本體環(huán)管法聚丙烯裝置的消防設(shè)計

? 1 聚丙烯裝置生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀及工藝流程
??? 1. 1 生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀
??? 聚丙烯是與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的通用樹脂,根據(jù)反應介質(zhì)和反應器構(gòu)形, 聚丙烯裝置分為三種基本類型: 一是本體工藝, 聚合反應在液體丙烯中進行,反應器為液體釜式反應器或環(huán)管反應器; 二是氣相法工藝, 丙烯直接聚合生成固體聚合物, 反應器為流化床、臥式攪拌床和立式攪拌床; 三是漿液法工藝, 丙烯溶解在丁烷、戊烷、己烷、庚烷或壬烷等烴類稀釋劑中,反應器為連續(xù)攪拌槽式反應器、間歇攪拌槽式反應器或環(huán)管反應器。目前世界約55% 的聚丙烯裝置是本體法, 25% 是氣相法, 20% 是漿液法。據(jù)統(tǒng)計, 截至1998年底, 我國共有113 套中、小型聚丙烯裝置, 其中采用環(huán)管式反應器液相—氣相本體組合工藝(Spheripo l)的約占45% , 采用釜式反應器液相—氣相本體組合工藝(Hypo l) 的約占21% , 采用國內(nèi)自行開發(fā)的液相本體環(huán)管法工藝的約占25% , 采用其他工藝的約占9%。
??? 1. 2 工藝流程
??? 在眾多的聚丙烯生產(chǎn)方法中, 采用本體環(huán)管法技術(shù)生產(chǎn)的聚合物產(chǎn)品范圍最寬, 包括均聚物、無規(guī)共聚物?三元共聚物和耐沖擊共聚物, 是當代最具競爭力的生產(chǎn)方法之一。1995 年以來, 中國石化集團公司在pheripo l 工藝基礎(chǔ)上, 研制開發(fā)了“7 萬噸/年環(huán)管法聚丙烯成套技術(shù)”, 該技術(shù)以煉廠丙烯為原料, 包括催化劑、環(huán)管反應器等關(guān)鍵設(shè)備、全套工藝包括工程設(shè)計。目前在長嶺、福建、九江、武漢、濟南等煉廠已分別建成5 套各為7 萬噸/年的環(huán)管聚丙烯裝置, 裝置運行良好, 標志著我國聚丙烯技術(shù)取得了突破性進展。國產(chǎn)本體環(huán)管法聚丙烯成套技術(shù)的生產(chǎn)工藝流程如下:
??? 丙烯原料經(jīng)保安精制系統(tǒng)脫水、脫氧后成為精丙烯, 經(jīng)計量罐進入環(huán)管反應器, 主催化劑、活化劑、分子量調(diào)節(jié)劑、給電子體等也經(jīng)過計量罐按一定比例加入反應器。液相丙烯在75 ℃、3. 5M Pa 壓力下進行液相本體聚合反應, 3 h～ 6 h 后, 液相丙烯消失, 反應器內(nèi)主要是聚丙烯固體顆粒和未反應的高壓丙烯氣體, 氣相丙烯經(jīng)冷卻后由循環(huán)氣壓縮機回收利用。聚丙烯借丙烯回收后移動裝置剩余的壓力向閃蒸釜噴料, 將聚丙烯、氣相丙烯以及聚丙烯吸附的丙烯分離, 得到不含丙烯的聚丙烯粉料, 通過干燥器通入空氣進行干燥, 得到粉料聚丙烯產(chǎn)品。然后風送到擠壓造粒區(qū), 經(jīng)擠壓機造成顆粒, 再經(jīng)風送到顆粒料倉進行均化, 均化后的顆粒再次由風送到包裝廠房, 用包裝機包成袋裝成品入庫。

??? 2 本體環(huán)管法聚丙烯裝置的消防設(shè)計
??? 國產(chǎn)本體環(huán)管法聚丙烯裝置工藝復雜, 各類管線、設(shè)備眾多, 裝置分為聚合區(qū)、擠壓造粒廠房、顆粒料倉、成品包裝、烷基鋁儲存、制氫站、丙烯預精制工段七個區(qū)塊, 其中聚合區(qū)、烷基鋁儲存、制氫站、丙烯預精制屬甲類生產(chǎn)。裝置消防設(shè)計主要依據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》和《建筑設(shè)計防火規(guī)范》, 并參照了Spheripo l 工藝的有關(guān)消防要求。
??? 2. 1 建筑防火
??? 聚丙烯裝置的總平面布局、各工段間的防火間距、各工段的耐火等級、安全疏散設(shè)計應符合《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》的規(guī)定?，F(xiàn)僅討論聚合區(qū)設(shè)備的建筑防火設(shè)計。聚丙烯聚合區(qū)為長方形, 中間為管廊, 兩邊是框架和設(shè)備, 一邊是環(huán)管反應器框架, 一邊是聚合物閃蒸干燥鋼框架。按照規(guī)范要求, 設(shè)備承重鋼框架的梁、柱應覆蓋耐火層。在本裝置中, 應將鋼框架距地面6 m 以下的梁、柱噴涂防火涂料作為耐火層, 并應采用厚型、無機能適用于烴類火災的防火涂料, 使其框架耐火極限大于1. 5 h, 以防止在火災中因強度降低而造成裝置的整體坍塌。
??? 2. 2 工藝防火
??? 2. 2. 1 防靜電
??? 聚丙烯漿液管線、粉料和顆粒輸送管線、液態(tài)丙烯等輸送管線應采取管道靜電接地措施, 對防爆區(qū)的設(shè)備和非防爆區(qū)的關(guān)鍵設(shè)備也應采取靜電接地保護。
??? 2. 2. 2 防粉塵爆炸
??? 聚丙烯粉料有引起粉塵爆炸的危險, 因而應采取有效措施防止粉塵的聚積。在裝置中, 應使用密閉的氮氣系統(tǒng)輸送聚丙烯粉料, 對添加劑加料處等粉塵較多的地方, 應設(shè)置排風機, 及時將粉塵排出。
??? 2. 2. 3 可燃氣體探測
??? 原料丙烯的蒸氣相對密度大于1, 這樣萬一裝置內(nèi)某點發(fā)生泄漏, 很容易聚集在低洼區(qū), 形成具有爆炸危險的混合物。因此在裝置的周圍及可燃氣體較集中的地方應設(shè)置可燃氣體探測器, 并將報警信號直接接入主控制室。
??? 2. 2. 4 活化劑系統(tǒng)
??? 聚丙烯裝置的關(guān)鍵技術(shù)之一是催化劑, 目前, 我國自行研制成功的高效丙烯聚合催化劑, 實現(xiàn)了長周期穩(wěn)定運轉(zhuǎn), 在合成催化劑過程時, 需使用三乙基鋁作為活化劑。三乙基鋁屬烷基鋁, 是一種有機鋁化合物, 為無色透明液體, 屬一級自燃化學危險品。三乙基鋁在常溫下能與空氣中的氧反應放熱自燃, 因而裝卸及操作必須在氮氣中進行, 并應始終保持正壓, 防止吸入空氣發(fā)生事故。