聚丙烯生产工艺危险性分析及安全措施

聚丙烯生产工艺危险性分析及安全措施

郝晓光

（内蒙古大唐多伦煤化工有限责任公司内蒙古锡林郭勒盟027300）

摘要：聚丙烯生产应用范围的不断扩大凸显出合成材料应用的价值，但是，聚丙烯生产工艺的危险性较高，会对材料生产水平产生一定程度的影响。基于此，文章将聚丙烯生产工艺作为研究重点，在阐述其危险性的基础上，提出相应的安全措施，以供参考。

关键词：聚丙烯；生产工艺；危险性；分析；安全措施

一、聚丙烯生产工艺危险性分析

1.1原料易燃易爆，易引发火灾爆炸的危险性

聚合过程是在较高温度和压力条件下的密闭设备和管道中进行的，其原料、助剂和催化剂属于易燃易爆物质。如丙烯是无色、有烃类气味、化学性质活泼的易燃气体，爆炸极限为1％～15％，由于丙烯比空气重，泄露后可能存留在装置的下水道和低洼处，达到爆炸极限范围时易造成火灾爆炸；另外丙烯在一定条件下，还能在设备内生成自聚物，致使设备或管道胀裂，甚至造成大量物料流出，引起燃烧和爆炸。氢气被用作聚丙烯分子量的调节剂，氢气在聚合反应中起链转移的作用，也就是起调整聚丙烯分子链长度的作用，通过调整聚丙烯分子链长度，可以生产不同牌号的聚丙烯；另外氢气在聚合反应器中的浓度对催化剂的活性有较明显的影响，氢气是无色、无味、无毒、化学性质活泼的气体，在空气中爆炸极限较宽，为4.1％～74.1％，其与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热或明火即会发生爆炸。

1.2聚合反应温度控制不当，易发生爆聚的危险性

聚合反应均为放热和热动力不稳定过程，当热量来不及导出就会出现“爆聚”现象，使反应失去控制而引发爆炸事故。聚合反应在开始阶段或进行过程中都有发生爆聚的可能性，因此聚合反应时应按投料顺序和投料配比准确投料，总物料不应超量；同时聚合反应前期要防止升温过快，当反应加速后，放热量逐渐增加，要及时冷却降温；另外在聚合反应过程中还要十分注意温度和压力的变化，如果聚合反应产生的大量热量不能及时移出，随物料温度上升，发生裂解和爆聚，所产生的热量会使裂解和爆聚过程进一步加剧，进而引发反应釜爆炸。

1.3催化剂易发生爆聚的危险性

聚丙烯生产装置使用的催化剂大多为烷基铝（如三乙基铝）。三乙基铝为无色透明液体，化学反应活性很高，与空气接触冒烟自燃，遇水强烈分解，放出易燃的烷烃气体。当聚合反应超温超压、搅拌失效或冷却失效等紧急情况时，必须要及时加入聚合反应终止剂（如ＣＯ），以降低催化剂的活性，终止聚合反应。同时，由于聚合反应需在高纯氮保护下操作，三乙基铝一旦发生泄漏自燃，必须用干粉、干砂灭火，严禁使用水或泡沫。另外，催化剂的加入量还需要根据物料的温度进行调节，必须严格控制催化剂的添加量，若聚合反应过程中催化剂比例过高，聚合反应速度加快，产生的反应热不易导出，也有可能导致爆聚。

1.4易引起静电火灾爆炸的危险性

静电是由物质表面所产生的电荷形成的。聚丙烯的电阻率在1×1011Ω•ｃｍ以上，是容易产生静电的非导体物质。最容易产生静电并造成火灾爆炸事故的是聚丙烯粉料的流动输送过程，颗粒在流动状态中总是与管壁、设备内壁发生碰撞和摩擦，同时颗粒之间也彼此碰撞和摩擦。由于丙烯、氢气等具有易燃易爆性，加之聚丙烯生产经历了由液相丙烯变成固体聚丙烯颗粒，再经搅拌喷料等摩擦过程，易产生大量静电，而丙烯、氢气泄漏向外喷出时也会产生大量静电。随着产生的静电电荷不断积累，当周围空气中电场强度超过一定值时，将产生不同形式的静电放电现象。尤其在干燥季节，包装粉料时员工有受到电击的感觉，此时如果闪蒸效果不好，有残留的丙烯释放或厂房周围有较高浓度的可燃性气体时，极易发生静电引起的火灾爆炸事故。

