釜式法高压聚乙烯重点设备危险因素及防范措施Word格式文档下载.docx

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在日常生产中，若发生不影响压缩机运转的故障，处理得当，装置可继续运转；

如涉及到压缩机运转故障，则必须单线停车检修处理，发生气体泄测时要紧急停车处理。

（2）聚合部分

　　聚合部分（反应部分）是将催化剂加入由压缩部分送来的高压乙烯中，使乙烯气转化成聚乙烯的部分。

其单线核心部分由2台反应器（R—3），6台催化剂泵，2台超高压换热器组成辅助部分由10台超高压换热器、1套紧急放空阀、2套油压系统等组成。

聚合部分是高压装置反应的核心部分，其反应压力在130—200MPa以上。

反应压力、温度、催化剂加入量的控制直接影响到产品的转化率和质量问题。

如工艺指数给定、现场操作或机、电、仪等关键部位发生问题，将导致产品判级不合格、反应转化率下降等问题。

如遇气体泄漏或温度无法控制将导致分解、爆破等重大事故，是装置的事故多发区。

聚合部分的所有关键设备都在反应坝墙里面，反应坝墙是开放式的。

　　（3）切粒部分

　　切粒部分（分离造粒部分）是把由反应器送出的熔融聚乙烯和未反应的气体进行分离。

未反应的气体经分离、冷却、除去低聚物后返回压缩工段再压缩，然后送回反应器的部分。

其核心部分由高低压2台分离器、1台切粒机组成。

辅助部分由4台换热器、6台分离器、1套油压系统、一套脱水、分离、送料系统等组成。

切粒系统直接关系到高压产品质量、产量。

生产中，如因操作失误、设备原因等导致切粒系统发生故障，短时间内尚可通过降负荷等手段继续生产，但这样的结果通常会影响到产品的质量。

如发生大量块料、夹带等事故，则必须停车检修处理。

另外，为了调整产品性能而注入的添加剂也在这部分进行，在切粒部分的分离部分中如分离器料面过高将导致夹带事故出现，也是装置的事故多发区。

此部分的关键设备也是放置在坝墙以内。

　　高压装置重点设备机组为压缩机、反应釜、超高压换热器、催化剂泵、切粒机，此外，还有许多的特殊阀门，如控制反应压力的超高压调节阀（PCV—5）、控制反应压差的柱塞式遥控操作阀（HCV—33），紧急放空阀（HCV—31），这些阀门出现问题会使装置部分停工或单线装置停工，处理不当也有可能导致恶性事故发生。

　　2.重点设备

（1）一次压缩机（C—1）一次压缩机为高压压缩机，是用功率为1300kW的同步无刷励磁电机驱动，系六级五缸卧式对称平衡型活塞式压缩机。

一次压缩机（C—1）分为高、低压两组，低压段（1、2、3段）是把由低压受槽（D—8）来的0．03—0．04MPa的低压循环乙烯气体压缩到3．5MPa，并送入4段队口。

