石油化工操作聚合釜安全技術

　　1．溫度的控制

　　溫度是生產操作zui重要的指標，不同化學反應有zui適宜的反應溫度聚合釜；各種機械、電氣、儀表設備都有使用的zui高和zui低允許溫度；各種原材料、助劑等都有貯存使用的溫度范圍。原油加工、蒸餾、精餾過程中不同的控制溫度更是直接決定著不同餾分產物的組成。工藝過程中溫度的受控程度更是裝置安全性的重要標志。溫度對崗位操作的影響是zui直接的。如在石油裂解過程中，超溫會造成催化劑失去活性，深度裂解，導致爐管結焦燒毀甚至發生爐膛爆炸。在塑料、橡膠聚合過程中，超溫往往會造成釜內爆聚、凝膠結塊等。在氧化、還原反應生產過程，如果溫度控制不當，可直接引發爆炸。如過氧化氫異丙苯生產過程中，異丙苯氧化反應溫度不得超過120℃，提濃塔塔釜溫度不得高于100℃，否則就會因為氧化過度和過氧化物分解引起爆炸。所以生產過程的溫度控制力求合理，手段力求完善，操作要力求準確。

　　反應聚合釜熱的加入或移出，控制手段要綜合搭配、完善，不留死角。以橡膠聚合為例，釜內反應熱的移出手段應考慮釜內攪拌強度，釜內列管、蛇管散熱控制，夾套散熱控制，釜外循環冷卻系統（如單體、惰性氣體蒸發外循環冷卻等）的控制等，要針對釜內放熱熱負荷大小和釜的結構與容量大小，配置完善的溫度控制手段。特別是對于高溫、高壓；劇烈反應的溫度控制，要實行雙保險或多保險。如聚合釜攪拌的雙路供電或設保安電源、人工攪拌裝置等。裂解爐的爐管溫度聯鎖、濕潤配合蒸汽聯鎖、進料聯鎖以及防止計算機誤動作和人工誤操作的聯鎖等，使反應系統正常的溫度控制和異常情況下的溫度控制都有完善有效的手段。

　　在實際操作時，判斷問題要準，指令下達要準，執行指令要準，是溫度控制的重要保證。

　　2．壓力的調整與控制

　　壓力控制主要包括壓力的形成與壓力的使用兩個環節。一個系統壓力的來源主要是氣體壓縮增壓、液體輸送增壓和化學反應增壓三個方面。氣體壓縮增壓環節，主要是以壓縮機為中心的壓縮安全操作。隨著工藝的不同，壓縮機的能力、結構、形式各不相同，如往復式壓縮機、離心壓縮機、水環（液環）式壓縮機、螺桿壓縮機等。但從操作控制強度和安全角度出發，zui典型的是往復式壓縮機。在崗位操作中影響壓縮機工藝參數的zui突出問題有液體進缸、機械故障和出口及后系統排壓不暢。操作者在操作中要勤于檢查，認真聽、摸、看、想。就是聽壓縮機各部位運轉聲音是否正常，摸電機及其他有關部位溫度是否正常，看水、油分離器液面，看放空及后系統有無凝結水（液）凍堵，想就是認真思考檢查情況，判斷壓縮機運轉是否正常。

　　另外，就是對化學反應增壓的操作控制。有些反應過程要產生氣態副產物，再加上系統自身的壓力，如果尾氣系統排壓不暢，就會使整個反應系統憋壓，影響系統的壓力控制，嚴重時會引起事故。如某化工廠乙苯絕熱脫氣爐在冬季開車時由于脫氫氣反應系統尾氣放空阻火器被凝結水凍堵，排壓不暢，導致絕熱脫氫爐系統憋壓，乙苯從法蘭墊刺開漏出，遇爐子明火而著火爆炸。如果反應系統的增壓與尾氣凝結水（液）的凍堵連在一起，其危害更大，所以更應引起高度重視。

