釜式法高壓聚乙烯安全

釜式法高壓聚乙烯安全(1)壓縮部分

壓縮部分是將由乙烯裝置來(lái)的新奇乙烯升壓至反應(yīng)所需要的壓力(100-250MPa)，并送人反應(yīng)部分的裝置。其單線核心部分由1臺(tái)往復(fù)式對(duì)稱平衡型六段壓縮機(jī)(C-1)，1臺(tái)往復(fù)式對(duì)置平衡型兩段壓縮機(jī)(C-2)組成。幫助部分由5套壓縮機(jī)注油系統(tǒng)，1個(gè)高壓和個(gè)低壓受槽，3臺(tái)列管式換熱器，8臺(tái)套管式換熱器等組成。壓縮機(jī)由于長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)、設(shè)備老化機(jī)、電、儀故障、高壓及超高壓備件質(zhì)量問(wèn)題、潤(rùn)滑油質(zhì)量問(wèn)題，會(huì)嚴(yán)峻影響壓縮機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。并且C-2出口壓力在200MPa以上，一旦消失運(yùn)轉(zhuǎn)問(wèn)題，發(fā)生泄漏將特別危急，是裝置核心部位，也是高危急部位。在日常生產(chǎn)中，若發(fā)生不影響壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的故障，處理得當(dāng)，裝置可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；如涉及到壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)故障，則必需單線停車檢修處理，發(fā)生氣體泄測(cè)時(shí)要緊急停車處理。(2)聚合部分

