告聲音，當(dāng)壓力有偏差時(shí)，需要對(duì)壓力表進(jìn)行調(diào)速，如果發(fā)生壓力迅速增大的問(wèn)題，需要進(jìn)行緊急回收或終止反應(yīng)。

4.4排料完全

在聚合釜反應(yīng)完成之后，如果料有存留，將會(huì)不斷生成成品魚(yú)眼現(xiàn)象，而且在釜內(nèi)將會(huì)出現(xiàn)壓力過(guò)大的問(wèn)題，造成單體泄漏。在實(shí)際的生產(chǎn)時(shí)，要盡可能把料全部排出。通常從三個(gè)方面進(jìn)行判斷，首先是對(duì)料泵電流分析，其次是對(duì)出漿料罐的液位來(lái)判斷，最后是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的觀察聚合釜水封管線來(lái)判斷。

5.結(jié)束語(yǔ)

氯乙烯聚合反應(yīng)工藝涉及的物料具有易燃易爆性，操控較為復(fù)雜，屬國(guó)家監(jiān)管的重點(diǎn)危險(xiǎn)化工工藝，因此，在生產(chǎn)的過(guò)程中要采取不同的措施來(lái)保證聚氯乙烯工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性。以安全為第一的目標(biāo)來(lái)組織生產(chǎn)。