　　3．液位的安全控制

　　生產過程的液位控制主要是不超裝、超貯、超投料，液面要真實。假液面是生產過程中影響液位控制的常見問題。形成假液面的原因主要有：

　　（1）液面計（及液面計管）凍堵；

　　（2）密度不同的液體混合操作時，由于液面計管和容器內的液體密度不同，造成液面計液面與容器實際液面不一致；

　　（3）液面計閥門關閉或堵塞；

　　（4）液面計管、閥門被凝膠、自聚物、過氧化物等堵塞，許多液面計管（板）是透明的，容易暴露在陽光下，所以在液面計處很容易形成自聚物和過氧化物；

　　（5）貯槽排水（排液）不及時；

　　（6）容器攪拌混合效果不好，容器內有沉淀分層；

　　（7）液面計與容器氣相不連通，造成氣阻；

　　（8）容器內液體氣化，造成氣液相界面不穩；

　　（9）接送料操作中液面不穩定。

　　消除假液面首先要穩定操作，認真進行崗位巡回檢查。另外還應注意液面計的選型和結構的改進。

　　4．物流與物料配比的控制

　　在生產中物料流量（或配比）的控制對操作的影響隨著反應的不同而不同。如在放熱反應中，隨著反應物投料速度加快，反應熱量增加，反應溫度就上升。如果反應熱不能及時撤出，就會引起反應系統超溫，物料分解、突沸而引發事故。如果反應溫度過低，反應物加入量過大，會暫時抑制反應溫度上升，一旦反應溫度回升，則積聚的反應物會在局部劇烈反應，同樣會導致突沸和事故發生。在有些氧化反應過程中，因加料速度過快，會造成反應速度過快發生爆炸事故。而且有些反應的反應物本身就能形成爆炸混合物。如乙烯氧化生產環氧乙烷的反應中，乙烯的氧化就是在接近爆炸混合濃度的配比下進行氧化反應的，一旦物流控制不當就會引起爆炸。

　　物流和配比的控制操作，在高分子合成的工藝過程中有它*的安全特點。與精細化工和一般化工合成反應不同，高分子合成的聚合反應主體是單體，用來引發聚合反應的引發劑配比很小，而引發劑加入量的微小變化，對聚合反應的速度和高聚物產品的結構性能有很大影響。引發劑加入的不準，會導致聚合反應超溫、超壓、爆聚、凝膠結塊等。準確加入引發劑，應注意以下幾個方面：

　　（1）選擇合適的計量設備。要根據引發劑的實際加入量選擇計量槽和計量泵的大小。如果計量泵、計量槽選擇過大，會降低計量調節精度，使操作難以控制。

　　（2）簡化計量系統工藝配管，提高自動化控制水平。盡量減少物料在系統的滯留量，一方面可以縮短計量環節的反應時間，另一方面可減少引發劑在計量系統停留時的凝結、結晶、沉淀。特別是間歇聚合的生產過程，引發劑結晶沉淀，堵塞液面計和加料管線是冬季生產的常見問題。

　　（3）準確計量、核準配方量。

　　（4）精心操作準確計量。認真檢查計量設備，及時消除假液面。DCS控制系統要注意核對計量前后的液面變化，防止計算機控制的誤動作或假動作。

　　（5）按要求進行攪拌，保證引發劑溶液的均一性和分析代表性。

　　此外，在許多高分子聚合的共聚過程中，不同活性的單體配料比例控制也應特別注意。

　?、儆捎诓煌瑔误w的活性不同，單體投料時的配比控制不好，就會影響聚合反應的速度。如在丁二烯和丙烯腈共聚過程中，由于丙烯腈的活性較大，在投料操作中，如果丙烯腈多加了，聚合反應就會變得劇烈，嚴重時會導致超溫、爆聚、凝膠結塊堵塞管線和設備。所以在實際生產中（特別是高腈聚合物的聚合過程中）丙烯腈的投料比例要嚴格控制；

　?、诓煌瑔误w投料比例的控制，直接影響共聚物中單體的結合比率和高聚物的結構，影響高聚物的質量。

　　加料順序和速度是所有化學反應操作中至關重要的一環。有些反應操作中，如果反應物加料順序顛倒，可能引起爆炸。如氯化氫合成時必須先投氫后投氯。三氯化磷生產時必須先投磷后投氯。磷酸脂與甲胺反應時應先投磷酸脂后滴加甲胺等。有些反應過程中反應速度是通過反應物的加入速度來控制的。如在丁基萘磺化生產間丁基萘磺酸的過程中，就是通過控制發煙硫酸的加入速度，控制反應速度和防止超溫。另外，有些反應過程中如果加料速度過快，會造成有害的或易燃易爆的反應尾氣來不及吸收而積聚外逸，造成人身中毒或引發火災爆炸事故。所以生產中一是要按規定程序加料，二是要嚴格控制加料速度，三是要有與反應能力相適應的尾氣吸收和通排風設施。

