高压聚乙烯生产装置安全评价毕业论文Word格式文档下载.docx
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说明对反应系统极有必要采取一些安全防范措施，对压缩系统、分离系统和混合空送及储存系统也应配置相应的安全装置，以进一步降低生产的风险程度。
【关键词】高压聚乙烯聚合安全评价危险指数评价法
1．引言
高压聚乙烯生产装置是将乙烯聚合成聚乙烯的工艺装置。
工艺流程如图1所示。
由压缩系统、分离系统、混合空送及储存系统和包装码垛系统组成。
该装置以高低压纯乙烯为原料，过氧化苯甲酸叔丁酯和3·
5·
5三甲过氧化乙酯为催化剂，经压缩、反应、分离造粒、混合空送、加工、垛码等工艺流程，生产出具有良好加工性、成膜性、光学性能，优良的电性能及
图2生产工艺流程简图
耐化学腐蚀和耐低温性能的聚乙烯。
在整个工艺流程中，装置
内的介质从原料到产品都是有机物，且部分为具有易然性的液化气类；
生产过程中最高温度可达280℃，远高于设备内物料的闪点和燃点；
最高压力可达2650kg/cm²
;
这种高温、高压和可燃介质同时存在,无疑具有较大的火灾爆炸危险性.本文用危险指数评价法对其安全性进行评价,其目的就在于量化其危险性因素,综合分析装置的危险性,揭示生产过程中设备方面和工艺方面存在的危险性和发生事故的可能性,评价发生事故的严重程度,找出主要危险因素,力求从技术工艺、设备、原材料等方面采取措施，使事故的危险程度降低到最低允许范围之内。
2．危险指数法安全评价的原理及方法
2．1评价原理
危险指数评价法是利用工艺过程中的物质、设备、物料量等数据，通过逐步推算求出工厂装置的火灾爆炸危险性、事故造成的损失、分析事故的影响范围。
评价中使用的是对以往事故的统计分析，物质物性和能量的经验数据。
2．2评价方法、步骤
危险指数评价法的评价程序如图2所示。
由图2可知，该方法主要包括：
必要资料的准备；
确定评价单元；
确定物质系数（MF）；
一般工艺危险系数（F1）;
特殊工艺危险系数（F2）;
火灾爆炸危险指数F&
EI（表1）;
安全措施补偿系数（C）;
危害系数（DF）计算;
暴露半径（R）计算;
暴露区域计算;
暴露区域内财产价值计算;
基本最大可能财产损失（BASEMPPD）计算;
实际最大可能财产损失（ACTUALMPPD）计算;
最大可能工作日财产损失（MPDO）计算;
停产损失（BI）计算;
可接受危险程度计算等.
表1F&
EI及危险等级
F&
EI值
危险等级
1~60
61~96
97~127
128~158
>
159
最轻
较轻
中等
很大
非常大
3.危险评价法在高压聚乙烯生产装置安全评价中的应用
3.1单元划分
按该装置生产工艺特点,将该装置自然划分为压缩、聚合、分离、混合空送、挤压造粒、包装码垛等工艺单元。
在这些单元中，挤压造粒和包装码垛主要是对成品聚乙烯的自动化物理操作，不具有可燃性，在装置中是危险性较低的工艺单元。
因此，本文仅对反应系统，压缩系统，分离系统，混合空送几储存系统四个重要工艺单元进行评价。
3．2单元火灾爆炸指数计算
按表2的格式和项目进行选取和计算各项系数，并将各单元结果汇总于表2。
由表2可见，工艺危险性和火灾爆炸危险最大的是聚合反应系统（非常大），然后是压缩系统和混合空送及储存系统（中等），最后是分离系统（中等）。
表2单元火灾爆炸指数计算表
项目
压缩
系统
反应
分离
混合空送储存系统
选取重要物质
乙烯
聚乙烯
物质系数MF
24
10
一
般
工
艺
危
险
性
基本系数（1.00）
