聚丙烯生產危險因素分析及安全防范措施

張 強

（陜西延長中煤榆林能源化工有限公司，陜西靖邊 718500）

聚丙烯作為合成樹脂中發展最快的產品，其工藝生產流程也從傳統的液相聚合工藝轉變為氣相聚合工藝，但在生產的過程中依然存在一定的危險因素，為了提升生產制造的安全性，就需要基于全方位安全影響因素進行分析，并基于其中存在的危險性做好安全防范措施，降低聚丙烯生產事故發生的概率。

1 聚丙烯生產工藝危險性分析

聚丙烯生產工藝需要高精準度的參數作為基礎，一旦其中可燃氣體以及冷卻水流量超出控制范圍將極易導致爆炸等安全生產事故。

1.1 原料的危險性分析

（1）聚丙烯生產主要是在高溫高壓的密閉設備中進行，因而其中的溫度以及壓強控制都需要在精確的范圍之內，同時在生產的過程中，聚丙烯還需要加入催化劑以及助劑原料作為生產的基礎，在溫度以及壓強控制精度出現偏差的背景下將極易出現爆炸事故。除此之外，丙烯本身就屬于一種具有危險性質的的易燃氣體，一旦其密度達到2%時，將極易導致爆炸以及火災等安全事故的發生。

（2）聚丙烯生產中涉及的乙烯、氫氣、聚丙烯粉末以及一氧化碳等物質都將導致生產線出現火災和爆炸現象，其中存在的 三乙基鋁能夠與微量的氧氣以及水分發生反應，產生一氧化碳、氧化鋁等燃燒產物，進而對生產安全造成威脅。而氫氣也將在一定溫度下出現爆炸的現象，因而聚丙烯生產的過程中就需要做好氫氣含量的控制工作，降低安全事故發生的概率。而聚丙烯粉末也具有一定的易燃性，其在含量為0.02mL 的情況下便會處于燃燒狀態，同時在粉末濃度達到0.10 ～0.20kg/m3的環境中將會出現爆炸現象，而聚丙烯粉末也是作業環境中不可缺少的生產原料，因而在聚丙烯粉末包裝、運輸以及儲存過程中就需要強化安全控制意識，防止聚丙烯粉末以及揮發性氣體出現泄漏的風險。而催化劑主要由TiC14、活性MgC12載體組成，其通過與水的反應而釋放出氯化氫，而氯化氫具有一定的腐蝕性，與人體接觸將會造成化學灼傷。

1.2 反應溫度危險性分析

聚丙烯在聚合的過程中將會產生大量的熱量，而當熱量沒有得到及時排出將出現爆炸現象，而另一種現象便是聚合溫度過高將會出現煤聚或裂解現象，在溫度沒有得到控制的情況下將會出現爆炸現象，進而對人員生命安全造成威脅。聚丙烯生產需要在持續高溫高壓的環境下作業，因而當聚合反應出現不確定性，當溫度變動速率過高的情況下將會導致密閉設備中的熱量出現急劇增加的現象，進而導致爆炸現象的出現。

1.3 催化劑危險性分析

聚丙烯生產在投放相應原料的基礎上還需要放入活性較高的催化劑，進而加快聚丙烯生產的聚合反應速率。當前在聚丙烯生產的過程中主要以烷基鋁作為加快聚合反應的助催化劑，其具有有空氣接觸便會自燃的特性，同時遇水將會產生易燃氣體，在催化劑運用的過程中就需要結合其危險的性質進行升溫以及用量的控制，進而更好地控制聚合反應速率，降低發生火災以及熱量聚集而導致爆聚現象出現的概率。

