0 简述：

分析了间歇式液相本体法聚丙烯生产中静电的产生原因及危害，从改进工艺、设备,安装静电消除器，加强管理诸方面提出了消除静电危害的措施。

随着工业生产的发展，静电也带来了很多危害。尤其是石油化工工业中,原料和产品具有易燃易爆的特点,聚烯烃粉体的静电危害正日益成为一个新的严重问题。

某石化厂间歇式液相本体法(以下简称小本体)聚丙烯粉料包装时多次发生静电放电引起的爆炸事故;某石化厂小本体聚丙烯装置闪蒸岗位1997年一年内共发生6 起由静电放电引起的着火事故。

锦州石化化工三厂小本体聚丙烯装置在生产、输送、包装过程中都存在着静电生成和积累的条件,曾多次发生由静电引起的闪爆、着火事故,静电的存在严重地威胁着聚丙烯装置的安全生产。如何预防和消除静电,保证生产装置安全运转,是值得深入探讨和急需解决的问题。

1　聚丙烯粉体静电的产生

1.1　生产工艺简介

来自丙烯精制装置的纯度大于99.5%的丙烯经脱硫、脱砷、脱氧、脱水净化后进入丙烯计量罐。计量后分四次加入到聚合釜中,然后启动搅拌。活化剂、硅烷、催化剂、氢气经计量后分别加入到聚合釜中。加料完毕后夹套内通入热水升温。丙烯发生聚合反应时,夹套切换冷水控制反应温度。反应结束,打开釜上回收丙烯阀回收未反应的部分高压丙烯。然后由聚合釜出料阀向闪蒸釜喷料。进入闪蒸釜中的物料在搅拌下经减压闪蒸将未转化的丙烯分离出去。然后用N2气置换,至闪蒸釜内可燃气含量小于0.18%后,打开闪蒸釜出料阀,放料包装。

1.2　聚丙烯粉体静电电位

聚丙烯粉体吸水性差,表面干燥,电阻率高,其电阻率大于10148·cm。聚丙烯粉料在聚合釜内受到搅拌,又以很大速度向闪蒸釜喷料。 由于搅拌叶的剪切作用,搅拌叶与粉体间反复接触与分离,使粉体表面带上了大量的静电荷。高速向闪蒸釜喷料时粉体与管壁和釜发生磨擦、冲撞,使粉体表面电荷进一步增加。聚丙烯粉体具有良好的绝缘性,所带电荷不易消除,极易积累,当静电位超过极限值便会放电,引发事故。

2　生产中静电危害

该厂聚丙烯装置自投产以来,曾多次发生闪蒸釜内闪燃,包装口闪燃、着火,包装袋内闪燃,开关阀门时产生火花放电等。开、关阀门时人有电击感等现象。

2.1　开关放料球阀时发生火花放电 聚合反应终止后,在聚合釜压力为112～114MPa(表压)、闪蒸釜表压几乎为零的情况下打开聚合釜放料球阀,向闪蒸釜喷料。球阀的球芯和壳体之间密封垫片是绝缘材料,带动球芯转动的阀杆和壳体之间的密封填料也是绝缘材料。因此,当聚丙烯粉体以很高的速度通过球芯时,由于磨擦、冲撞作用,使粉体颗粒和球芯都带上静电荷并逐渐增多。开关阀门时人有较强的电击感。开阀的搬手和设备接触、虚接的瞬间产生火花放电。

2.2　闪蒸釜内爆燃 在聚丙烯粉料闪蒸去活过程中,始终进行搅拌,会产生较高电位的静电。曾发生过闪蒸釜通空气进行去活操作时由静电放电引起的釜内爆燃。釜内粉料表面烧黑,部分粉料熔融结块,排空管线油漆烧焦。

