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工艺安全丨聚合工艺

来源:化工安全云 发布时间:2021/01/11

       聚合工艺是国家安监局公布的首批重点监管的危险化工工艺之一,同时也是国家安监局要求开展反应风险评估的工艺之一。前面已经介绍过“工艺安全”专题的烷基化工艺光气及光气化工艺氯化工艺硝化工艺加氢工艺重氮化工艺氟化工艺氧化工艺胺基化工艺过氧化工艺磺化工艺,今天本文带大家了解一下聚合工艺。

工艺简介

       聚合是一种或几种小分子化合物变成大分子化合物(也称高分子化合物或聚合物,通常分子量为1×104—1×107)的反应,涉及聚合反应的工艺过程为聚合工艺。聚合工艺的种类很多,按聚合方法可分为本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合等。

典型工艺

       (1)聚烯烃生产:聚乙烯生产;聚丙烯生产;聚苯乙烯生产等。

       (2)聚氯乙烯生产;

       (3)合成纤维生产涤纶生产:锦纶生产;维纶生产;腈纶生产;尼龙生产等。

       (4)橡胶生产:丁苯橡胶生产;顺丁橡胶生产;丁腈橡胶生产等。

       (5)乳液生产:醋酸乙烯乳液生产;丙烯酸乳液生产等。

       (6)涂料粘合剂生产:醇酸油漆生产;聚酯涂料生产;环氧涂料粘合剂生产;丙烯酸涂料粘合剂生产等。

       (7)氟化物聚合:四氟乙烯悬浮法、分散法生产聚四氟乙烯;四氟乙烯(TFE)和偏氟乙烯(VDF)聚合生产氟橡胶和偏氟乙烯-全氟丙烯共聚弹性体(俗称26型氟橡胶或氟橡胶-26)等。

工艺危险特点

       (1)聚合原料具有自聚和燃爆危险性;

       (2)如果反应过程中热量不能及时移出,随物料温度上升,发生裂解和暴聚,所产生的热量使裂解和暴聚过程进一步加剧,进而引发反应器爆炸;

       (3)部分聚合助剂危险性较大。

重点监控工艺参数

       (1)聚合反应釜内温度、压力;

       (2)聚合反应釜内搅拌速率;

       (3)引发剂流量;

       (4)冷却水流量;

       (5)料仓静电、可燃气体监控等。

安全控制的基本要求

       反应釜温度和压力的报警和联锁;紧急冷却系统;紧急切断系统;紧急加入反应终止剂系统;搅拌的稳定控制和联锁系统;料仓静电消除、可燃气体置换系统,可燃和有毒气体检测报警装置;高压聚合反应釜设有防爆墙和泄爆面等。

宜采取的控制方式

       (1)相关企业应建立完整的聚合工艺安全信息档案,包括完善工艺各环节热力学研究,尤其是放热速度和放热量等热特性数据,根据真实信息筛选反应最佳控制点,实现工艺本质安全可控。

       (2)全面收集生产过程涉及的化学物料特性、工艺和设备等方面的安全生产信息,提出工艺控制要点、设备选型要求、操作冗余要求、检查要点等安全要素参数,逐步完善工艺系统改造、工厂设计、生产操作、设备维修保养经验、应急处置措施等安全信息档案。

       (3)将聚合反应釜内温度、压力与釜内搅拌电流、聚合单体流量、引发剂加入量、聚合反应釜夹套冷却水进水阀形成联锁关系,在聚合反应釜处设立紧急停车系统。严禁停用聚合反应系统温度、进料、冷却、搅拌、紧急排放等报警和自动安全联锁系统,杜绝由于人为摘除联锁或忘记投联锁造成不可预测结果。

       (4)当生产工艺发生变更时,要重新对变更后的工艺进行HAZOP分析,工艺反应安全评估等,并针对变更后的工艺组织进行相关人员培训考核。

       (5)设置完善的工艺参数变更制度,当涉及工艺参数变更时要严格依据制度,禁止操作人员随意变更反应工艺参数。

       (6)严禁违章操作,无章操作,明确各级员工岗位职责。

       (7)定期进行OTS仿真操作培训和事故演练,提升相关人员应急处置能力。

       (8)严禁占用堵塞消防通道,并设置紧急集合避险区域。

       (9)当涉及聚合产物废弃物处理时必须进行风险辨识与评估,并将相关信息完全提供给处置方。

事故回顾

       (1)2008年11月25日,广东云浮罗定市榃滨镇新邦林产化工有限公司发生火灾,事故造成3人死亡,3人受伤, 疏散了周边1公里内所有人员。事故的直接原因是:公司萜烯树脂车间一聚合反应釜冷却盘管出水管法兰在生产过程中突然发生泄漏,泄漏的冷却水与反应釜内的催化剂三氯化铝发生化学反应,生成大量的氯化氢气体引发冲料,导致松节油、甲苯、三氯化铝等混合物大量外泄,遇到一楼包装车间、锅炉车间等非防爆区域火源,被引燃并迅速回燃,引起树脂生产及包装车间内可燃气体爆燃,造成整个萜烯树脂生产车间发生大火。

       (2)2010年11月20日,山西榆社化工股份有限公司发生爆炸事故,造成4人死亡,2人重伤,3人轻伤,直接经济损失2725万元。事故的直接原因是该公司树脂二厂二号聚合厂房一聚合釜顶部的氯乙烯单体进口管线弯头焊口开裂,物料泄漏导致发生空间爆炸。

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