高压段（4、5、6段）是把从高压受槽（D—7）以及前段来的约3．5MPa的乙烯气体压缩到25MPa并送入混合器（V—1）。

一次压缩机（C—1）作为本装置的第一级压缩部分，其一旦因故障突然停机，后系统将无法维持正常压力而造成装置单线停车。

一次压缩机的低压段相当于低压循环气的压缩机，国内其他的高压聚乙烯装置有的是作为一台独立的压缩机来工作的，称为增压机。

一次压缩机设有油压联锁保护回路及温度报警等。

保护回路如表5—8所示。

（2）二次压缩机（C—2）

　　二次压缩机为超高压压缩机，由功率为6400kW的同步无刷励磁电机驱动，排气量为38.1t／h，转速为200r／min，系两级八缸卧式对置平衡型大型压缩机。

二次压缩机（C—2）作用为把由混合器（V—1）来的约22～25MPa的乙烯气压缩到反应压力，送聚合反应器（R—3）。

二次压缩机作为本装置的心脏设备，若出现问题不能运转，装置只能停工。

为保证压缩机安全，在二次压缩机（C—2）一段、二段出口设有油压式安全阀，安全阀所需的油压，由Z—4系统提供。

动作压力设定为：

一段144MPa；

二段270MPa。

　　另外，设有13点保护回路（如表5-9）及温度报警，以确保在异常情况下，压缩机、电机的安全。

　　（3）反应釜（R—3A／B）

　　反应器是一直立厚壁圆筒超高压容器，为本装置的关键设备。

器内有一搅拌器，筒体内上部装有搅拌电机，中部两侧装有防爆安全装置，在内压超过允许压力时，爆破板首先爆破将压力释放。

简体外壁设有夹套，通入水或蒸汽作冷却或加热用。

反应釜（R—3）主要作用是将经二次压

　　缩机（C—2）压缩的原料乙烯气，在高温高压下，一面注人催化剂，一面由搅拌器充分搅拌，以利于传热，同时防止局部过热分解反应，使乙烯连续地聚合为聚乙烯。

本装置反应器为750L大型釜式反应器，采用双釜串联生产工艺。

从而达到节约建设费用、提高转化率、降低能耗、物耗等电的。

实际生产中，如发生搅拌电机电流过高、反应釜泄露、温度、压力失控、催化剂泵注入不良等问题时，原则上考虑以停车处理。

另外，为保护搅拌器电机和搅拌的两个轴承，防止搅拌电流过高烧毁电机及出现其他事故，从安全角度考虑，操作法规定，搅拌器每运转4000-5000h，进行中修工作，更换搅拌桨及搅拌电机，保证装置的正常运转。

