6.擠壓造粒單元
擠壓造粒系統(tǒng)把脫活、脫揮發(fā)分處理的粉料加人助劑進行穩(wěn)定,然后熔融、過濾和造粒。聚丙烯粉料和助劑在混煉機中充分混煉、熔融和均化,熔融聚丙烯經(jīng)齒輪泵增壓,熔融聚丙烯經(jīng)過切粒機模板束狀擠壓后進人切粒室,經(jīng)過干燥的顆粒送到振動篩進行篩分,大顆粒和小顆粒均被篩掉,合格的顆粒送到顆粒料斗送到摻合料倉。本單元單臺設(shè)備和輔助系統(tǒng)多,因此容易發(fā)生故障。本單元其他常見故障及處理方法如表5—25所示。
7.公用工程系統(tǒng)
公用工程系統(tǒng)包括高壓蒸汽、低壓蒸汽、高壓氮氣、低壓氮氣、儀表風、工廠風、鹽水、循環(huán)水、工藝水的引入,對所有單元的蒸汽冷凝液進行回收處理,對所有系統(tǒng)進行火炬氣的收集與排放。本單元其他常見故障及處理方法如表5—26所示。
四、裝置的安全設(shè)計
聚丙烯的生產(chǎn)過程是將易燃、易爆的丙烯、乙烯、氫氣等原料在催化劑作用下聚合成聚丙烯粉料。這些烴類原料和氫氣一旦發(fā)生泄漏而造成爆炸或火災(zāi)將是災(zāi)難性的事故,因而裝置的設(shè)計和生產(chǎn)的安全性就顯得極為重要。聚丙烯裝置與其他石油化工裝置一樣在設(shè)計中要考慮物料及工藝過程的危險性分析、裝置安全設(shè)計、安全控制系統(tǒng)、工藝聯(lián)鎖系統(tǒng),并將裝置的安全分析、設(shè)計與檢查貫穿于工程項目的全過程,本裝置的安全設(shè)計主要如下:
(一)工藝聯(lián)鎖系統(tǒng)
為了排除不安全或不正常的條件,如出現(xiàn)反應(yīng)異常、工藝條件失控、工藝流體大量泄漏、公用工程故障等情況,裝置中設(shè)置了工藝安全聯(lián)鎖系統(tǒng),氣相法聚丙烯裝置在工藝設(shè)計中的主要聯(lián)鎖系統(tǒng)如下:
(1)廢催化劑中和罐隔離
所有的主催化劑,助催化劑和改性劑管線上都有礦物油沖洗直接進入烷基鋁密封罐,然后,將液體轉(zhuǎn)移到中和罐用堿液進行中和,調(diào)節(jié)閥控制廢液流量,當中和罐的溫度達到80%時,聯(lián)鎖關(guān)閉廢液進料閥。
(2)第一反應(yīng)器隔離
位于反應(yīng)器頂部的三個壓力開關(guān)中的任意兩個達到2.48MPa(表),反應(yīng)器開始自動隔離、放空和氧氣注入,第一反應(yīng)器隔離被觸發(fā)后,反應(yīng)器所有進料出料都停止,主催化劑、助催化劑、改性劑泵、急冷液泵和循環(huán)氣壓縮機停止。
(3)反應(yīng)器分離系統(tǒng)聯(lián)鎖
反應(yīng)器頂部分離器的高液位開關(guān)被觸發(fā)后,循環(huán)氣壓縮機聯(lián)鎖停車,防止分離器液位過高,循環(huán)氣壓縮機進入液體,直到高液位開關(guān)恢復(fù)后,才能重新啟動循環(huán)氣壓縮機。
(4)三乙基鋁系統(tǒng)隔離
當反應(yīng)器的三個壓力高位開關(guān)中任意兩個指示低于0.5MPa(表)時,三乙基鋁加料閥將關(guān)閉,烷基鋁停止進料。
(5)氣鎖器系統(tǒng)的隔離
如果氣鎖器系統(tǒng)的閥門發(fā)生故障,或者氣鎖器壓力、料位條件不滿足時,氣鎖器就會產(chǎn)生隔離,根據(jù)隔離產(chǎn)生條件不同,氣鎖器隔離分為兩種,第一種隔離后氣鎖器系統(tǒng)所有外部閥門關(guān)閉,第二種隔離所有閥門全部關(guān)閉。
(6)袋濾器聯(lián)鎖
如果袋濾器旋轉(zhuǎn)加料閥停車超過75s,通往袋濾器的出料柱塞閥關(guān)閉,位于袋濾器頂部的兩個壓力開關(guān)任意一個達到0.22MPa(表),反應(yīng)器向袋濾器的出料終止,如果袋濾器溫引過低,將禁止取樣閥打開,防止可燃氣外泄。
(7)脫氣倉隔離
為了防止脫氣倉超壓,當脫氣倉壓力指示達到0.08MPa(表),脫氣倉隔離啟動,脫氣倉所有入口及出口物流與脫氣倉隔離,袋濾器旋轉(zhuǎn)加料閥和脫氣倉旋轉(zhuǎn)加料閥關(guān)閉。
(8)丙烯進料系統(tǒng)聯(lián)鎖
來自界區(qū)的液體丙烯在丙烯儲罐中保持穩(wěn)定液位,為了防止液位過高或者過低,在丙烯進料系統(tǒng)設(shè)有高液位聯(lián)鎖和低液位聯(lián)鎖,高液位聯(lián)鎖觸發(fā)后將切斷界區(qū)液體丙烯進料,低液位聯(lián)鎖觸發(fā)后,丙烯加料泵停止向液體丙烯用戶供應(yīng)丙烯。