聚合部分(反應(yīng)部分)是將催化劑加入由壓縮部分送來(lái)的高壓乙烯中，使乙烯氣轉(zhuǎn)化成聚乙烯的部分。其單線核心部分由2臺(tái)反應(yīng)器(R-3)，6臺(tái)催化劑泵，2臺(tái)超高壓換熱器組成幫助部分由10臺(tái)超高壓換熱器、1套緊急放空閥、2套油壓系統(tǒng)等組成。聚合部分是高壓裝置反應(yīng)的核心部分，其反應(yīng)壓力在130-200MPa以上。反應(yīng)壓力、溫度、催化劑加入量的掌握直接影響到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率和質(zhì)量問(wèn)題。如工藝指數(shù)給定、現(xiàn)場(chǎng)操作或機(jī)、電、儀等關(guān)鍵部位發(fā)生問(wèn)題，將導(dǎo)致產(chǎn)品判級(jí)不合格、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率下降等問(wèn)題。如遇氣體泄漏或溫度無(wú)法掌握將導(dǎo)致分解、爆破等重大事故，是裝置的事故多發(fā)區(qū)。聚合部分的全部關(guān)鍵設(shè)備都在反應(yīng)壩墻里面，反應(yīng)壩墻是開(kāi)放式的。(3)切粒部分切粒部分(分別造粒部分)是把由反應(yīng)器送出的熔融聚乙烯和未反應(yīng)的氣體進(jìn)行分別。未反應(yīng)的氣體經(jīng)分別、冷卻、除去低聚物后返回壓縮工段再壓縮，然后送回反應(yīng)器的部分。其核心部分由凹凸壓2臺(tái)分別器、1臺(tái)切粒機(jī)組成。幫助部分由4臺(tái)換熱器、6臺(tái)分別器、1套油壓系統(tǒng)、一套脫水、分別、送料系統(tǒng)等組成。切粒系統(tǒng)直接關(guān)系到高壓產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量。生產(chǎn)中，如因操作失誤、設(shè)備緣由等導(dǎo)致切粒系統(tǒng)發(fā)生故障，短時(shí)間內(nèi)尚可通過(guò)降負(fù)荷等手段連續(xù)生產(chǎn)，但這樣的結(jié)果通常會(huì)影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。如發(fā)生大量塊料、夾帶等事故，則必需停車檢修處理。另外，為了調(diào)整產(chǎn)品性能而注入的添加劑也在這部分進(jìn)行，在切粒部分的分別部分中如分別器料面過(guò)高將導(dǎo)致夾帶事故消失，也是裝置的事故多發(fā)區(qū)。此部分的關(guān)鍵設(shè)備也是放置在壩墻以內(nèi)。高壓裝置重點(diǎn)設(shè)備機(jī)組為壓縮機(jī)、反應(yīng)釜、超高壓換熱器、催化劑泵、切粒機(jī)，此外，還有很多的特別閥門(mén)，如掌握反應(yīng)壓力的超高壓調(diào)整閥(PCV-5)、掌握反應(yīng)壓差的柱塞式遙控操作閥(HCV-33)，緊急放空閥(HCV-31)，這些閥門(mén)消失問(wèn)題會(huì)使裝置部分停工或單線裝置停工，處理不當(dāng)也有可能導(dǎo)致惡性事故發(fā)生。2.重點(diǎn)設(shè)備(1)一次壓縮機(jī)(C-1)一次壓縮機(jī)為高壓壓縮機(jī)，是用功率為1300kW的同步無(wú)刷勵(lì)磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)，系六級(jí)五缸臥式對(duì)稱平衡型活塞式壓縮機(jī)。一次壓縮機(jī)(C-1)分為高、低壓兩組，低壓段(1、2、3段)是把由低壓受槽(D-8)來(lái)的0．03-0．04MPa的低壓循環(huán)乙烯氣體壓縮到3．5MPa，并送入4段隊(duì)口。高壓段(4、5、6段)是把從高壓受槽(D-7)以及前段來(lái)的約3．5MPa的乙烯氣體壓縮到25MPa并送入混合器(V-1)。一次壓縮機(jī)(C-1)作為本裝置的第一級(jí)壓縮部分，其一旦因故障突然停機(jī)，后系統(tǒng)將無(wú)法維持正常壓力而造成裝置單線停車。一次壓縮機(jī)的低壓段相當(dāng)于低壓循環(huán)氣的壓縮機(jī)，國(guó)內(nèi)其他的高壓聚乙烯裝置有的是作為一臺(tái)獨(dú)立的壓縮機(jī)來(lái)工作的，稱為增壓機(jī)。一次壓縮機(jī)設(shè)有油壓聯(lián)鎖愛(ài)護(hù)回路及溫度報(bào)警等。愛(ài)護(hù)回路如表5-8所示。(2)二次壓縮機(jī)(C-2)二次壓縮機(jī)為超高壓壓縮機(jī)，由功率為6400kW的同步無(wú)刷勵(lì)磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)，排氣量為38.1t／h，轉(zhuǎn)速為200r／min，系兩級(jí)八缸臥式對(duì)置平衡型大型壓縮機(jī)。二次壓縮機(jī)(C-2)作用為把由混合器(V-1)來(lái)的約22～25MPa的乙烯氣壓縮到反應(yīng)壓力，送聚合反應(yīng)器(R-3)。二次壓縮機(jī)作為本裝置的心臟設(shè)備，若消失問(wèn)題不能運(yùn)轉(zhuǎn)，裝置只能停工。為保證壓縮機(jī)平安，在二次壓縮機(jī)(C-2)一段、二段出口設(shè)有油壓式平安閥，平安閥所需的油壓，由Z-4系統(tǒng)供應(yīng)。動(dòng)作壓力設(shè)定為：一段144MPa；二段270MPa。

另外，設(shè)有13點(diǎn)愛(ài)護(hù)回路(如表5-9)及溫度報(bào)警，以確保在特別狀況下，壓縮機(jī)、電機(jī)的平安。

(3)反應(yīng)釜(R-3A／B)

