氯乙烯生產(chǎn)的安全性分析

第39卷第9期聚氯乙烯Vol.39，No. 92011年9月Polyvinyl ChlorideSep.，2011[環(huán)保與安全]氯乙烯生產(chǎn)的安全性分析劉洪宇* ,林力霆,王凱(青島海晶化工集團有限公司,山東青島266042)[關(guān)鍵詞]氯乙烯;乙炔;氯乙炔;電動(dòng)葫蘆;給料機[摘要]介紹了電石法氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程中,工藝、設備、操作、檢修等影響安全的環(huán)節,分析了影響安全生產(chǎn)的原因和原理,從設計、生產(chǎn)、操作、管理方面提出了安全措施和建議。[中圖分類(lèi)號] TQ325.3 [文獻標志碼] B[文章編號] 1009- 7937(2011)09 - 0042- 03Security analysis of vinyI chloride productionLIU Hongyu, LIN Liting, WANG Kai(Qingdao Hygain Chemical Industry Group Co.，Ltd. ，Qingdao 266042, China)Key words: vinyl chloride; acetylenc; chloroacctylenc; electric hoist; feeding machincAbstract: Some procedures, such as process, cquipment, operation and maintenancc, of influ-encing the security production of calcium carbide mcthod vinyl chloride were introduccd. Rcasonsof influencing the production safety were analyzed as well as the principles. Safety mcasures andsuggestions were proposed in aspects of design, production, operation and management.在電石法氯乙烯生產(chǎn)工藝中,乙炔制備、氯化氫過(guò)氮氣排氣合格,而加料斗的兩個(gè)氣動(dòng)閥任何一個(gè)合成、氯乙烯制備過(guò)程中都涉及易燃易爆的工作介都有可能內漏。這是因為氣動(dòng)閥內部閥體加襯膠質(zhì),稍有不慎就容易出現安全事故。青島海晶化工皮,膠皮長(cháng)期與電石摩擦后會(huì )變薄導致漏氣。如果集團有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)青島海晶)在電石法氯乙烯要更換膠皮,必須保證該發(fā)生器整體排氣要合格才生產(chǎn)工藝上積累了豐富的、切實(shí)可行的安全生產(chǎn)經(jīng)能進(jìn)行,還要從管理上制定嚴格的檢修方案和試壓驗,2006年順利通過(guò)國家一級安全標準化驗收。下方案。另一方面,對于加料斗的防爆膜要定期更換，面就電石法生產(chǎn)工藝的安全情況分別進(jìn)行論述。防止老化或變形,最好能每半年更換一次。電磁給1乙炔制備乙炔制備雖然工藝簡(jiǎn)單,但卻是安全事故的多料機的作用是把電石緩慢加人到發(fā)生器中,由于給發(fā)地,除了管理上的原因外,最主要的是自動(dòng)化程度料過(guò)程中有電磁振蕩,其連接的軟連接螺栓特別容低,人工操作量大,還有電石的忌水特性所致。易松動(dòng),而且軟連接容易穿孔漏氣,這是職工操作中最容易疏忽的。發(fā)生器液面如果高至電磁給料機，1.1 發(fā)生系統如果電石輸送是采用電動(dòng)葫蘆,則對電動(dòng)葫蘆水容易與電石劇烈反應，導致兩者之間的軟連接高的檢查就至關(guān)重要,有多個(gè)因素會(huì )導致電動(dòng)葫蘆下溫熔化并著(zhù)火,因此操作上必須保證液面正常?