管式法高压聚乙烯装置危害因素及其防范措施.docx
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管式法高压聚乙烯装置危害因素及其防范措施
管式法高压聚乙烯装置危害因素及其防范措施
（一）危险因素分析
1．引发剂
本装置采用五种有机过氧化物作为引发剂。
过氧化物具有热不稳定性，易燃、易爆、遇水或高温易分解着火，形成热爆炸，所以在运输或储存时应与空气隔绝，配制时注意防静电、防火并保证在规定温度以下，工作人员在配制时应戴好防护用品。
配完后引发剂空桶及时清洗干净，废引发剂必须安全回收，并用己烷或C9稀释至规定浓度以下。
2．乙烯
乙烯是一种无色的略带特殊甜味的气体，其密度比空气稍低。
乙烯的危险在于其可燃性，它能够在一个很宽的组成范围内与空气混合形成爆炸混合物。
爆炸浓度范围为2．7％-36％（体积）；乙烯在空气中最大允许极限是5500X10—6，为可燃下限的20％。
3．丙烯
丙烯是一种具有相当宽爆炸极限的可燃气体，爆炸浓度范围为1．0％—15％（V）；它是无色有甜味的气体，高浓度的丙烯具在一定的麻醉作用；由于丙烯比空气重，它能流到装置内的下水道和低凹之处，这样在有过量的丙烯释放出来时由于远处的火源可能发生闪燃现象，其在空气中最高允许极限为4000X10—6，为可燃下限的20％。
4．丁烯—1
丁烯—1是一种略带甜味的无色气体。
其密度比空气大，易在下水道和低洼处淤积，容易造成燃烧和爆炸事故；丁烯—1有较宽的爆炸浓度范围1．6％～10．0％（体积），在空气中允许最高极限为3000X10—6。
5．己烷
己烷是无色透明有轻微气味的有毒液体，其沸点较低，在室温下将产生有毒气体。
在空气中最大允许浓度为1000X10—6，在2000X10—6范围内，不会有任何麻醉作用，但当浓度增加至5000X10—6时，则将使人发生眩晕；己烷为自燃性物质，自燃点244℃，对其低自燃点必须特别注意；吞下或吸人己烷都是危险的，吸人己烷蒸气，将使神经系统在一段时间内受到影响，室温下人体皮肤短时间接触已烷不至于造成严重问题；处理己烷时，务必戴上手套、面罩，若己烷蒸气弥漫于空气中，则应穿戴配有呼吸器的防化连体服；己烷受害者应迅速离开事故地点，立即脱下被污染的衣服，并用肥皂和水冲洗皮肤，若己吞下己烷，则应尽快催吐，以排出胃中的己烷。
6．氮气
氮气无色无嗅不可燃气体，无爆炸性、无毒，当氮气高到足以使氧的含量低于维持生命所需的浓度时，会发生窒息作用。
本装置部分设备是用氮气保护的，在操作、检修时要特别小心，以防氮气窒息等事故。
使用高压氮钢瓶应按厂家说明书进行，当储存和运输时，应用铁链紧固，以防滚动。
7．醋酸乙烯（VA）
醋酸乙烯（VA）属于低毒类，有麻醉和全身毒性作用，对眼和上呼吸道有强烈刺激作用，可经皮肤吸收。
人在17．5％～35．5mg／m3环境长期工作无中毒状。
防护措施：
可佩戴自吸式防毒面具，紧急事故时应佩戴空气呼吸器。
（二）紧急处理方案
1．在不明区域出现大量气体泄漏或着火情况的处理措施
当出现大量气体泄漏或火灾，不能准确判断出现事故的地方，，则使用通用紧急按钮。
（1）大量气体泄漏时：
控制室班长按下“泄压模块”按钮（该联锁停车动作见联锁因果图）。
系统泄压并隔离；打开反应区、循环系统、高分区的水喷淋。
（2）发生火灾时，按标准程序报火警。
值班长打开火灾停车模块开关（该联锁停车动作见因果图）。
系统泄压并隔离；打丁开反应器、循环系统、HPS喷淋；之后，在班长指挥下，根据当时火灾的具体情况，采取进一步措施。
2．反应区出现紧急情况的处理
（1）发生大量气体泄漏：
