聚合工艺安全控制系统设计指导方案.docx

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1、聚合工艺安全控制系统设计指导方案目录1概述错误!未定义书签。1.1 聚合工艺错误!未定义书签。1.2 聚合反应类型错误!未定义书签。1.2.1 本体聚合错误!未定义书签。1.2.2 溶液聚合错误!未定义书签。1.2.3 悬浮聚合错误!未定义书签。1.2.4 乳液聚合错误!未定义书签。1.3 聚合关键设备和重点监控单元错误!未定义书签。1.4 聚合工艺涉及的主要危险介质错误!未定乂书签。1.4.1 原料错误!未定义书签。1.4.2 其他原料-引发剂错误!未定义书签。1.4.3 产品和中间产品错误!未定义书签。1.5 山东省主要聚合工艺和产品错误!未定义书签。2危险性分析错误!未定义书签。2.1固

2、有危险性错误!未定义书签。2.1.1火灾危险性错误!未定义书签。2.1.2 爆炸危险性错误!未定义书签。2.1.3 中毒危险性错误!未定义书签。2.2工艺过程的危险性错误!未定义书签。2.2.2高压设备和管道内物料易泄漏，形成爆炸性混合物错误!未定义书签。2.2.3聚合反应若温度控制不当，易发生暴聚错误!未定义书签。2.2.4催化剂的性质增大过程的危险性错误!未定义书签。2.2.5原料含杂质引发危险错误!未定义书签。2.2.6聚合产物具有潜在的危险性错误!未定义书签。2.2.7聚合后处理过程中，在设备内可能形成爆炸性混合物错误!未定义书签。2.2.8静电危险性分析错误!未定义书签。3重点监控的

3、工艺因素及控制要求错误!未定义书签。31“in白J带。.与日!15O3.2 压力控制错误!未定义书签。3.3 严格控制原料纯度错误!未定义书签。3.4 正确使用催化剂错误!未定义书签。3.5 反应时按投料顺序和投料配比准确投料，总物料不应超量。错误!未定义书签。3.6 反应釜搅拌速度的控制错误!未定义书签。3.7 回流比的控制错误!未定义书签。3.8 冷却水的压力、流量控制错误!未定义书签。3.9 异常状态下报警及联锁控制错误!未定义书签。4推荐的安全控制方案错误!未定义书签。4. 1各工艺参数的控制方式错误!未定义书签。4.2 工艺系统控制方式错误!未定义书签。4.2.2控制系统的选用原则：

4、错误!未定义书签。4.3 安全控制方式错误!未定义书签。4.4 其他安全设施错误!未定义书签。5通用设计要求错误!未定义书签。5. 1收集产品工艺资料错误!未定义书签。5.2确定改造范围错误!未定义书签。5.3设备选型错误!未定义书签。5.4 提交方案错误!未定义书签。5.5 与建设方技术交底，提交改造图纸，签署设计变更。错误!未定义书签。6典型工艺安全控制系统改造设计方案错误!未定义书签。6.1 工艺简述错误!未定义书签。6.2 该装置聚合工艺危险性分析错误!未定义书签。6.2.1固有危险性分析错误!未定义书签。6.2.2工艺过程危险性分析错误!未定义书签。6.3某企业产品乳化剂安全控制方案

5、综述错误!未定义书签。6.4某企业产品乳化剂安全控制方案附图、附表错误!未定义书签。7聚合工艺安全控制系统设计指导方案附表、附图错误!未定义书签。7.1 山东省主要聚合工艺和产品情况错误!未定义书签。7.2 聚合工艺主要控制参数情况错误!未定义书签。7.3 安全控制系统设计企业需提供的资料清单错误!未定义书签。7.4 某企业乳化剂产品工艺管道及仪表流程图错误!未定义书签。7.5 5某企业乳化剂产品控制系统逻辑框图错误!未定义书签。7.6 某企业乳化剂产品控制、报警联锁一览表错误!未定义书签。7.7 某企业乳化剂产品自控设备表错误!未定义书签。8聚合工艺典型案例分析错误!未定义书签。为了指导全省