2.3　包装时闪爆、着火 由于闪蒸不彻底,吸附在粉体上的丙烯未闪蒸完全。聚合反应不正常,出粘料等原因,使粉料内可燃气不易闪蒸出去。包装时可燃气释放在放料口周围,可燃气浓度越来越高时,放料产生的静电放电就能引起闪爆、着火事故。生产中曾发生此类事故

2.4　包装袋内闪燃 有一次,包装到最后,料不足一袋,将该袋放在放料口下静置。当拿取袋内的铁铲子时,袋内闪燃,手被烧伤。

3　消除静电危害的措施

综上所述,静电危害较大的部位是闪蒸釜和放料口。静电危害是引起闪爆、着火和使人体有电击感。据此,采取以下措施。

3.1　改造放料口,强制排气 为了防止可燃气聚集和降低聚丙烯粉尘浓度,对放料包装口进行了改造,安装了排风筒。将放料口可燃气和聚丙烯粉尘迅速排送到室外,使之不能达到爆炸浓度。

3.2　计量秤接地

为了消除磅秤带的静电,将称重计量工具——普通磅秤放在接地良好的铜板上。

3.3　消除放料球阀静电

为了消除阀芯的静电,在阀杆盘根箱填加两道铅垫或采用导电密封材料盘根,使阀芯静电很快导出,消除了静电放电和电击人现象。

3.4　改进闪蒸工艺

闪蒸釜用N2置换时,原来是从釜上部通入N2,从釜上部排空管排出。为了防止出现死角,改成从釜下部通入N2。 为使闪蒸操作更安全,除严格控制可燃物含量外,又采取N2保压放料包装,使釜内氧气含量降到安全浓度范围内,提高了闪蒸釜操作的安全性。

3.5　放料口安装静电消除器

在闪蒸釜放料口安装了AJS22型全自动粉体静电消除器。静电消除器由控制器和离子发生器两部分组成。控制器属于隔爆型电气设 备,离子发生器属于正压通风型防爆设备。该设备一般有两种工作模式:计算机反馈控制离子注入式;静电场自动平衡离子注入式。根据具体配置自动在两种工作模式之间转换,系统配置由带电介质、工艺状况、使用目的等因素决定。接通气源和电源后,离子发生器内部电晕针放电,将空气电离成带电离子,并发射适量离子与通过离子发生器的聚丙烯粉体携带的静电荷进行电荷中和。消电后基本达到电中性状态。极少量没有被消除的静电荷由静电传感器进行检测。控制器根据检测的剩余电量重新调节输出离子量。整个静电消除过程就是从检测粉体的剩余电量到调节输出离子量的循环过程。由于循环周期仅为数十毫秒,跟踪速度较快,所以能够最大限度地消除粉体的静电。 安装静电消除器后,明显降低了放料口聚丙烯粉体的静电电位。有效地控制了由静电放电引起的包装岗位闪爆、着火事故。

3.6　强化安全生产管理

严格执行安全生产规章制度。严格控制闪蒸放料包装时的可燃气含量,可燃气含量小于0.18%后才能放料包装。由于是间歇操作,为了避免失误,制定了传票、传牌制,物料到哪个工序,操作票就传到哪个工序。各种工艺参数、分析数据、操作过程在操作票上填写清楚,操作员核准、签字后才能进行操作。操作人员着装要合格,包装人员工作前要接触零电位扶杆,消除人体带电。

4　结束语

小本体聚丙烯生产的每个环节都存在着聚丙烯粉料静电生成和积累的条件。静电的危害是生产的一个重要隐患。采取上面的一些消除静电危害措施以后,基本上杜绝了由静电引起的着火、闪爆事故,消除了电击人的现象。聚丙烯粉体静电放电火花除能引爆丙烯和空气的爆炸性混合物外,还能引爆聚丙烯粉尘和空气的爆炸性混合物。因此生产中严格控制放料口周围可燃气含量的同时也要严格控制聚丙烯粉尘浓度,防止粉尘爆炸、着火事故发生。