反應(yīng)器是始終立厚壁圓筒超高壓容器，為本裝置的關(guān)鍵設(shè)備。器內(nèi)有一攪拌器，筒體內(nèi)上部裝有攪拌電機(jī)，中部?jī)蓚?cè)裝有防爆平安裝置，在內(nèi)壓超過(guò)允許壓力時(shí)，爆破板首先爆破將壓力釋放。簡(jiǎn)體外壁設(shè)有夾套，通入水或蒸汽作冷卻或加熱用。反應(yīng)釜(R-3)主要作用是將經(jīng)二次壓縮機(jī)(C-2)壓縮的原料乙烯氣，在高溫高壓下，一面注人催化劑，一面由攪拌器充分?jǐn)嚢?，以利于傳熱，同時(shí)防止局部過(guò)熱分解反應(yīng)，使乙烯連續(xù)地聚合為聚乙烯。本裝置反應(yīng)器為750L大型釜式反應(yīng)器，采納雙釜串聯(lián)生產(chǎn)工藝。從而達(dá)到節(jié)省建設(shè)費(fèi)用、提高轉(zhuǎn)化率、降低能耗、物耗等電的。實(shí)際生產(chǎn)中，如發(fā)生攪拌電機(jī)電流過(guò)高、反應(yīng)釜泄露、溫度、壓力失控、催化劑泵注入不良等問(wèn)題時(shí)，原則上考慮以停車處理。另外，為愛(ài)護(hù)攪拌器電機(jī)和攪拌的兩個(gè)軸承，防止攪拌電流過(guò)高燒毀電機(jī)及消失其他事故，從平安角度考慮，操作法規(guī)定，攪拌器每運(yùn)轉(zhuǎn)4000-5000h，進(jìn)行中修工作，更換攪拌槳及攪拌電機(jī)，保證裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。攪拌是釜式法高壓聚乙烯區(qū)分管式法高壓聚乙烯最明顯的標(biāo)志之一，是裝置的特別關(guān)鍵的設(shè)備，假如攪拌電流發(fā)生特別，不到攪拌更換時(shí)間的時(shí)候也必需停車處理更換攪拌槳。

(4)高壓換熱器(E-15A／B)