(二)氧殺死系統(tǒng)
氧殺死系統(tǒng)提供了一種降低產(chǎn)率的快捷方式,反應(yīng)器產(chǎn)率迅速降低的方法就是利用氧殺死系統(tǒng),氧氣是使催化劑中毒的物質(zhì),能迅速降低聚合速度,足夠的氧氣可快速的終止反應(yīng)。反應(yīng)器停車也可以不用氧殺死系統(tǒng)。緊急情況下,利用氧殺死系統(tǒng)停車更有效,反應(yīng)釜的設(shè)定料位是80%,反應(yīng)釜內(nèi)的空余空間只有不到5t,一旦發(fā)生緊急情況,如出料線堵塞,急冷液無量,就必須在幾分鐘內(nèi)終止反應(yīng),否則五、六分鐘內(nèi),將出現(xiàn)反應(yīng)釜溫度、料位飛漲,使反應(yīng)釜結(jié)出大的塊料而不得不停車清釜。
反應(yīng)器處在備用狀態(tài)時,加入氧氣可快速中止反應(yīng)避免過渡料生成。對生產(chǎn)均聚物和無規(guī)共聚物時來說,反應(yīng)器的粉料仍為合格產(chǎn)品,反應(yīng)器可重新開始操作而不會造成過渡產(chǎn)品的生成。在反應(yīng)器正常停車期間,氧殺死系統(tǒng)可用來減慢聚合物產(chǎn)率并控制向火炬的放空量。否則,整個反應(yīng)器的烴類組分都會被放空,造成丙烯大量浪費。在放空前用氧氣抑制反應(yīng),可減少丙烯的浪費,使反應(yīng)能快速重建。同時,在生產(chǎn)抗沖共聚物時,因為要控制共聚物中的橡膠含量,就要控制第二反應(yīng)釜和第一反應(yīng)釜的產(chǎn)率比,也需要我們在第二反應(yīng)釜中加入一定量的氧氣,以控制第二反應(yīng)釜的產(chǎn)率。
由此可見,氧殺死和產(chǎn)率控制系統(tǒng)在20X104t/a裝置上有著舉足輕重的作用,裝置的安全可靠性決定著整個裝置的安全和平穩(wěn)生產(chǎn),氧殺死系統(tǒng)的簡圖如圖5—6所示。
儀表風流量調(diào)節(jié)閥和氮氣流量調(diào)節(jié)閥共同控制氣體配制罐的氧氣濃度,它們由氧含量分析儀來控制,氣體配制罐中氧氣含量設(shè)定5%,儀表風流量調(diào)節(jié)閥和氮氣流量調(diào)節(jié)閥根據(jù)氧含量分析結(jié)果進行調(diào)節(jié)。壓縮機將氣體配制罐中的混合氣加壓至氣體儲罐儲存,氣體被壓縮后進行冷卻,當壓力到達4.OMPa時,操作人員現(xiàn)場停壓縮機,當壓力低于3.OMPa時,操作人員現(xiàn)場開壓縮機。每個反應(yīng)器的4個循環(huán)氣管線分別連接一根管線,管線上安裝電磁閥,需要進行氧殺死時,通過觸發(fā)控制臺上的控制按鈕可以打開電磁閥,氧氣氮氣混合氣通過循環(huán)氣噴嘴均勻加人到反應(yīng)器中。
反應(yīng)產(chǎn)率控制系統(tǒng)控制原理同氧殺死系統(tǒng)相似,氧氣氮氣混合氣人口位循環(huán)氣壓縮機入口,只是其控制閥為流量控制閥,根據(jù)第二反應(yīng)器的產(chǎn)率調(diào)節(jié)其流量。
(三)安全設(shè)施
(1)消防設(shè)施
在裝置區(qū)的五個危險部位分別設(shè)置有一門高壓水炮,延裝置區(qū)分布二十二個消防栓,在容易發(fā)生火災(zāi)的烷基鋁系統(tǒng)和改性劑系統(tǒng)安裝有自動火焰報警器和自動干粉滅火器;裝置去所有的單元分別設(shè)置了8kg的干粉滅火器和消防箱。
(2)可燃氣體報警系統(tǒng)
為了及時發(fā)現(xiàn)可燃氣體的泄漏,在有可能泄漏出可燃氣體的設(shè)備和法蘭處要設(shè)置可燃氣體檢測器。檢測器的位號和報警信號或位置顯示安裝在控制室的控制盤或模擬盤上。
(3)ESD手動隔離系統(tǒng)
ESD連鎖系統(tǒng)中的一部分重要的設(shè)有手動
按鈕安置于輔助控制臺上,例如兩反應(yīng)器的隔離、反應(yīng)殺死劑注入按鈕、氣鎖器系統(tǒng)的隔離、關(guān)鍵設(shè)備的停車按鈕和重要聯(lián)鎖的啟動和旁路按鈕,一旦反應(yīng)失去控制,不用等到聯(lián)鎖啟動,可以立即手動啟動聯(lián)鎖。
(4)備用電源系統(tǒng)。由于聚丙烯生產(chǎn)過程安全性、連續(xù)性要求很高,供電系統(tǒng)采用雙電源供電以確保供電的可靠性。儀表供電備用蓄電池容量要保證電源故障時持續(xù)分鐘供電,以使裝置能夠安全停車。