6、涉及聚合工艺有关企业的安全控制系统改造工作，指导有关设计单位相应的安全控制系统设计工作，并为各级安监部门依法监督检查有关企业的安全控制系统改造工作提供参考，依据国务院安委会办公室关于进一步加强危险化学品安全生产工作的指导意见（安委办200826号）、国家安全监督总局关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知（安监总管三2009116号）、山东省安监局关于推进化工企业自动化控制及安全联锁技术改造工作的意见（鲁安监发2008149号），制定本方案。1概述1.1 聚合工艺聚合的概念：将若干个分子结合为一个较大的组成相同而分子量较高的化合物的反应过程为聚合。聚合是一种或几种小分子化合物变成大分子化合

7、物（也称高分子化合物或聚合物，通常分子量为Ixio4-IxI（T）的反应，涉及聚合反应的工艺过程为聚合工艺。聚合反应是一个放热反应，要求在特定的温度、压力下进行，反应的速度除了受引发剂（催化剂）量的影响外，将随着温度的升高而加速，因此及时导出反应热是聚合反应中的关键问题，然后随着反应的进行，物料的性质有显著的变化，从而影响流体流动过程和传递过程，因此，聚合过程有可能出现反应失控和暴聚现象。1.2 聚合反应类型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。按照反应类型可分为加成聚合和缩合聚合两大类。1.2.1 本体聚合本体聚合是在没有其他介质的情况下，用浸在冷却剂

8、中的管式聚合釜或在聚合釜中设盘管、列管冷却进行的种聚合方法，如乙烯的高压聚合、甲醛的聚合等。1.2.2 溶液聚合溶液聚合是选择一种溶剂，使单体溶成均相体系，加入催化剂或引发剂后生成聚合物的一种聚合方法。1.2.3 悬浮聚合悬浮聚合是用水作分散介质的聚合方法。它是利用有机分散剂或无机分散剂，把不溶于水的液态单体，连同溶在单体中的引发剂经过强烈搅拌，打碎成小珠状，分散在水中成为悬浮液，在极细的单位小珠液滴（直径为O.Ium）中进行聚合，因此又叫珠状聚合。国际上的研究热点-分散聚合是悬浮聚合的特例：以水作分散介质，借助于无机盐的沉析作用和水溶性分散剂的稳定作用，将水溶性单体聚合成水溶性高分子分散体，

9、形成微米级分散体系。1.2.4 乳液聚合乳液聚合是在机械强烈搅拌或超声波振动下，利用乳化剂使液态单体分散在水中（珠滴直径0.001.O1um）,引发剂则溶在水里而进行聚合的一种方法。1.2.5 缩合聚合缩合聚合也称缩聚反应，是具有两个或两个以上功能团的单体相互缩合，并析出小分子副产物而形成聚合物的聚合反应。1.3 聚合关键设备和重点监控单元聚合工艺的关键设备是聚合釜和粉体聚合物料仓。聚合釜是带有夹套或盘管，用于加热或冷却反应物的压力容器，往往设有机械搅拌装置。由于在聚合反应中，物料形态发生变化，从而影响物料的流动和传热过程，因此需安装机械搅拌装置。在聚合釜上设置安全阀和防爆片。当聚合釜设置安全

10、阀时，在安全阀进口管段上应安装爆破片，或用惰性气体或蒸汽吹扫。粉体聚合物料仓：当带电粉体周围的电场强度超过介质（如空气）的击穿场强时，因介质产生的电离而使带电粉体上的静电荷沿击穿通道释放，从而产生静电放电。粉体放电类型有5种：火花放电（包括人体放电），刷形放电，电晕放电，堆表面放电，传播型刷形放电。1.4 聚合工艺涉及的主要危险介质1.4.1 原料聚合反应所涉及的主要介质具有自聚和燃爆危险性。如：聚合原料主要是聚合所用单体和引发剂，其中单烯煌聚合所指的单体包括液态的乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯、环氯乙烷等，二烯聚合所指的单体主要包括丁二烯、苯乙烯、丙烯睛、乙烯、丙烯等都属于甲类或乙A类火灾危险性

11、易燃气体或易燃液体。其中环氯乙烷、苯乙烯、氯乙烯等具有一定的毒性，环氧乙烷属于高度危害，氯乙烯属于极度危害，其余大多属于轻度危害，如乙烯、苯乙烯等。14.2其他原料-引发剂聚合反应涉及到的其他原料主要为聚合所用引发剂，引发剂一般是不稳定物质，有的为强氧化剂，有的可分解爆炸，有的易自燃，如过氧化物、偶氮化合物、烷基铝和三氟化硼等。1.4.3产品和中间产品聚合工艺涉及到的产品主要有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、合成纤维、涤纶、锦纶、维纶、睛纶、尼龙、丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁精橡胶、醋酸乙烯乳液、丙烯酸乳液、醇酸油漆、聚酯涂料、环氧涂料粘合剂、丙烯酸涂料粘合剂、聚四氟乙烯、聚醛多元醇等，这些产品