；?而且鋼絲繩起刺嚴重,會(huì )有斷裂的危險,因此必在設計上有以下4點(diǎn)要注意:①如果廠(chǎng)房是封須嚴格按照特種設備要求管理好電動(dòng)葫蘆,不允許閉的,電石加料斗的防爆膜放空最好引到廠(chǎng)房外,否有絲毫懈怠。則容易導致廠(chǎng)房?jì)纫胰卜e聚;②所有DCS遠控閥氣電石在按順序加人發(fā)生器給料機前,必須先經(jīng)開(kāi)、氣關(guān)中國煤化工出現停儀表空氣YHCNMHG[收稿日期] 2011-06-27[作者簡(jiǎn)介]劉洪宇(1980- -),男 ,工程師,2004年畢業(yè)于沈陽(yáng)建筑大學(xué)高分子材料與工程專(zhuān)業(yè),現于青島海晶化工集團有限公司聚氯乙烯廠(chǎng)負責生產(chǎn)工作.萬(wàn)勞數據第9期劉洪宇等:氯乙烯生產(chǎn)的安全性分析環(huán)保與安全時(shí),乙炔氣外排和氮氣閥打開(kāi)加氮氣的情況;③加料比照,增加連鎖停車(chē)。表1為全部連鎖一覽表,所有斗的遠傳壓力可以與放空開(kāi)關(guān)閥連鎖，即加料斗壓連鎖的動(dòng)作都相同。力_上升到--設定值后,能自動(dòng)放空;④發(fā)生器到安全表1連鎖一覽表水封的管口最好開(kāi)在發(fā)生器側面,這樣發(fā)生器液位Table 1 Interlock list高時(shí)能自動(dòng)溢流到安全水封。號連鎖內容連鎖動(dòng)作內容1.2次氯酸鈉清凈 系統電解跳閘停乙炔壓編機,關(guān)乙炔閥、合成放空舞清凈系統中次氯酸鈉的作用就是利用其有效氯氫氣壓力低于設定值停乙塊壓第機,關(guān)乙炔閥、合威放空胃把乙炔氣中的硫化氫和磷化氫氧化成對應的酸，次乙炔瀧量低于設定值停乙炔壓縮機,關(guān)乙炔閥、合成放空閥氯酸鈉的來(lái)源有兩種:①用氯氣、燒堿和水配制,②氧化氫流量低于設定值停乙炔壓編機,關(guān)乙炔閥、合成放空閥混合器溫度升高速度大于設定值直接用濃次氯酸鈉稀釋。無(wú)論采用那種方式，都必乙炔氣柜物位低于設定值停乙快壓縮機,關(guān)乙炔閥、合威放空閥須嚴格控制次氯酸鈉的有效氯濃度,當其質(zhì)量分數氯乙烯氣柜物位低于設定值件乙炔壓縮機,關(guān)乙炔閥、合成放空閥達到0.15%以上時(shí),溶解的單質(zhì)氯氣容易與乙炔生氟乙烯壓縮機機前壓力低于設定值停乙炔壓縮機,關(guān)乙塊閥、合成放空調成氯乙炔而發(fā)生爆炸[。青島海晶對次氯酸鈉有效氯含量分析所用標定3.2 合成轉化器操作液的更換周期、濃度檢測頻次都有嚴格規定,并要求合成轉化器內填裝反應用氯化汞觸媒,其載體多崗位分析,比照分析結果。還在清凈系統兩端增是活性炭?；钚蕴烤哂袃?yōu)異的吸附能力,即便轉化加了自來(lái)水管,發(fā)生緊急情況時(shí)可以加水切斷前后器停用,活性炭仍吸附大量的乙炔和氯乙烯氣體,因此,在抽翻汞觸媒前必須用氮氣排氣一段時(shí)間。在系統。年度檢修時(shí)即使暫時(shí)分析合格,也必須在進(jìn)出管道1.3 乙炔氣柜與壓縮機系統在高負荷情況下,氣柜物位的高低嚴重影響生上加盲板。至于臨時(shí)性在廠(chǎng)房?jì)群秆a轉化器,必須產(chǎn)的安全運行。當氣柜物位快速降低時(shí),氣柜很容按照動(dòng)火作業(yè)的其他要求進(jìn)行。值得注意的是，動(dòng)易也很快被壓縮機抽癟,甚至由于壓縮機人口管道火分析不能只分析管程內氣體,還得分析殼程內的和發(fā)生器負壓而漏人空氣,非常危險。因此,青島海氣體。晶對乙炔氣柜增加了雙雷達物位檢測，同時(shí)增加低3.3合成氣柜與壓縮機位停車(chē)連鎖。