环管法聚丙烯装置粘料分析及处理措施

摘 要：本文介绍了呼和浩特石化公司聚丙烯装置“1·23”停工事件的经过、结果，分析了其产生的原因，总结了操作过程中的失误及经验教训，提出了处理及预防此类事件的措施及建议。

关键词：聚丙烯；粘料；分析；总结

中图分类号：F41 文献标识码：A

1 概述

呼和浩特石化公司15万吨/年聚丙烯装置采用意大利Basell公司的Spheripol-Ⅱ代聚丙烯新工艺技术，设计生产能力为15万吨/年聚丙烯本色颗粒，年操作8000小时，本装置可以生产均聚物（包括3个高刚性牌号）37个牌号。在实际生产过程中，由于原料、三剂、操作等原因，会出现聚合物等规度低的情况，严重时还会发生粘料事件。现以呼石化“1·23”粘料事件为例，分析产生粘料的原因，着重提出粘料停工处理步骤及经验教训。

2 事故经过描述

2013年1月22日17：20聚丙烯装置运行一班职工发现P104B（DONOR计量泵）泵出口流量计FIC1201显示为0Kg/h，经查D110B（DONOR计量罐）液位太低（12cm），随后切换至D110C，17：28流量指示恢复正常值。1月23日03：08运行五班职工在巡检时发现D110C底部出料线至P104B流程未打通，通知当班班长后打通流程。在打通流程前后DONOR流量计FIC1201数值均未发生异常波动。

2013年1月23日上午9：46运行三班内操发现大闪线温度持续下降，提高大闪线夹套蒸汽压力及给大闪线蒸汽排凝后均未见效果。09点50分内操发现F301下料不畅，10：29 LIC3101达到高报值并继续上涨，XV3101紧急切排至D602，于此同时D501及D502料位大幅波动，D801料位高报。从D801采样口处收集粉料样品，发现粉料发粘， 13：42将催化剂进料量降至0kg/h。13：45发现D301下料不畅，内操将XV3001切向D602方向，阀未动作，紧急联系三修仪表人员处理。14：07 D301料位满，动力分离器A301电流瞬间涨至59.6A跳闸。14：12向环管紧急注入CO杀死剂，装置全面停车。本次事故导致D301、D502、E303、大小闪线、环管底部弯头及管线发生不同程度的堵塞。

3 原因分析

以下对可能引起聚丙烯等规度偏低，产生粘料的诸多因素进行分析。

3.1原料丙烯质量

发生粘料前，原料丙烯及经过装置精制单元后丙烯的纯度及水含量分析结果如表1。

经分析对比，虽然精制后的丙烯水含量超出指标要求，但是在油品换罐前，粘料现象已初现端倪，而在此之前的一个月里，精制后的水含量比质量指标高出更多也未见异常，因此可排除原料丙烯引起粘料的可能。

3.2 计量仪表指示的准确性

粘料发生后车间对流量计FIC1201进行了实际校验，未发现问题，可排除流量计失准的可能。

3.3 DONOR配制浓度和DONOR质量

粘料发生后，车间将D110C中的DONOR及配制后剩余的纯DONOR送至质检部化验分析。结果表明D110C中的DONOR纯度为30%，纯DONOR纯度为99.94%，均符合工艺生产要求。因此，可以排除DONOR配制浓度和DONOR质量的问题。

3.4 催化剂、TEAL、DONOR三剂配比

表2为根据聚丙烯装置内操岗操作记录计算出的不同时间段的三剂配比情况，其中DONOR的实际用量值为FIC1201的测量值乘以DONOR浓度23.8%。TEAL/丙烯的设计值是0.18-0.20，TEAL/DONOR的设计值是15-35。

根据以上计算可排除三剂配比错误的可能。

3.5 操作及管理因素

聚丙烯装置开工前对整个DONOR系统用10#工业白油进行了油洗。1月18日配制新DONOR之前，排净了D110C内残存的白油，但未对D110C 4〞标定线及出口过滤器F104C内的工业白油进行彻底排放。1月22日17：28外操在切罐时也未进行排放，同时流程未打通。发生粘料后经现场实际校验，1月23日03：08之前P104B输送的物料，应是D110C 4〞标定线及出口过滤器F104C内残留的10#工业白油。最终导致反应器中DONOR浓度长时间低于正常值，产生大量低等规度聚丙烯。