12、大多比较安全，其火灾危险性较低，若产品为粉体状，则易引起静电危害，进而引发粉尘爆炸。1.5山东省主要聚合工艺和产品山东省主要的聚合工艺有聚乙烯生产；聚丙烯生产；聚苯乙烯生产；聚氯乙烯生产；合成纤维生产：涤纶生产；锦纶生产；维纶生产；IW纶生产；尼龙生产等；丁苯橡胶生产；顺丁橡胶生产；丁储橡胶生产等；醋酸乙烯乳液生产；丙烯酸乳液生产等；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；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型氨橡胶或氨橡胶-26）等。主要聚合工艺和产品详见附表一,2危

13、险性分析2.1 固有危险性固有危险性是指聚合反应中的原料、产品、中间产品等本身具有的危险有害特性。2.1.1 火灾危险性参加聚合反应介质的自聚和燃爆危险性：单烯燃聚合单体包括液态的乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯等，都属于甲类火灾危险性易燃液体。二烯聚合所指的单体主要包括丁二烯、双环戊二烯、苯乙烯、丙烯糖、乙烯、丙烯等都是易燃物质，其蒸气能与空气形成爆炸性混合物。有些单体的储存温度低于沸点，所以需要在氮气保护下储存。有些单体是在压力下储存，在向储罐投单体前，应彻底用氮气置换。除乙烯、丙烯外其他单体都有自聚的特性，生成聚合物后容易堵塞输送管道。二烯烧（丁二烯、双环戊二烯）不仅能自聚，而且还能生成过氧化

14、物，这是一种有爆炸危险的不稳定物质。单烯烽聚合反应的引发剂（催化剂）一般是不稳定物质，有的为强氧化剂，有的可分解爆炸，有的易自燃，与空气或其他物质接触可发生激烈的化学反应，甚至引起爆炸，如过氧化物、偶氮化合物、烷基铝和三氨化硼。2.1.2 爆炸危险性如烯煌聚合所需单体丁二烯、双环戊二烯、苯乙烯、丙烯懵、乙烯、丙烯等易燃物质的蒸气能与空气形成爆炸性混合物，有些单体的储存温度低于沸点，所以需要在氮气保护下储存，有些单体是在压力下储存的，在向储罐投单体前，应彻底用氮气置换。除乙烯、丙烯外其他单体都有自聚的特性，生成聚合物后容易堵塞输送管道。二烯烧（丁二烯、双环戊二烯）不仅能自聚，而且还能生成过氧化物

15、，这是一种有爆炸危险的不稳定物质。2.1.3 中毒危险性环氧乙烷、苯乙烯、氯乙烯等反应物具有一定的毒性。如环氧乙烷属于高度危害，氯乙烯属于极度危害，其余大多属于轻度危害，如乙烯、苯乙烯等。2.2 工艺过程的危险性（1）本体聚合：这种聚合方法往往由于聚合热不易传导散出而导致危险。例如在高压聚乙烯生产中，每聚合Ikg乙烯会放出3.8MJ的热量，倘若这些热量未能及时移去，则每聚合1%的乙烯，即可使釜内温度升高1213,待升高到一定温度时，就会使乙烯分解，强烈放热，有发生暴聚的危险。一旦发生暴聚，则设备堵塞，压力骤增，极易发生爆炸。(2)溶液聚合这种聚合方法在聚合和分离过程中，易燃溶剂容易挥发和产生静电火花。溶液聚合是单体溶于溶剂中形成均相体系，在催化剂的作用下，反应生成聚合物。此聚合方式所采用带搅拌的设备能保证反应体系热量分布均匀，但是因大量使用易燃可燃液体作为溶剂，其燃烧爆炸危险性大。(3)悬浮聚合这种聚合方法在整个聚合过程中，如果没有严格控制工艺条件，致使设备运转不正常，则易出现溢料，如若溢料，则水分蒸发后未聚合的单体和引发剂遇火源极易引发着火或爆