另外,如果氣柜的乙炔進(jìn)出口管內存氯乙烯氣柜物位安全特點(diǎn)與乙炔氣柜有部分相水過(guò)多,氣柜起不到緩沖穩定作用，也容易出現負同點(diǎn),即增加了低位停車(chē)的連鎖、雙雷達檢測、壓縮壓,因此需要增加壓縮機入口壓力低停車(chē)的連鎖。機入口壓力低停車(chē)連鎖,除此以外,也增加了多臺壓2氯化氫制備縮機跳閘時(shí)系統停車(chē)的連鎖。氯化氫中氯氣含量越低越好,因此在操作上采當然,壓縮機系統人口壓力低還有另一個(gè)原因，用氫氣稍過(guò)量的方法生產(chǎn)氯化氫,送氯乙烯合成前即氣柜到壓縮機入口的阻力太大,例如設備阻力大、氯化氫必須有嚴格的純度指標，例如氯化氫體積分入口設備內未放凈冷凝水等,這就需要從設計上、操數不得低于94%,氯氣體積分數小于0. 04%。因作上加以注意。此,DCS操作人員必須嚴格控制好氫氣和氯氣的配3.4變壓吸附比,尤其當氫氣和氯氣的純度發(fā)生波動(dòng)時(shí)更是如此，變壓吸附的作用是回收精餾系統排空尾氣中的任何一種容易導致兩者純度發(fā)生波動(dòng)的情況都不能氯乙烯和乙炔氣,使之達到環(huán)保排放標準。經(jīng)過(guò)變放過(guò)。設計上可以通過(guò)增加連鎖來(lái)進(jìn)行預防,有計壓吸附后的排空氣體,其主要成分是氫氣(來(lái)源于氫劃性地調整系統時(shí),可以取消連鎖。氣和氯氣合成氯化氫步驟),因此為了防止雷雨天氣3氯乙 烯制備時(shí)排空管著(zhù)火,必須配有氮氣稀釋工藝;另增設了蒸3.1乙 炔和氯化氫的混合汽加濕系統,雷雨天氣時(shí),同時(shí)打開(kāi)氮氣和蒸汽。與乙炔清凈系統相同，如果氯化氫氣體含游離變壓吸附戶(hù)廣中國煤化玉吸附,低壓解氯超標,氯氣也會(huì )和乙炔在混合器發(fā)生劇烈放熱反吸,低壓動(dòng)CNMHG要求低壓達到應,并引發(fā)爆炸事故。青島海晶對混合器出口管道一0.07 MPa,對漢備相目迫的密到性要求非常嚴的材質(zhì)選擇非金屬材質(zhì),在混合器正上方增加防爆格，因此變壓吸附試壓時(shí)低壓和高壓同樣重要。在.膜以保護設備,在混合器上增加雙溫度測量點(diǎn)進(jìn)行設計方案上最好增設在線(xiàn)氧氣分析儀,在運行中增43環(huán)業(yè)與愛(ài)聚氯乙烯2011年設氧氣含量的人工分析,一旦分析結果異常,必須馬液相單體夾帶的情況再沒(méi)有出現過(guò),精餾系統壓力上停車(chē)處理。在管理上必須加強對低壓歷史趨勢的也非常穩定。檢查,發(fā)現壓力達不到指標時(shí)必須盡快分析氧氣含4結語(yǔ)量,從而排除內漏的可能性?？v觀(guān)國內氯乙烯生產(chǎn)的事故案例,出現安全事3.5精餾系統故的原因,從設計到管理,從操作到檢修,覆蓋了每青島海晶精餾系統原有低沸塔進(jìn)料屬于液位差-一個(gè)環(huán)節,安全不是-一個(gè)人、一個(gè)部門(mén)、一套工藝、一進(jìn)料,即全凝器下料口、尾氣冷凝器下料口和低沸塔個(gè)管理辦法、一個(gè)好職工所能做到的,而是所有這些供料口有液位差,由于該液位差較小,一旦變壓吸附的集合。排空量增大(原因是氯化氫純度偏低,氫氣含量增[參考文獻]多),容易把液相單體夾帶到變壓吸附系統和變壓吸[1]嚴福英,于長(cháng)厚,王勤,等. 聚氯乙烯工藝學(xué)[M].北附入口管道內,進(jìn)而產(chǎn)生阻力,最終導致精餾壓力快京:化學(xué)工業(yè)出版社,1990:18.速上漲,影響安全運行。改造后低沸塔采用泵供料，[編輯:杜桂敏](上接第36頁(yè))(6) :49 - 52.從圖2可以看出:隨著(zhù)反應的進(jìn)行,氯甲烷的轉[5]劉紅星,謝在庫,張成芳，等.不同模板劑合成SAPO-34化率逐漸降低,由初期的完全轉換降至23%。反應分子篩的表征與熱分解過(guò)程研究[J].化學(xué)物理學(xué)報，2003,16(6):521- 527.