超高壓換熱器是本裝置的主要換熱設(shè)備之一。本裝置的超高壓換熱器均為套管式，為削減結(jié)垢，提高傳熱效果，對(duì)水質(zhì)要求很高，并采納超聲波除垢器進(jìn)行日常除垢工作。因本換熱器在超高壓條件下工作，所以在材料、制造、加工、裝配上要求較高而且嚴(yán)格。本換熱氣的軸端密封，按溫度壓力不同，采納熱套式。E-15A為套管式熱交換器，分為四組，可以根據(jù)必要的冷卻量進(jìn)行冷卻。其作用為冷卻從R-3A送來(lái)的乙烯氣和聚乙烯的混合物，降低R-3B進(jìn)料溫度，以期提高轉(zhuǎn)化率，削減次品的發(fā)生。但R-3A與R-3B的產(chǎn)率比發(fā)生變化，會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的條件范圍內(nèi)，掌握E-15A的出口溫度盡可能的低，是保證轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品質(zhì)量的重要掌握手段。在實(shí)際生產(chǎn)中，往往消失E-15A再生時(shí)間不夠、管壁結(jié)垢過(guò)厚導(dǎo)致產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率下降，影響產(chǎn)量；或者在停車過(guò)程中，殘存聚乙烯固化堵塞換熱器，導(dǎo)致無(wú)法正常開(kāi)車等現(xiàn)象消失。因此設(shè)置有高壓蒸汽與冷卻水切換閥，遇見(jiàn)上述問(wèn)題時(shí)，切換至高壓蒸汽進(jìn)行加熱和吹掃工作。E-15B為套管式熱交換器，分為兩組。是為了防止由于R-3B出口閥PCV-5的減壓，造成混合物的溫度上升，使生成的聚乙烯的質(zhì)量惡化而設(shè)置的冷卻器。由于超高壓的減壓為放熱反應(yīng)，并且反應(yīng)壓力越高，溫升越大。聚乙烯一達(dá)到這樣的高溫，很簡(jiǎn)單分解產(chǎn)生染色品，低聚物增多。因此，減壓后必需盡快地降低溫度。但是，樹(shù)脂溫度的變化對(duì)高、低壓分別器及擠壓切粒機(jī)(X-1)的操作影響很大。因此，要依據(jù)不同的熔融指數(shù)(M1)產(chǎn)品來(lái)進(jìn)行冷卻狀況的更改。(5)催化劑泵(Cat-P)催化劑泵是將催化劑送人反應(yīng)器，以引發(fā)乙烯聚合反應(yīng)，為本裝置重點(diǎn)設(shè)備之一。反應(yīng)器的反應(yīng)溫度掌握很嚴(yán)格，它是由單位時(shí)間內(nèi)注射催化劑量來(lái)掌握。催化劑量的多少直接影響到高壓聚乙烯反應(yīng)溫度和產(chǎn)品的應(yīng)用及質(zhì)量。為了滿意催化劑注射量的變化，采納油壓變量泵來(lái)調(diào)整。催化劑泵的超高壓產(chǎn)生是由大截面的低壓活塞推動(dòng)小截面的高壓柱塞來(lái)實(shí)現(xiàn)的。低壓氣缸是雙作用的，兩端輪換進(jìn)油推動(dòng)低壓活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使高壓氣缸吸人催化劑和排出超高壓力的催化劑。乙烯的聚合反應(yīng)是一個(gè)劇烈的放熱反應(yīng)，催化劑泵稍微的故障會(huì)導(dǎo)致注入量的波動(dòng)，將引起反應(yīng)溫度波動(dòng)較大，甚至造成反應(yīng)溫度失控或超溫聯(lián)鎖，導(dǎo)致停車。因此，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中催化劑泵的備用流程是一個(gè)很重要的問(wèn)題。目前，高壓催化劑泵備用流程為兩備四流程。通過(guò)適當(dāng)切換手動(dòng)閥的開(kāi)關(guān)和DCS中的軟開(kāi)關(guān)，保證備用泵能將催化劑送到所需要的任何一點(diǎn)。(6)切粒機(jī)(X-1)本裝置切粒機(jī)由一臺(tái)750kW的直流電機(jī)帶動(dòng)，轉(zhuǎn)速為950～95r／min，通過(guò)速比為1／8．64的二級(jí)減速機(jī)帶動(dòng)，可擠壓7．5-9．5t／h聚乙烯料。水中切粒裝置轉(zhuǎn)動(dòng)部分的驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率為45kW，由滑差電機(jī)掌握轉(zhuǎn)速，并由皮帶傳動(dòng)傳給切刀軸，切刀轉(zhuǎn)速為1300～130r／min。為愛(ài)護(hù)切粒機(jī)、電機(jī)平安，切粒機(jī)自身設(shè)有13愛(ài)護(hù)點(diǎn)聯(lián)鎖，一旦符合聯(lián)鎖條件，切粒機(jī)將自行停止。聯(lián)鎖動(dòng)作時(shí)，掌握室指示燈亮并報(bào)警，不影響其他崗位正常生產(chǎn)，3．特別閥門(mén)(1)超高壓調(diào)整閥(PCV-5)：本壓力調(diào)整閥為氣動(dòng)費(fèi)歇閥，采納氣缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)，設(shè)于反應(yīng)器B釜下部物料的出口管線上，通過(guò)該閥將聚乙烯和未反應(yīng)的乙烯物料從反應(yīng)壓力減壓到25MPa左右，再去分別器使聚乙烯與乙烯分別。故該閥對(duì)保證物料的暢通和穩(wěn)定反應(yīng)器的操作起到重要的作用。同時(shí)該閥還是保證反應(yīng)壓力的最關(guān)鍵閥門(mén)，目前該閥的掌握及執(zhí)行機(jī)構(gòu)老化比較嚴(yán)峻，先進(jìn)的油壓閥是將來(lái)改造此閥門(mén)的首選。(2)柱塞式遙控操作閥(HCV-33)：本壓力調(diào)整閥為費(fèi)歇閥，采納氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，設(shè)于反應(yīng)器A釜下部物料的出口管線上，

日常生產(chǎn)中由手動(dòng)調(diào)整開(kāi)度來(lái)調(diào)整反應(yīng)器A釜、B釜壓差，來(lái)進(jìn)行反應(yīng)釜的壓力掌握。(3)緊急放空閥(HCV-31)：是油壓緊急放空閥，在反應(yīng)壓力達(dá)到設(shè)定的高限時(shí)自動(dòng)打開(kāi)，將反應(yīng)器及系統(tǒng)內(nèi)的乙烯和聚乙烯緊急放空，保證裝置的正常生產(chǎn)。二、危急因素及其防范措施