1.4 靜電危險性分析

在聚丙烯生產工藝過程中由于物質之間的摩擦將會導致大量靜電出現，而在靜電電荷不斷累積的過程中將會產生放電現象，而對于熱量以及環境較為干燥的聚丙烯生產車間而言，靜電的出現都將導致火災以及爆炸現象的出現，進而引發大規模的安全生產事故。其次，聚丙烯粉料在包裝、運輸以及存儲過程中的摩擦也將產生大量的靜電，其中顆粒大小在1～10μm 的聚丙烯粉末都具有一定的自燃以及爆炸性。再者，則是料倉中存在的多種爆炸物質也極易受到環境中靜電的影響，當靜電與干燥的環境相反應，將會導致料倉出現火災或者爆炸等安全事故。

2 聚丙烯生產安全措施

聚丙烯生產過程中最容易出現的安全事故為火災以及爆炸，因而在探究其發生根源的基礎上提出安全防范措施。

2.1 生產工藝上的預防措施

2.1.1 防止爆聚現象

為了更好地降低熱量快速集聚而導致的爆聚現象，要嚴格地控制投料的用量和比例，同時由于爆聚現象出現的時間節點存在不確定性，需要基于規范的生產流程順序進行投料操作，同時提升投料的精準性，避免超量而導致的反應速率加快而出現爆聚現象。其次，還需要基于安全預防角度在聚合反應釜上安裝穩定的冷卻器，通過水源的及時供給降低熱量排出不暢的概率，同時在安裝冷卻器的過程中，主要以溫度的快速升高作為基礎前提，在此期間加入適量的終止劑降低催化的效率，進而更好地提升聚丙烯生產的安全性。其次，現階段，在聚丙烯生產的過程中主要以管式反應器作為生產設備，為了更好地防止聚爆情況的出現，將調節桿安裝在聚合管的開始階段，以達到調節物料流速的目的，對生產工藝的反應速率進行有效控制，進而提升生產的安全性。

2.1.2 防止料倉閃爆

靜電實際上是導致料倉閃爆的主要原因，因而在聚丙烯粉末包裝、運輸以及存儲的過程中就需要注重減少物質之間的摩擦。同時還需要做好料倉的接地處理工作，實現電流回流到地面的功效，進而達到防治靜電集聚而出現的放電現象對料倉安全性的威脅。由于干燥的料倉環境是產生靜電的條件之一，因而可以通過向料倉中導入蒸汽的方式增加料倉空間的濕度，同時還可以通過導入氮氣實現降低氧含量的目的，進而從根本上消除靜電產生的可能性。最后，由于微粒粉塵的產生也將出現不可避免的摩擦性，因而可以通過在料倉入口安裝靜電消除器的方式達到放電現象出現的概率，有效預防閃爆現象的出現。除此之外，由于料倉中的生產原料具有一定的復雜性，在存儲的過程中就需要對其中存在的易燃易爆物品進行合理處理，防止其在電流的作用下出現爆炸現象，同時還需要做好料倉消防設備的設置，配備相應的防爆工具，通過智能化的安全預警系統對料倉中的溫度、濕度以及突發情況進行實時監控，由此能夠及時地采取相應的優化措施進行事故的處理。還需要對防雷防爆設施進行定期的檢查，進而為降低料倉閃爆現象奠定良好的基礎保障。

2.2 加強催化劑應用管理

催化劑具有較高的活性，因而當其與氧氣發生反應的情況下將極易出現自燃現象，由此為了提升催化劑運用的穩定性，就需要將烷基鋁放置于一個密閉的設備或者容器之中，防止烷基鋁與空氣以及水分直接接觸而出現急速反應的情況。同時在催化劑配制的過程中需要將劑量與溫度結合起來，當溫度處于過高狀態就需要減少催化劑的用量，反之亦然，由此才能防止催化反應過快而導致物料流出以及爆炸現象的出現，進而對工藝生產造成不良影響。其次，在催化劑搬運的過程中也需要注重安全性的控制，避免磕碰對外包裝的損壞而出現催化劑與空氣接觸出現的反應，進而提升催化劑運用的安全性。

