氯乙烯生产的安全性分析

第39卷第9期聚氯乙烯Vol.39，No. 92011年9月Polyvinyl ChlorideSep.，2011[环保与安全]氯乙烯生产的安全性分析刘洪宇* ,林力霆,王凯(青岛海晶化工集团有限公司,山东青岛266042)[关键词]氯乙烯;乙炔;氯乙炔;电动葫芦;给料机[摘要]介绍了电石法氯乙烯生产过程中,工艺、设备、操作、检修等影响安全的环节,分析了影响安全生产的原因和原理,从设计、生产、操作、管理方面提出了安全措施和建议。[中图分类号] TQ325.3 [文献标志码] B[文章编号] 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.在电石法氯乙烯生产工艺中,乙炔制备、氯化氢过氮气排气合格,而加料斗的两个气动阀任何一个合成、氯乙烯制备过程中都涉及易燃易爆的工作介都有可能内漏。这是因为气动阀内部阀体加衬胶质,稍有不慎就容易出现安全事故。青岛海晶化工皮,胶皮长期与电石摩擦后会变薄导致漏气。如果集团有限公司(以下简称青岛海晶)在电石法氯乙烯要更换胶皮,必须保证该发生器整体排气要合格才生产工艺上积累了丰富的、切实可行的安全生产经能进行,还要从管理上制定严格的检修方案和试压验,2006年顺利通过国家一级安全标准化验收。下方案。另一方面,对于加料斗的防爆膜要定期更换，面就电石法生产工艺的安全情况分别进行论述。防止老化或变形,最好能每半年更换一次。电磁给1乙炔制备乙炔制备虽然工艺简单,但却是安全事故的多料机的作用是把电石缓慢加人到发生器中,由于给发地,除了管理上的原因外,最主要的是自动化程度料过程中有电磁振荡,其连接的软连接螺栓特别容低,人工操作量大,还有电石的忌水特性所致。易松动,而且软连接容易穿孔漏气,这是职工操作中最容易疏忽的。发生器液面如果高至电磁给料机，1.1 发生系统如果电石输送是采用电动葫芦,则对电动葫芦水容易与电石剧烈反应，导致两者之间的软连接高的检查就至关重要,有多个因素会导致电动葫芦下温熔化并着火,因此操作上必须保证液面正常。滑,而且钢丝绳起刺严重,会有断裂的危险,因此必在设计上有以下4点要注意:①如果厂房是封须严格按照特种设备要求管理好电动葫芦,不允许闭的,电石加料斗的防爆膜放空最好引到厂房外,否有丝毫懈怠。则容易导致厂房内乙炔积聚;②所有DCS远控阀气电石在按顺序加人发生器给料机前,必须先经开、气关中国煤化工出现停仪表空气YHCNMHG[收稿日期] 2011-06-27[作者简介]刘洪宇(1980- -),男 ,工程师,2004年毕业于沈阳建筑大学高分子材料与工程专业,现于青岛海晶化工集团有限公司聚氯乙烯厂负责生产工作.万劳数据第9期刘洪宇等:氯乙烯生产的安全性分析环保与安全时,乙炔气外排和氮气阀打开加氮气的情况;③加料比照,增加连锁停车。表1为全部连锁一览表,所有斗的远传压力可以与放空开关阀连锁，即加料斗压连锁的动作都相同。力_上升到--设定值后,能自动放空;④发生器到安全表1连锁一览表水封的管口最好开在发生器侧面,这样发生器液位Table 1 Interlock list高时能自动溢流到安全水封。号连锁内容连锁动作内容1.2次氯酸钠清净 系统电解跳闸停乙炔压编机,关乙炔阀、合成放空舞清净系统中次氯酸钠的作用就是利用其有效氯氢气压力低于设定值停乙块压第机,关乙炔阀、合威放空胃把乙炔气中的硫化氢和磷化氢氧化成对应的酸，次乙炔泷量低于设定值停乙炔压缩机,关乙炔阀、合成放空阀氯酸钠的来源有两种:①用氯气、烧碱和水配制,②氧化氢流量低于设定值停乙炔压编机,关乙炔阀、合成放空阀混合器温度升高速度大于设定值直接用浓次氯酸钠稀释。