　　5．原料中微量雜質的控制

　　在普通化學反應和高分子聚合反應中，原料（或反應物）中的雜質雖然量小，但影響很大。如在聚合反應過程中，有些雜質會終止聚合反應活性，降低反應速度；有些雜質會破壞乳化液、懸浮液等反應系統的穩定性，造成反應器內凝聚結塊、堵塞設備；有些雜質會使高分子鏈發生岐化和交聯，影響聚合產品質量等。在許多化學反應過程中雜質的存在會引發副反應。原料中的雜質可能直接導致生產和貯運過程發生事故。如丁二烯中過氧化物含量增多，就有可能發生因過氧化物受熱或受振動分解引起的爆炸事故。原料碳四中乙烯基乙炔含量增加，會引起由乙烯基乙炔遇氧而形成的過氧化物分解爆炸事故。在化工操作中，對原材料或反應物雜質的控制，一是要按規定進行使用前的取樣分析，不合格的不能使用。二是要注意觀察原材料、助劑的外觀質量，如丁二烯過氧化物為乳白粘稠狀的，許多阻聚雜質會使原料變為黃色或棕色等，這都可以在貯槽液面上看出來。其三是加強原料、助劑投入反應后的操作監控，及時根據反應異?，F象判斷原材料助劑中雜質的影響，有針對性地采取措施，保證生產的安全穩定。

　　6．溢料的操作控制

　　溢料主要是指化學反應過程中由于加料、加熱速度較快產生液沫引起的物料溢出，以及在配料等操作過程中，由于泡沫夾帶而引起的物料溢出。由于溢料時相界面不清，給液面的調節控制帶來困難。反應過程中，溢料使反應物料外泄，容易發生事故。在連續封閉的生產過程中，溢流又容易引起沖漿、液泛等操作事故。為了減少泡沫，防止出現溢料現象，首先應該穩定加料量，平穩操作。第二，在工藝上可采取真空消泡的措施，通過調節合理的真空差來消除泡沫。如在橡膠生產的脫除揮發物的操作中可通過調節脫揮塔塔頂與塔釜的真空度差來減少脫氣過程的泡沫，以防止沖漿。第三是在工藝允許的情況下加入消泡劑消減泡沫。第四是在配料操作中可通過調節配料溫度和配料糟的攪拌強度，減少泡沫和溢料。

　　如果出現溢料或泄料，要根據物料性質進行處理，如果是易燃、易爆和有毒、有害的物料溢出，則禁止向排雨和生活廢水系統沖掃。

　　7．公用工程的安全控制

　　裝置的公用工程是指在生產裝置上共同使用的電、水、蒸汽、工藝空氣、儀表空氣、氮氣、冷劑等工程供應網。公用工程是操作和工藝參數控制zui基本的保證。如果沒有穩定的公用工程供給，就無法控制工藝參數，也無法正常開車。在一般生產過程中，對公用工程的使用與控制都有明確規定。如：

　　（1）氮氣壓料、吹掃、置換必須用活接頭連接，用完氮氣必須斷開活接頭，以防物料竄入氮氣管網中。

　　（2）儀表用空氣禁止用于工藝吹掃和置換等作業，以保證儀表空氣管網的壓力穩定。

　　（3）冬季蒸汽管網和用汽設備接受蒸汽時，須排出冷凝液并認真進行預熱，蒸汽閥門不能開得過猛過大。

　　（4）消防水、過濾水、生活水等不能互竄使用。

　　（5）蒸汽、氮氣和工藝空氣的使用要集中統一調度，有壓力波動應及時與調度。氮氣壓力低于物料壓力時，嚴禁用氮氣吹掃設備管線和用氮氣壓送物料，以防物料反竄入氮氣管網中。

　　（6）易爆聚、連續性強、危險性大的重點用電部位和系統，要采用雙路供電或配備保安自備電源，以保證安全生產。

　　8．工藝參數的自動控制

　　隨著技術進步，煉化生產裝置的自動化控制水平越來越高。生產過程工藝參數的控制從現場顯示、氣動檢測調節控制、電動檢測調節控制、智能型儀表控制到DCS計算機控制，大大提高了工藝參數的受控程度，保證了工藝的穩定和裝置的安全生產。在高度自動化控制的操作中應注意以下問題：

　　（1）在控制編程鎖定之后，非編程專業人員不得解除鎖定、隨意調整。工藝操作人員只能在自己的操作盤上操作，其它人不能亂動。

　　（2）隨時進行計算機操作與現場實際動作的檢查，及時防止和消除計算機誤動作。

　　（3）加強操作責任心，及時處理異常報警。由于計算機控制精度高，工藝參數和安全檢測報警點多，操作中不能有麻痹思想而忽視報警處理。在這方面也有過深刻教訓。某化工廠一次碳四跑料后檢測儀表報警，沒引起操作人員的重視和處理，反而認為是儀表誤動作，甚至關閉了報警信號。結果大量液化氣體溢出，蔓延到廠大門，發生嚴重火災爆炸事故。
（4）認真做好崗位巡檢，及時消除儀表與現場的差異。