经以上分析，1.23聚丙烯装置出粘料的原因，既有车间管理和技术人员的管理责任，又有操作人员误操作的责任。

3.6经验及教训

3.6.1停工处理步骤

（1）在确认产生粘料以后，要果断向环管反应器注入一氧化碳，终止其反应，并将XV3001切排放，维持P201、P202的正常运转。这样可以避免环管底部的粘料堆积及带连接的堵塞。此时I0311自动启动，联锁将关闭FV2404、FV2302。为了防止这两条管线因物料反串造成堵塞，可稍开调节阀跨线阀。同时切断三剂及氢气的进料，快速稀释环管，待查明原因后再作进一步的处理。

（2）当出现粘料后而XV3001短时间内无法切排放时，ESD0302将自动启动，联锁将关闭LV2301、FV2404、FV2302、FV2502。为了防止FV2404、FV2302、 LV2301阀后管线及大闪线造成堵塞，可稍开FV2404、FV2302跨线阀及LV2301冲洗丙烯线手阀。同时启动ESD0202及ESD0201、 ESD0211和ESD0212，紧急向一二环注入阻聚剂，将TIC2401、TIC2501维持在70℃，将FIC2301全关，FIC2003降至8000KG/H，维持轴流泵冲洗丙烯各自为800KG/H。密切观察DIC2401、DIC2501的变化。当XV3001修复后按正常步骤稀释环管。

（3）当XV3001长时间不能切排放时，环管反应器将按紧急停工处理。在紧急切排前务必要将D202隔离，稍开FV2404、FV2302跨线阀，维持丙烯冲洗及压力正常（严禁D202压力低于D301压力）。当紧急切排放后，适当加大环管的丙烯进料量，维持轴流泵冲洗丙烯800KG/H，确保环管内的物料排放完全。排放完后，每条出料线都要用冲洗丙烯冲洗干净，防止管线堵塞。

（4）装置停至大循环状态时，要每隔半小时至一小时晃LV3001、FV3209、LV3101、LV5001、LV5301，防止粉料堵塞各下料阀。

3.6.2改进措施

（1）进一步完善操作规程，要明确、细化操作步骤和检查内容，并严格执行。例如DONOR配制浓度及过程，切罐过程及步骤；要全员参与，全面深入开展生产、操作、作业风险辨别活动，采取有效措施消减风险，例如环管反应器DONOR浓度长时间降低事故预案等；

（2）要进一步加大岗位员工培训力度，切实提高岗位操作人员的实际操作技能和风险辨识能力，确保装置的安全平稳运行；

（3）对一些重要操作未能按要求严格执行两人确认制，人为减少了一道风险预防屏障，此项制度的执行有待加强与监督；

（4）要密切关注各个参数的变化，如果发现异常要高度重视，准确判断，措施得力。此次事件中PK801的压力波动、大闪线温度突然降低、尤其是三台轴流泵的功率变化趋势非常明显，但由于经验不足，认识不够，错过了提前判断、提前预防的时机，造成了这次事故严重的后果；

（5）投用相关联锁。当相关参数达到联锁启动条件时，应立即启动联锁，待查明原因以后再作进一步的处理，千万不要心存侥幸。在本次事故中，如果所有联锁都正常投用，当TI3003由81.5℃降至56.7℃时，ESD0301将启动（联锁值为60℃），XV3001将切排放，后续设备及管线都不会发生堵塞，同时也能在第一时间内发现XV3001不动作，为排除故障争取宝贵的时间。当ESD0301启动而XV3001不动作时，ESD0302将自动启动，联锁将关闭LV2301、FV2404、FV2302、FV2502。环管反应器将做紧急停工处理。就有可能避免事态的进一步扩大。

（6）为了防止XV3001、XV3101在紧急状态下无法切排放，应定期进行检验性切换，以确保这两阀门始终处于完好状态。

（7）为了防止大闪线的气相冲洗线堵塞，可以考虑在进大闪线手阀后加单向阀。由于FV2404与大闪线连通处手阀后有一单向阀，这次粉料只堵至单向阀处，而气相冲洗线则堵至FV2302阀后，导致整条管线切割报废。

参考文献

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