无论采用那种方式，都必乙炔气柜物位低于设定值停乙快压缩机,关乙炔阀、合威放空阀须严格控制次氯酸钠的有效氯浓度,当其质量分数氯乙烯气柜物位低于设定值件乙炔压缩机,关乙炔阀、合成放空阀达到0.15%以上时,溶解的单质氯气容易与乙炔生氟乙烯压缩机机前压力低于设定值停乙炔压缩机,关乙块阀、合成放空调成氯乙炔而发生爆炸[。青岛海晶对次氯酸钠有效氯含量分析所用标定3.2 合成转化器操作液的更换周期、浓度检测频次都有严格规定,并要求合成转化器内填装反应用氯化汞触媒,其载体多岗位分析,比照分析结果。还在清净系统两端增是活性炭。活性炭具有优异的吸附能力,即便转化加了自来水管,发生紧急情况时可以加水切断前后器停用,活性炭仍吸附大量的乙炔和氯乙烯气体,因此,在抽翻汞触媒前必须用氮气排气一段时间。在系统。年度检修时即使暂时分析合格,也必须在进出管道1.3 乙炔气柜与压缩机系统在高负荷情况下,气柜物位的高低严重影响生上加盲板。至于临时性在厂房内焊补转化器,必须产的安全运行。当气柜物位快速降低时,气柜很容按照动火作业的其他要求进行。值得注意的是，动易也很快被压缩机抽瘪,甚至由于压缩机人口管道火分析不能只分析管程内气体,还得分析壳程内的和发生器负压而漏人空气,非常危险。因此,青岛海气体。晶对乙炔气柜增加了双雷达物位检测，同时增加低3.3合成气柜与压缩机位停车连锁。另外,如果气柜的乙炔进出口管内存氯乙烯气柜物位安全特点与乙炔气柜有部分相水过多,气柜起不到缓冲稳定作用，也容易出现负同点,即增加了低位停车的连锁、双雷达检测、压缩压,因此需要增加压缩机入口压力低停车的连锁。机入口压力低停车连锁,除此以外,也增加了多台压2氯化氢制备缩机跳闸时系统停车的连锁。氯化氢中氯气含量越低越好,因此在操作上采当然,压缩机系统人口压力低还有另一个原因，用氢气稍过量的方法生产氯化氢,送氯乙烯合成前即气柜到压缩机入口的阻力太大,例如设备阻力大、氯化氢必须有严格的纯度指标，例如氯化氢体积分入口设备内未放净冷凝水等,这就需要从设计上、操数不得低于94%,氯气体积分数小于0. 04%。因作上加以注意。此,DCS操作人员必须严格控制好氢气和氯气的配3.4变压吸附比,尤其当氢气和氯气的纯度发生波动时更是如此，变压吸附的作用是回收精馏系统排空尾气中的任何一种容易导致两者纯度发生波动的情况都不能氯乙烯和乙炔气,使之达到环保排放标准。经过变放过。设计上可以通过增加连锁来进行预防,有计压吸附后的排空气体,其主要成分是氢气(来源于氢划性地调整系统时,可以取消连锁。气和氯气合成氯化氢步骤),因此为了防止雷雨天气3氯乙 烯制备时排空管着火,必须配有氮气稀释工艺;另增设了蒸3.1乙 炔和氯化氢的混合汽加湿系统,雷雨天气时,同时打开氮气和蒸汽。与乙炔清净系统相同，如果氯化氢气体含游离变压吸附户广中国煤化玉吸附,低压解氯超标,氯气也会和乙炔在混合器发生剧烈放热反吸,低压动CNMHG要求低压达到应,并引发爆炸事故。青岛海晶对混合器出口管道一0.07 MPa,对汉备相目迫的密到性要求非常严的材质选择非金属材质,在混合器正上方增加防爆格，因此变压吸附试压时低压和高压同样重要。在.膜以保护设备,在混合器上增加双温度测量点进行设计方案上最好增设在线氧气分析仪,在运行中增43环業与愛聚氯乙烯2011年设氧气含量的人工分析,一旦分析结果异常,必须马液相单体夹带的情况再没有出现过,精馏系统压力上停车处理。在管理上必须加强对低压历史趋势的也非常稳定。检查,发现压力达不到指标时必须尽快分析氧气含4结语量,从而排除内漏的可能性。纵观国内氯乙烯生产的事故案例,出现安全事3.5精馏系统故的原因,从设计到管理,从操作到检修,覆盖了每青岛海晶精馏系统原有低沸塔进料属于液位差-一个环节,安全不是-一个人、一个部门、一套工艺、一进料,即全凝器下料口、尾气冷凝器下料口和低沸塔个管理办法、一个好职工所能做到的,而是所有这些供料口有液位差,由于该液位差较小,一旦变压吸附的集合。