值班长按下反应区紧急气体泄漏“放空模块”开关，进行系统隔离和泄压。
反应器到HPS的水喷淋系统：
开。
（2）着火时：
值班长按下反应区火灾紧急停车模块开关，进行系统隔离和泄压。
乙烯进料截止阀关；反应器和HPS区水喷淋：
开；进一步，如果二次机也出现气体泄漏，则可进行进一步的隔离：
关主物流进料阀；关两侧流进料阀。
3．循环系统紧急情况及处理
（1）出现大量气体泄漏。
班长按下循环系统“检测气体泄漏紧急按钮”。
系统进行隔离和泄压；乙烯进料截止阀关；反应器到循环系统、HPS喷淋：
开。
（2）发现火灾。
班长按下“循环系统火灾按钮”。
系统隔离并泄压；反应器到循环系统、HPS水喷淋：
开；延时30s后，再检查：
排放气压缩机／一次机／二次机停车动作；一次机泄压情况；乙烯进料截止阀关。
进一步的措施：
如果HPS漏气，单独关循环系统人口阀；关反应器保护阀；开循环系统泄压阀。
4．引发剂／调节剂注入泵区域紧急情况及处理
出现大量气体泄漏或火灾：
压缩岗位立即停二次机，班长检查：
二次机停车动作，尤其注意：
引发剂系统：
入口截止阀关，出口放空阀开；调节剂／VA系统，联锁动作：
各泵吸人阀关，如果能接近的话，将调节剂／VA排到罐D—1655。
进一步的消防预案措施：
打开引发剂／调节剂区的水喷淋；关调节剂供给阀，如果无法靠近，关界区供给截止阀；关从配制罐来的引发剂供给管线阀。
5．引发剂配制区域紧急情况时的处理措施
（1）配制区紧急情况通用措施：
当配制区出现大的气体泄漏或发生较大火灾，总要将己烷接到出现问题的罐，有2个原因：
降低引发剂浓度；吸收引发剂溶解产生的热。
注意：
只有当己烷总管压力大于出现问题的配制罐或进料罐的压力时，才能将己烷接入。
同时通过闭合排放系统，将罐中尽可能多的流体排放掉。
（2）隔离：
班长关丙烯供给管线上的截止阀；现场人员将己烷连通到有问题的罐上；班长将有问题罐提供的引发剂的反应区停止反应；现场人员打开引发剂泵人口排放阀，将引发剂排到罐D—1304；现场人员如果可以靠近的话，通过该罐底部将液体排到罐D—1303中；当罐中液体必须移走时，打开顶部的放空阀。
（3）消防：
打开配制区的喷淋；将配制与其他建筑间的水幕打开；如果罐的压力达到了设定值，发生爆破片破裂，则清理干净配制罐建筑周围。
6．排放气／一次压缩机区域出现气体泄漏或火灾及处理按排放气／一次压缩机气体／火灾检测按钮，系统停车隔离泄压。
7．二次压缩机区域出现气体泄漏或火灾及处理
按二次压缩机气体／火灾检测按钮，系统隔离并泄压；隔离引发剂和调节剂泵区域；如果泄漏发生在二次机人口附近，应迅速的释放人口总管的压力。
8．液压系统紧急情况处理
（1）出现油大量泄漏情况（或火灾）：
停二次机；班长隔离反应器，停液压油泵（现场或遥控）。
进一步的消防措施：
班长将紧急情况通知各岗位人员。
如发生火灾，报火警，现场人员使用泡沫灭火器灭火。
（2）液压油系统故障，油压丧失时：
装置停车
9．料仓熔料或着火
（1）原因：
净化风量不足；净化风温度高；输送风温度高。
（2）处理：
如该料仓正在进料应立即停止进料；停净化风；向料仓通人低压氮气；用低压消防水给料仓降温；如火势不能控制立即通知消防部门。
10．仪表风故障及处理
当界区来的仪表风总管压力低于0．4MPa（表）时，压缩空气储罐出口阀会自动打开。
压缩空气储罐中的压缩仪表风减压补充进入仪表风系统。
压缩空气储罐中仪表风可供装置半小时使用。
此时，应及时与调度联系，若5分钟内仪表风总管不能迅速恢复正常，应进行紧急停车处理。
11．停电及处理
如果是全装置停电，包括照明电在内。