2.3 消防措施

當面對生產工藝不當而導致的火災以及爆炸現象，就需要做好相應的消防部署工作，對消防設備以及逃生通道等進行合理設置，降低安全事故對人員生命健康的威脅。

（1）要做好生產車間的耐火等級建設工作，生產車間整體的耐火性是降低火災發生時對生產車間結構毀壞的重要保障，而單一的生產車間結構將極易導致生產車間在火災發生的情況出現倒塌現象。生產車間物的耐火等級是提高生產車間結構安全性的重要基礎保障，其中主要性能體現在墻、柱、梁、樓板、屋頂承重構件上，當火災發生時能夠在短時間內不被破壞，同時也能對火災的蔓延范圍進行控制，提高人員疏散的可能性。

（2）要對生產車間進行合理布局，為火災救援提供便利。總平面布局需要在生產車間設計環節進行規劃，需要設置較多的一、二級耐火等級，同時將其防火間距控制在6m。而二三級防火等級的間距則需要控制在7～9m，必要時還需要通過曲臂車進行救助，同時還需要避免可燃性液體以及氣體布置于口岸生產車間，避免火災事故發生而導致的危害范圍擴大。

（3）要做好防煙和防火分區的設置工作。在對防煙分區進行設置時，應采用垂直的排煙道進行排煙，從而達到煙霧快速擴散的目的。在大范圍的不同區域設置時，要充分根據生產車間結構的不同而設置不同的防火和防煙通道，從而為人們提供充足的逃離區域。同時可將應急照明與聲光報警器進行組合，以實現報警與聯動控制系統的設計。可利用現代網絡信息系統對電氣系統進行控制，以達到節能安全的目的。在設計過程中要加強對電氣工程后續的檢查力度，并確保火災探測器沒有被通風管道、排煙管道所阻礙的情況發生。設置防煙和防火分區能夠在很大程度上降低大范圍火災發生頻率。

（4）在消防設施的建設上，需要每個消防站點配置完備的滅火器，并做好定期檢查工作，同時在消防裝置兩側安裝流量120m3/h，壓力0.75MPa 的消防水炮，在三乙基鋁區配置一套干粉系統和火焰探測器，以基于三乙基鋁的反應特點進行災情控制。主控室、配電室、造粒控制室地下電纜鋪設區設置煙感控測器和4 套哈隆（Halon）滅火系統，以提升安全事故的及時反應速率。

2.4 安全技術措施

2.4.1 安裝自動化安全控制系統

由于聚丙烯生產需要較高精準度的參數設置，因而為了降低人為劑量配制而出現的誤差，就需要通過安裝自動化安全控制系統的方式對催化劑的劑量、壓力攪拌電流以及物料投放效率等進行控制，同時通過安裝預警裝置的方式對生產工藝中熱量導出不暢、冷卻攪拌失效等現象及時切斷電源，由此提升聚丙烯生產的安全性。

2.4.2 優化安全操作流程

聚丙烯生產工藝需要投放物料、催化劑等原料，因而為了提升生產的安全性，就需要嚴格地按照工藝流程進行設置和運轉，同時還需要基于不同物質的特殊性質做好安全防范工作，聚丙烯粉末需要通過純氮氣進行輸送，在設備導入可燃物料的過程中需要通過氮氣置換裝置檢驗才可以進行物料引入，以防止火災以及爆炸事故的出現。同時還需要做好無色無味氣體的管理工作，例如在電纜處需要通過填充沙子的形式防止烴類氣體的積存，而在小水道中采用隔油、水封以及安裝透氣管的方式，能夠降低可燃性氣體散發的概率，進而提升聚丙烯生產的安全性。

3 結束語

總而言之，聚丙烯生產流程中存在眾多的易燃易爆危險因素，因而為了更好地提升聚丙烯生產的安全性，就需要基于其影響安全的因素采取預防措施，做好相應的工藝流程以及消防部署工作，為推動聚丙烯安全生產奠定良好的基礎保障。