排空量增大(原因是氯化氢纯度偏低,氢气含量增[参考文献]多),容易把液相单体夹带到变压吸附系统和变压吸[1]严福英,于长厚,王勤,等. 聚氯乙烯工艺学[M].北附入口管道内,进而产生阻力,最终导致精馏压力快京:化学工业出版社,1990:18.速上涨,影响安全运行。改造后低沸塔采用泵供料，[编辑:杜桂敏](上接第36页)(6) :49 - 52.从图2可以看出:随着反应的进行,氯甲烷的转[5]刘红星,谢在库,张成芳，等.不同模板剂合成SAPO-34化率逐渐降低,由初期的完全转换降至23%。反应分子筛的表征与热分解过程研究[J].化学物理学报，2003,16(6):521- 527.初期,产物以甲烷、乙烯、丙烯为主，随着反应进行，丙烯选择性逐渐下降,乙烯选择性有所上升,这主要[6]刘红星,谢在库,张成芳,等.用TEAOH- C. H,NO复合是由于反应初期,分子筛上产生的积炭为活性积炭，模板剂合成SAPO- 34分子筛的研究I . SAPO- 34分子筛的合成与表征[J].催化学报，2004, 25(9); 702 -有助于氯甲烷转化为乙烯,而反应生成的烯烃分子706.进一步转化为积炭后,为惰性积炭，同时生成的大分[7]刘红星,谢在库,张成芳,等.用TEAOH - C4H9NO复子占据着分子筛的孔道,抑制了氯甲烷的扩散,降低合模板剂合成SAPO-34分子筛的研究II.SAPO-34了氯甲烷的转化率,使乙烯、丙烯、氣乙烯的含量下分子筛的表面酸性和催化性能[J].催化学报,2004,25降,这与Chen11-13]等所研究的分子筛积炭失活机(9) :707- 710.制相符合。[8]刘红星,谢在库,张成芳,等.用氟化氢-三乙胺复合模板剂合成SAPO- 34分子筛[].催化学报,2003,24(4);3结论279 - 283.采用TEAOH-TEA混合模板剂制备的SAPO[9]刘慧娟,向叶楠,罗芩,等. 甲烷氯化物催化偶联合成分子筛,相比使用单一模板剂制备的分子筛,具有更氯乙烯单体新技术[J].四川化工,2011,14(1):6-9.好的催化性能。当n(TEAOH) : n(TEA)=0.2 :[10] Lok B M, Messina C A, Patton R L. Crysalline Silicoa-2.15时,能有效地调整分子筛的晶粒大小,使分子luminophosphates:美国,4440871[P]. 1984 - 04- 03.筛更有利于烯烃的生成,为进一步转化制备氯乙烯[11] Chen D, Moljord K, Fuglerud T，et al. The effect of单体提供了更多的原料;同时,有效地抑制了丙烯及crystal size of SAPO - 34 on the selectivity and deactiva-C2产物的生成,提高了尾气中氣乙烯的含量。tion of the MTO reaction[J]. Microporous MesoporousMater, 1999, 29; 191 - 203.[1]燕 丰.聚氯乙烯树脂市场发展任重道远[J].中国石[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.氯乙烯生产技术的研究开发进展[J].SAPO- 34 [J]. Stud Surf Sci Catal, 1997, 111: 159-江苏氯碱,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,中国煤化工Ind Eng Chem Res,[4]李 军,张凤美,李黎声,等.双模板剂法SAPO-34分YHCNMHG子筛的合成及其性能[].石油炼制与化工,2005, 36万米