1．0
A.放热化学反应
0．5
B吸热反应
C物料处理与输送
D密闭式或
室内工艺单元
0．25
E通道
F排放和泄露控制
一般工艺危险系数F1
1．5
2．0
1．75
特
殊
A毒性物质
0．2
B负压
C易燃及接近易燃范围操作
罐装易燃液体
过程失常吹扫故障
一直在燃烧范围内
0．8
D粉尘爆炸
E压力
0．337
0．542
0．243
操作压力—Kpa
（绝对压）
130
240
29
释放压力—Kpa
（绝对压）
200
265
32
F低温
G易燃不稳定物质重量、燃烧热
工艺中液体气体
０．３３
储存中液体气体
储存中可燃固体
2．65
H腐蚀与磨蚀
0．1
I泄露—接头和添料
J使用明火设备
K热油热交换系统
L转动设备
特殊工艺危险系数F2
3．5
3．6
3．3
7．2
工艺单元危险系数F3=F1*F2
5．25
4．95
12．6
火灾爆炸指数F&
EI=MF*F3
126
173
119
3．3单元安全措施补偿系数计算
评价各单元安全设施所具有的防护水平，由工艺空控制系数C1，物质隔离系数C2，防火措施安全系数C3的乘积得到单元的安全措施修正系数。
在对高压聚乙烯生产装置进行考察时发现各单元之间的防护水平基本相同，仅反应系统因其危险性很大而有较多防护。
算得压缩系统，反应系统，分离系统和混合空送及储存系统的安全补偿措施系数分别为0.43，0.33，0.46，0.34详见表3。
表3 安全措施补偿系数表
项目
压缩系统
反应系统
分离系统
混合空送
储存系统
1、工艺控制补偿系数
A应急电源
0．98
B冷却装置
0．99
0．97
C抑爆装置
1．00
0．84
D紧急切断装置
0．96
E计算机控制
0．93
F惰性气体保护
G操作指南或操作规程
0．91
H化学活泼性物质检查
I其它工艺危险分析
工艺控制安全补偿系数C1
0．79
0．72
0．81
0．66
2、物质隔离
A遥控阀
B卸料/排空装置
C排放装置
D连锁装置
物质隔离安全补偿系数C2
0．86
0．87
3、防火设施安全补偿系数
A泄露检测装置
0．94
B结构钢
C消防水供应系统
D特殊灭火系统
E喷洒系统
0．74
F水幕
G泡沫灭火装置
H手提式灭火器
0．95
I电缆防护
防火设施安全补偿系数C3
0．63
0．53
0．60
安全措施补偿系数C=C1*C2*C3
0．43
0．33
0．46
0．34
3.4单元危险性评价
通过计算分析可知高压聚乙烯生产装置四个重点工艺单元在发生事故时的破坏程度、影响范围、直接财产损失和造成的停工损失，由此可说明各单元的事故严重程度。
在得知各单元的工艺危险性系数、火灾爆炸指数、物质系数基础上，借助道化第七版所提供的图表，曲线可求出破坏系数DF，影响半径R等一系列危险性系数。
在已知区域内可以求出最大可能财产损失和实际可能财产损失进而求出停产日和停产损失等。
结果见表4。
通过对比可知实际最大可能财产损由大到小依次是反应系统，压缩系统，混合空送及储存系统，分离系统。
对高压聚乙烯生产装置进行风险评价，是针对其中四个重点工艺单元进行的。
各单元危险性评价的结果如表5所示。
从表5中可以看出，实际最大可能财产损失和停工天数最多的是反应系统，因此很有必要对反应系统采取一些有针对性
表4 工艺单元危险分析汇总
1火灾爆炸指数
（F&
EI）
183
123
2、暴露半径（m）
33
47
3、暴露面积（m²
）
3422
6940
3217
4、暴露区域内财产价值（百万美元）
7．59
10．12
5．06
2．53
5、危害系数
0．80