1.5料仓粉尘易发生闪爆危险

聚丙烯粉尘为1～100μｍ的颗粒，在粉料输送过程中聚合物细粉和规格相同的聚丙烯粉料类似，具有易爆的物性，聚合物细粉最低的爆炸浓度是0.1％～0.2％（质量）。常见聚丙烯料仓的闪爆一般有以下３种情况：粉尘引起的闪爆、可燃气体引起的闪爆和粉尘加可燃气体综合引起的闪爆。但不管何种情况引起的闪爆，都必须同时具备三个条件：具有达到爆炸极限浓度的粉尘云或可燃气体、含有一定氧含量的空气和具有一定点火能力的火源。如果料仓中存在粉尘、可燃气体等两种以上爆炸物质时，其混合后所形成的爆炸性混合物爆炸的危险性比各单种物质形成的爆炸性更大。料仓内粉尘一旦发生爆炸，严重的会炸坏料仓，甚至会造成人员伤亡。导致爆炸性物质发生爆炸的点火源有静电、明火、电加热、辐射冲击波、电弧、危险温度等，而引起聚丙烯料仓爆炸的点火源绝大部分是由于静电放电引发的。

1.6易发生聚丙烯产物堵塞的危险性

聚丙烯产物黏性大，设备和管道有被黏堵的可能性。采用管式聚合器的最大问题是反应后的聚合产物黏挂管壁发生堵塞，引起管内压力、温度升高，由于局部过热引起物料裂解，甚至导致火灾爆炸事故。

二、聚丙烯生产工艺的安全措施

综合评价聚丙烯的生产工艺，针对工艺的危险性提出安全控制的措施，确保聚丙烯生产的安全性。

2.1爆炸控制的措施

聚丙烯生产工艺危险性中的爆炸控制，需要根据爆炸危险的原因规划措施应用。首先是防止丙烯过度聚合，聚丙烯生产时严格按照原料的投放顺序和比例执行，消除潜在的聚合危险，监督聚丙烯生产的过程，防止原料聚合；然后控制聚丙烯生产的温度，可以在聚丙烯生产中安排冷却工艺，重点控制工艺生产过程中的放热；最后是预防粉尘爆炸，规范处理聚丙烯生产工艺中的堵塞问题，遵循聚丙烯生产的要求，防止粉尘堵塞聚丙烯生产的设备和管道。全面控制聚丙烯生产工艺中的爆炸危险，保障聚丙烯生产的经济效益。

2.2静电火灾控制的措施

为了防止静电火灾，聚丙烯生产的过程中需要采取静电接地的方式，还要注重聚丙烯生产环境的控制，防止生产环境过于干燥。聚丙烯生产时，应该定期检查静电接地的可靠性，也可利用加湿的方法，消除聚丙烯表面的静电电荷，降低静电火灾的危害。除此以外，聚丙烯的输送工艺中，增加氮气物质，防止聚丙烯表面的静电与设备或管道结合，保障聚丙烯在管道运输中的安全性，充氮控制的方法是目前防静电火灾中最简单的一类，解决了精丙烯生产中的静电问题。

2.3堵塞危险的控制措施

聚丙烯生产工艺中安装自动控制系统，监控聚丙烯生产的堵塞危险。自动控制系统检测到堵塞危险时，会自动发出警报，促使生产工艺进入紧急处理的状态，提高聚丙烯生产系统的输送能力，以免聚丙烯的产物过度聚集在生产管道内。部分情况下，自动控制系统具有报警的功能，提供紧急处理的手段，有利于控制聚丙烯的堵塞问题。自动化控制系统非常注重堵塞风险的控制，通过实践性的操作方式，杜绝堵塞的风险，防止聚丙烯生产中发生危险事故，提高聚丙烯生产的效率。

结语

在聚丙烯生产工艺应用的过程中，安全性是重要的目标。借助安全措施的运用，能够有效地消除危险源，对聚丙烯生产安全问题加以解决。需要注意的是，因其聚丙烯生产工艺的危险性因素诸多，就会影响其安全控制的质量与效果。为此，在实践过程中应高度重视安全措施的灵活应用，实现聚丙烯生产工艺的不断完善，对聚丙烯生产工艺危险性问题加以解决，将安全控制应用价值充分显现出来。通过上文对聚丙烯生产工艺危险性与安全措施的研究，以期有效推进聚丙烯的安全生产。

参考文献：

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