平时应有应急灯，停电后，应急灯应打开。
仪表电源在此紧急情况下，能在15min内使用、保证将各控制阀打到安全位置。
装置安全联锁系统将启动，按下向大气泄压按钮，停下反应器、压缩机，打开放空阀向大气放空，停下挤压机，并做好停车后的清理工作。
装置将在15min内停工。
检查各系统应处于安全状态。
尤其注意将备用N2引到净化风管线。
值班长通知电气值班人员紧急启动柴油发电机机组，向重要设备供电，操作人员要立即重新启动RE—1952。
注意检查引发剂加料罐和料仓温度变化情况。
12．停蒸汽及处理
降低一次机出口压力，提高一次机吸入温度；将第一引发温度设定在180℃，努力保持，若不行，停止反应；停各反应点，使反应器降压到引发压力，处于备用状态。
（尤其是生产高Ⅷ指数产品时，先作这一步）；若是在生产中密度牌号时，先不要采取行动。
密切注意D—1450压力，因公用水系统的压力由高压蒸汽控制。
若压力下降，不能保持，则停车；与调度联系，蒸汽是否能在短时间内恢复；蒸汽若不能在短时间内恢复，则全装置停车。
注意：
因紧急放空系统中，蒸汽是安全措施之一，若无蒸汽，处于不安全状态；公用水系统压力若无法保持，有分解危险；第一点引发温度也难以保持。
13．循环水停止及处理
总则：
当全装置无循环冷却水，用安全的方法，将装置停车处于备用状态。
（当冷却水恢复后，可以准备开车。
）停反应器各反应区；停排放气压缩机、一次机、二次机；向液压装置、RE—1952提供紧急冷却（用消防水）；将所有用水冷却的泵停止（调节剂泵、引发剂泵、夹套水泵、RE—1951冷冻机组等）；将引发剂罐系统排空稀释，使之处于安全状态；将各系统保压。
（三）装置安全自保联锁系统及其作用
由于装置出现不正常情况时，容易出现超温、超压等现象。
这些现象的出现极易造成装置的设备损坏和着火爆炸事故。
所以高压聚乙烯装置都设有装置安全自保联锁系统，即在某些工艺参数达到某一数值时，装置自保联锁系统动作，以保护装置。
现在装置大都采用ESD或FSC系统执行。
在聚合部分配备一个安全保护系统，该系统旨在紧急状态下建立一个安全的运行模式。
它是通过部分或全部停车和设备泄压来完成的。
这个保护系统的核心部分是反应器逻辑，本逻辑在搬运或自动输入上采取正确的措施使反应器平稳的停下来，然后使反应器和周围系统部分的或全部的泄压。
手动输入可以是用事故按钮去启动一个排放或停车模式，也是要以操作工对紧急情况作出的反应，这个紧急情况是指气体泄漏、火灾等报警。
要指出的是紧急情况由放在控制室的控制盘或设置专用的控制屏幕来指示。
自动输人是由现场仪表或其他的逻辑输出提供的。
反应器的联锁系统提供了对反应器系统安全保护三种主要响应之一：
①将反应平稳的调整回来；②反应器停车，在可控条件下泄压；③反应器停车，进行紧急泄压。
这三种主要响应导致了下面的主要动作：
①将反应平稳的调整回来。
此操作的目的是把反应器调整到一个安全的操作点，从而避免在刚一出现反应失控趋势时主停车；②反应器停车和有控制的泄压。
反应器停车时，有控制的使系统泄压最好，在没有分解反应和其他紧急故障的情况下，上述措施不仅是允许的，并且是能够做到的；③反应器停车并进行紧急泄压。
反应器紧急停车时，系统将被放空。
比如，反应器紧急停车的行动是由一个反应区中一个高温点引发，接下来反应器联锁系统启动以下动作：
停压缩机和泵；系统被隔离，并尽可能快的向大气泄压。
（四）装置易发生的事故及其处理
1．紧急情况处理的基本原则
在生产中出现紧急情况，应该按标准的处理方法采取措施，基本原则如下：