0．88
0．28
6、基本最大可能财产损失（百万美元）
6．07
8．91
4．0
0．71
7、安全措施补偿系数
（C）
8、实际最大可能财产损失（百万美元）
2．61
2．94
1．84
0．24
9、最大可能停工天数
（MPDO）（天）
36
40
30
9
10、停产损失（BI）
（百万美元）
0．27
0．30
0．22
0．07
的安全防范措施；
压缩系统、混合空送及储存系统、分离系统的实际最大可能财产损失也很高，也应有一定的安全装置相配套，从而进一步降低该生产装置的风险程度。
表5装置风险评价结果
项目
物质系数
火灾爆炸指数
影响区域财产价值
（百万美元）
基本最大可能财产损失（百万美元）
实际最大可能财产损失（百万美元）
停产日（天）
停产损失
（百万美元）
4．装置风险评价结果与讨论
对于已运行多年的高压聚乙烯生产装置，难以改变目前的设备布局和工艺流程，应考虑增加安全措施，改进工艺条件，加强安全管理。
如果有机会对装置进行扩建、改建时，就可以从改变装置的布局、增加防火间距、减少暴露区域内投资、增加安全设施等方面入手，以降低风险程度。
在增加安全措施方面，可采用如下方法：
在生产装置内设自动连锁系统；
在控制生产条件的部位设测试点，测出温度、压力、流量、时间等参数，依靠仪表进行自动监控，防止工艺操作过程中的乙烯泄露；
在反应器上设置爆破膜，连锁等装置；
厂房应为甲级防火，一级防爆，并采用框架结构，不发火地面，设置防爆墙和泄压设施；
在重点部位和主要设备处设可燃气体报警器、水喷淋系统、室内外消火栓和泡沫消防系统等；
并设防雷防静电设施。
在工艺措施方面，研究采用新催化剂再生工艺，尽量避免装置中存在燃烧和爆炸反应。
在满足生产的前提下，适当降低压力及减少易燃和不稳定物质的数量。
从自身设备而言，应合理进行选材，保证设备、管道接口处的密封材料，填料要具有良好的性能，不要导致泄露。
除此之外，还应加强安全管理，强化安全检查。
5.结束语
《道化学公司火灾、爆炸危险指数评价方法（第七版）》是对石化装置风险性进行量化评价行之有效的方法，尤其是对装置的固有危险性及安全设施降低危险性的安全补偿作用进行认识和评价，为工厂进行现代化安全管理提供了科学依据。
然而该方法强调从宏观上评价风险性事故严重程度，即事故造成的财产损失，而无法从微观上认识产生事故的原因和发生事故的概率。
所以在运用危险指数评价法的同时，还应借助于其它方法。
从微观上有重点、细微地分析辨识危险源，采取针对性更强的防范措施。
通过对改装置的评价，我们认为：
（1）一个工艺单元即使在设计、制造、施工上符合有关的规范和标准，客观上还是存在固有的危险，往往这种危险还“很严重”。
危险评价法程序中所列的种种危险和修正项目都是我们日常安全管理和监督的重点。
（2）由于设计中装置采用了不少安全防范措施，使实际危险等级下降。
这告诉我们，在生产实际中必须严格执行工艺技术规程，并要重视安全装备的完好率和使用率，否则装置的危险等级会回升。
我们可以根据火灾爆炸指数计算表及安全措施补偿系数表中所列的项目进行回追分析，找出较大的危险性因素，从而利用有限资金有重点的采取相应措施，以降低相对危险值，直至达到人们可以接受的范围内。
参考文献：
[1]中国化工安全卫生技术协会防火防爆专业委员会编译。
道化学公司火灾、爆炸危险指数评价方法（第七版）[M]，1997.
[2]惠中玉.工业企业防火工程[M].北京:
警官教育出版社,1998.
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