搅拌是釜式法高压聚乙烯区别管式法高压聚乙烯最明显的标志之一，是装置的非常关键的设备，如果搅拌电流发生异常，不到搅拌更换时间的时候也必须停车处理更换搅拌桨。

　　（4）高压换热器（E—15A／B）

　　超高压换热器是本装置的主要换热设备之一。

本装置的超高压换热器均为套管式，为减少结垢，提高传热效果，对水质要求很高，并采用超声波除垢器进行日常除垢工作。

因本换热器在超高压条件下工作，所以在材料、制造、加工、装配上要求较高而且严格。

本换热气的轴端密封，按温度压力不同，采用热套式。

E—15A为套管式热交换器，分为四组，可以按照必要的冷却量进行冷却。

其作用为冷却从R—3A送来的乙烯气和聚乙烯的混合物，降低R—3B进料温度，以期提高转化率，减少次品的发生。

但R—3A与R—3B的产率比发生变化，会影响产品质量。

因此，在不影响产品质量的条件范围内，控制E—15A的出口温度尽可能的低，是保证转化率和产品质量的重要控制手段。

在实际生产中，往往出现E—15A再生时间不够、管壁结垢过厚导致产品转化率下降，影响产量；

或者在停车过程中，残存聚乙烯固化堵塞换热器，导致无法正常开车等现象出现。

因此设置有高压蒸汽与冷却水切换阀，遇见上述问题时，切换至高压蒸汽进行加热和吹扫工作。

E—15B为套管式热交换器，分为两组。

是为了防止由于R—3B出口阀PCV—5的减压，造成混合物的温度上升，使生成的聚乙烯的质量恶化而设置的冷却器。

由于超高压的减压为放热反应，并且反应压力越高，温升越大。

聚乙烯一达到这样的高温，很容易分解产生染色品，低聚物增多。

因此，减压后必须尽快地降低温度。

但是，树脂温度的变化对高、低压分离器及挤压切粒机（X—1）的操作影响很大。

因此，要根据不同的熔融指数（M1）产品来进行冷却情况的更改。

　　（5）催化剂泵（Cat—P）

　　催化剂泵是将催化剂送人反应器，以引发乙烯聚合反应，为本装置重点设备之一。

反应器的反应温度控制很严格，它是由单位时间内注射催化剂量来控制。

催化剂量的多少直接影响到高压聚乙烯反应温度和产品的应用及质量。

为了满足催化剂注射量的变化，采用油压变量泵来调节。

催化剂泵的超高压产生是由大截面的低压活塞推动小截面的高压柱塞来实现的。

低压气缸是双作用的，两端轮换进油推动低压活塞作往复运动，从而使高压气缸吸人催化剂和排出超高压力的催化剂。

　　乙烯的聚合反应是一个强烈的放热反应，催化剂泵轻微的故障会导致注入量的波动，将引起反应温度波动较大，甚至造成反应温度失控或超温联锁，导致停车。

因此，在实际生产过程中催化剂泵的备用流程是一个很重要的问题。

目前，高压催化剂泵备用流程为两备四流程。

通过适当切换手动阀的开关和DCS中的软开关，保证备用泵能将催化剂送到所需要的任何一点。

　　（6）切粒机（X—1）

　　本装置切粒机由一台750kW的直流电机带动，转速为950～95r／min，通过速比为1／8．64的二级减速机带动，可挤压7．5—9．5t／h聚乙烯料。

水中切粒装置转动部分的驱动电机功率为45kW，由滑差电机控制转速，并由皮带传动传给切刀轴，切刀转速为1300～130r／min。

为保护切粒机、电机安全，切粒机自身设有13保护点联锁，一旦符合联锁条件，切粒机将自行停止。

联锁动作时，控制室指示灯亮并报警，不影响其他岗位正常生产，

　　3．特殊阀门

（1）超高压调节阀（PCV—5）：

本压力调节阀为气动费歇阀，采用气缸执行机构，设于反应器B釜下部物料的出口管线上，通过该阀将聚乙烯和未反应的乙烯物料从反应压力减压到25MPa左右，再去分离器使聚乙烯与乙烯分离。

故该阀对保证物料的畅通和稳定反应器的操作起到重要的作用。

同时该阀还是保证反应压力的最关键阀门，目前该阀的控制及执行机构老化比较严重，先进的油压阀是将来改造此阀门的首选。

（2）柱塞式遥控操作阀（HCV—33）：

本压力调节阀为费歇阀，采用气动薄膜式执行机构，设于反应器A釜下部物料的出口管线上，日常生产中由手动调整开度来调节反应器A釜、B釜压差，来进行反应釜的压力控制。

　　（3）紧急放空阀（HCV—31）：

是油压紧急放空阀，在反应压力达到设定的高限时自动打开，将反应器及系统内的乙烯和聚乙烯紧急放空，保证装置的正常生产。

　　二、危险因素及其防范措施

　　高压聚乙烯装置由于其自身技术特点，超高压、高温反应条件下进行的游离基聚合反应，物料大部分为甲类危险品，生产过程温度、压力一旦失控，将出现分解、爆破等重大安全事故。

（一）开、停工危险因素及其防范

　　1．开车时的危险因素分析及其防范措施

　　开车时，装置从常温常压逐渐升温升压达到各项正常操作指标。

物料、催化剂、水电汽逐步引入装置。

所以在开车时，装置的操作参数变化较大，物料的引人引出比较频繁，较易产生事故。

通常高压装置的开车步骤为：

　　置换、试压、加热、升压、投泵、造粒开车。

　　在开工时刻各个环节扣的很紧，在开工过程中应做好压力平衡和热平衡（热量的供给），各阶段易发生的事故分析如下：

（1）置换：

保证氧含量、水含量、氢气含量、乙烯气体浓度等指标的合格，是保证装置正常开车的关键步骤。

如果置换不彻底，会造成分解、飞温、产品质量不合格等事故，严重的甚至会发生爆破着火等。

因此每个置换步骤结束都要作严格的微量氧检测分析，合格后方可作下一步操作。

（2）试压：

主要是根据不同的生产牌号在装置冷态的情况下用乙烯气进行试压，查找可能的泄漏点，保证在正式开车时的热态情况下装置不发生泄漏。

由于现场压力不与控制室压力同步，现场必须留有人监视现场指示压力表，同时检查泄漏点，一旦出现泄漏，控制室立即降压操作。

高压下乙烯单体可能发生自聚反应，并且由于反应放热导致恶性循环，最终形成分解，所以试压过程要在可能范围内尽量快，同时必须保证冷态进行。

装置在现场所有关键的部位都安装了可燃气体检测报警器，共有100点，在试压时能起到关键的作用。

另外目前装置也在进行氮气试压的研究，采用氮气试压可以大大减小乙烯气泄漏时的危险。

　　（3）加热：

加热过程是保证装置达到一定的预热温度，利于投入引发剂开车的关键步骤。

加热主要是对反应器和超高压换热器的加热，这时系统内充满了乙