（1）首先，要判断弄清是哪一部分出现了紧急情况，估计哪部分是危险的，哪部分是安全的，尽快采取必要措施，尽可能降低事故损失。
（2）出现紧急情况时，应清楚明白地首先报告班长：
发生部位、严重性，各岗位操作人员要保持镇静。
（3）隔离危险部分。
当发生气体泄漏或火灾时，先是要尽可能截止气源，如果难以准确确定位置，则先将截止的范围扩大。
对本装置来说，这个隔离主要是通过联锁系统来完成的。
（4）对所切断区域的气体进行排空。
当气体泄漏时：
可排放到火炬系统或通过放空阀放到大气中。
当发生火灾时：
首先将气体排向火炬系统，然后考虑特殊情况，如风向、安全距离、气体泄漏量等，也可在合适的地方排放到大气中。
（5）注意相邻设备和管线的保护。
（6）在紧急的情况下，为了有效地灭火和进行抢救工作，平时就要熟练掌握消防设备的操作方法。
特别注意，灭气体火灾时，首要的是必须迅速切断气源，系统泄压，减少火灾损失，喷水主要是为了相应设备及周围的冷却。
倘若因喷水把火熄灭了，但周围空间仍充满了气体，则有引起空间爆炸的更大的潜在危险，所以不能用喷水的方法去灭因乙烯泄漏所引起的火灾。
（7）紧急处理时，原则上是在指挥者（当班班长或车间值班领导）指挥下进行。
当发现紧急情况时，各当班者应立刻采取有效措施，本着安全第一的精神，进行初期处理，要按程序进行准确详实的报告，按有关指示和标准紧急处理要领进行，以防止二次灾害的发生。
（8）紧急情况下的一些通用措施：
①当发生紧急情况时，每个人在保护自身安全的同时，离开工作区前，要使自己管辖或操纵的设备处于安全状态；②所有机动车辆禁止通行；③动火工作立即停止，必要时，用水或干粉将热点消除；④危险气体钢瓶，放回非危险区。
2．装置易发生的事故及其处理
由于高压聚乙烯装置从进料一直到出料，均为易燃、易爆物料，且压力和温度较高，特别是二次压缩机和反应器等部位。
常见事故及处理预防措施见表5—5。
3．部分重大事故原因分析
（1）反应器乙烯泄漏着火爆炸事故
在高压聚乙烯装置，曾多次发生反应器乙烯气体泄漏着火爆炸事故。
根据事后分析，认为是高压聚乙烯气体的泄漏减压至常压，高速喷出的聚乙烯气体产生静电引发起火。
因此在生产装置上加强静电接地工作十分重要。
（2）分解事故
在高压聚乙烯生产中，在反应器内很容易出现乙烯或聚乙烯分解事故。
乙烯在高压高温下不稳定，可分解成为碳、氢、甲烷。
随着乙烯聚合及分解反应而造成热焓变化。
一旦发生分解反应，由于产生反应热，温度进一步升高，就会加速反应，使反应爆炸性的进行。
如果充分地除去反应热，爆炸式的分解就能被抑制，而停止在局部反应上，这状态，称为温和分解。
发生分解反应，是爆炸式地进行还是停止在局部反应上，决定于压力和温度。
引起分解反应的原因是：
引发剂浓度的不均匀，引起局部过热产生剧烈反应；机械摩擦；反复地进行绝热压缩和膨胀；热聚合。
引发剂浓度的不均匀是由于引发剂注入装置不合适，搅拌器不正常，及误操作而过多地注入引发剂等原因引起的。
所谓机械摩擦是由于压缩机的润滑不良，或机械部件和仪表附件等产生摩擦热导致分解反应。
此外，乙烯在密闭的条件下，反复绝热压缩、膨胀，使温度激烈上升，而引起分解反应。
热聚合：
乙烯的聚合，不仅可以靠引发剂，也能靠热来加以引发。
乙烯在高温静止状态下，即有“死空间”存在时，由于聚合而生成的反应热被积蓄起来，能导致分解反应，所以必须充分注意产生这样的“死空间”。
反应热的蓄积是产生分解反应的条件，在冷却状态一定的情况下，依赖于聚合速度及“死空间”的截面积。
成为产生分解反应的“死空间”的临界半径。
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