初期,產(chǎn)物以甲烷、乙烯、丙烯為主，隨著(zhù)反應進(jìn)行，丙烯選擇性逐漸下降,乙烯選擇性有所上升,這主要[6]劉紅星,謝在庫,張成芳,等.用TEAOH- C. H,NO復合是由于反應初期,分子篩上產(chǎn)生的積炭為活性積炭，模板劑合成SAPO- 34分子篩的研究I . SAPO- 34分子篩的合成與表征[J].催化學(xué)報，2004, 25(9); 702 -有助于氯甲烷轉化為乙烯,而反應生成的烯烴分子706.進(jìn)一步轉化為積炭后,為惰性積炭，同時(shí)生成的大分[7]劉紅星,謝在庫,張成芳,等.用TEAOH - C4H9NO復子占據著(zhù)分子篩的孔道,抑制了氯甲烷的擴散,降低合模板劑合成SAPO-34分子篩的研究II.SAPO-34了氯甲烷的轉化率,使乙烯、丙烯、氣乙烯的含量下分子篩的表面酸性和催化性能[J].催化學(xué)報,2004,25降,這與Chen11-13]等所研究的分子篩積炭失活機(9) :707- 710.制相符合。[8]劉紅星,謝在庫,張成芳,等.用氟化氫-三乙胺復合模板劑合成SAPO- 34分子篩[].催化學(xué)報,2003,24(4);3結論279 - 283.采用TEAOH-TEA混合模板劑制備的SAPO[9]劉慧娟,向葉楠,羅芩,等. 甲烷氯化物催化偶聯(lián)合成分子篩,相比使用單一模板劑制備的分子篩,具有更氯乙烯單體新技術(shù)[J].四川化工,2011,14(1):6-9.好的催化性能。當n(TEAOH) : n(TEA)=0.2 :[10] Lok B M, Messina C A, Patton R L. Crysalline Silicoa-2.15時(shí),能有效地調整分子篩的晶粒大小,使分子luminophosphates:美國,4440871[P]. 1984 - 04- 03.篩更有利于烯烴的生成,為進(jìn)一步轉化制備氯乙烯[11] Chen D, Moljord K, Fuglerud T，et al. The effect of單體提供了更多的原料;同時(shí),有效地抑制了丙烯及crystal size of SAPO - 34 on the selectivity and deactiva-C2產(chǎn)物的生成,提高了尾氣中氣乙烯的含量。tion of the MTO reaction[J]. Microporous MesoporousMater, 1999, 29; 191 - 203.[1]燕 豐.聚氯乙烯樹(shù)脂市場(chǎng)發(fā)展任重道遠[J].中國石[12] Chen D, Rebo H P,Moljord K, et al. The role of coke化,2010(1):25 -27.deposition in the conversion of methanol to olefins over[2]李玉芳,伍小明.氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)進(jìn)展[J].SAPO- 34 [J]. Stud Surf Sci Catal, 1997, 111: 159-江蘇氯堿,2010(3);3-7.166[3] C E Taylor. Conversion of substituted methanes over[13] Chen D, Rebo H P,Moljord K, et al. Methanol conver-ZSM - Catalysts[J]. Stud Surf Sci Catal, 2000, 130:3633sion to light olefins over SAPO- 34, sorption, diffu-- 3638sion,中國煤化工Ind Eng Chem Res,[4]李 軍,張鳳美,李黎聲,等.雙模板劑法SAPO-34分YHCNMHG子篩的合成及其性能[].石油煉制與化工,2005, 36萬(wàn)米