聚烯烃料仓防静电燃爆治理技术的应用

安全、健康环境安全技术2011年第11卷第4期聚烯烃料仓防静白燃爆治理技术的应用还传庚1,唐卫泽',宫宏2， 刘全桢2(1.中国石化扬子石油化工有限公司,江苏南京2100482.中国石化安全工程研究院,山东青岛266071 )摘要:介绍了粉体静电消除技术在聚烯烃料仓通风能力和消除风送静电措施的技术改造。料仓的应用，以及料仓采取静电消除措施治理后为此某公司与中国石化安全工程研究院合作在取得的效果。2008年完成了1PP 、2PP掺合仓通风改造项目,关键词:聚烯烃料仓静电燃爆危险评2010年完成了1PE和2PE新建掺合仓消静电项估目改造，取得了预期效果和改造目的。以下着重介绍PE装置料仓静电消除改造的效果与安全评20世纪七八十年代是国际粉尘静电爆炸事故的高峰期，研究工作十分活跃。我国石化行业粉尘爆炸事故的高峰期稍晚一些，如上海某公司11PE、2PE装置静电消除系统简介IPE装置扩能改造后粉体料仓在1987-1998年发1PE装置采用淤浆法反应丁艺.物料中己烷溶生13次闪爆，某公司1PP装置扩能改造后掺合剂残余量大,对脱挥设备要求高。装置采用闪蒸分仓在1989-1994年发生了多起闪爆事故。国内其离、干燥等溶剂回收单元,得到挥发分< 0.3%的聚他大型聚烯烃生产企业粉体料仓燃爆事故也时有乙烯粉末,再造粒、风送进仓和掺合。该装置原为两发生，有关主管部门曾多次组织行业安全专家，条生产线(A/B),设计能力为140kt/a, 新增- -条C对聚烯烃粉体料仓燃爆事故进行调查，这些调查线,设备扩能为210 k/a,但系统脱挥等工艺参数未的共同结论是:①多数事故是粉尘.气体、静电三作调整.生产节奏快。其中任-单元出现故障, 都会者共同作用引起的;②通风设计不足或工艺过程影响物料挥发分指标和料仓粉尘空间杂混粉尘的控制失误，是发生事故的主要诱因，包括反应不点燃能.因此必须确保料仓风送静电的安全性。充分脱挥设备故障、料仓通风操作失误等;③风2PE装置采用UCC低压气相法全密度聚乙送物料静电起电量高，料仓内静电放电频繁,是烯反应T艺,采用己烷诱导冷凝剂,反应周期短,聚烯烃装置料仓存在的普遍现象。事故调查表明，完全杜绝或避免工艺过程和操作过程的触发收稿日期:2011-02-25诱因难度极大，这与现有设备设计不足或缺欠有作者简介:还传庚,工程师,注册安全工程师,关联。例如在68起典型事故的统计中,与设计不2002年毕业于南京工业大学化学工程专业,现足或缺欠有明显关联的有49起,约占72%。为提为中国石化中国煤化工塑料厂安全高现役设备防静电燃爆的能力，应重点进行提高科科长,主要YHCNMHG❻SAFETY HEALTH & ENVIRONMENT2011年第11卷第4期还传庚.等,聚烯烃料仓防静电燃爆治理技术的应用安全技术处理负荷高(30~33 th)。物料含挥发分高,主要目前国际上最先进的非平衡式双极性离子风静电靠脱气仓脱挥和失活。由于生产节奏快，对设备消除技术，它可以借助静电监测器本体上的电荷维护和操作系统的可靠性要求高，一旦系统出现传感器、电荷变送器-电控箱内的电流控制器、故障或脱挥不足，紧急处理不当就会造成料仓静I/O模块-主控柜PLC信号处理单元、触摸显示电闪爆(国内已出现多起类似事例)。鉴于以上原屏等系统提供的静电参数(μCkg),随机调节消因,公司在1PE(A/B/C线)12个掺合仓和2PF6个电器正、负放电针的离子流,与管线物料电荷达到掺合仓各安装了一套离子风粉体静电消除/监测最佳中和效果。正.负离子流的调节由下述系统实器系统。施:主控柜的触摸屏通讯单元、PLC数模处理单元离子风粉体静电消除/监测器系统由操作主-电控箱的1/0模块、电压控制器-消电器本体控柜、现场电控箱、分控箱、消电器本体、监测器正、负高压控制模块、正负放电针气流喷射组件本体等组成。离子风静电消除1监测系统,采用了等。系统布置见图1。IPE C线PE A/B线2PE消电器1检测器黑|基|分控箱4台分挖箱8台6台仪表风然5|算2C线AB线控制柜DP通讯电缆主控制柜圜1系统布置示意.2 1PE、2PE掺合仓风送物料静电消除结果料仓电场解析电算法(FDCS法)和料仓粉尘静IPE、2PE掺合仓风送物料静电起电及消电电爆炸危险分级法(DCES 法)。以下分别介绍数据见表1 ~4。IPE、2PE料仓采用消静电设备后两种评估法的结果。.3料仓静电的危险评估3.11PE 、2PE掺合仓静电场危险评估料仓粉尘静电爆炸的危险分析,目前主要有3.1.1 基础数据(见表5)表11PE(A 线)消静电数据μCkg__料仓号项目.TK451ATK451BTK45ICTK451D荷电范围-2.62 ~-3.26- 4.4--4.96-2.97 --3.40-7.19--7.99平均值-3.07-4.78-3.16-7.34消电后平均值0.110.03中国煤化工消电效率, %> 96> 98>99FYHCNMH GSAFETY HeALmh & ENIRONMENT❼安全健康环境安全技术.2011年第11卷第4期表21PE(B 线)消静电数据uCkg料仓号项目TK245IATK2451BTK245ICTK2451D倚电范围-1.67~-1.83-4.41 ~-5.10-3.28 ~-3.59-3.24--3.64平均值-1.74-3.44 .-3.48消电后平均值-0.02-0.130.04-0.08消电效率,%> 98> 97>97表31PE(C 线)洧静电数据TK3451ATK3451BTK3451CTK3451D荷电范围-2.63~-2.99-1.63--1.99-2.43~-3.0-1.04~-1.78-2.77-1.88-2.64-1.27-0.05-0.15-0.11>98>92>95>93表42PE 消静电数据μCkg_料仓号.D8011D8012D8013D8014D8015D8016荷电范围.-1.14--1.24 -0.62--0.79 -0.68~-0.91 -0.75--0.99 -0.76--1.30 .-0.6~-1.401.180.7-0.77-0.86-1.01-0.8-0.030.07-0.090.08> 95>84> 96> 92>91> 89表5 1PE、2PE掺合仓基础数据IPE(A线、B线)IPE(C线)2PE料仓尺寸/mmφ5 500x 23 450φ5 500x 17500φ6 000x 17 000堆积料介电常数8,荷质比(μC.kg)-1.74--7.34 .-1.27~-2.77-0.7 --1.18物料电阻率1( s.m")10141 0143.1.2料仓FDCS电场计算数据面上方有金属突出物,可以发生引燃性的放电。a)当物料荷质比q=- 0.11 μCkg时，堆面电场分布见图2,罐壁附近电场接近放电临界电场3000(3 MV/m),可以出现刷形放电(放电能量<3.6 mJ)。X 25002000b)当物料荷质比在-0.11 μCAkg