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unipol气相法流化床技术在线性低密度聚乙烯装置中的应用 1 流化床水处理系统 广州石化厂乙烯厂的线性低密度聚丙烯装置于1997年竣工并开始生产。该系统采用了unibol气候法的工业化技术。该工艺因流程短, 设备少, 控制先进而广为世界各国所采用, 目前已经成为工艺成熟、用途广泛、性能优良的主要塑料树脂品种之一。 2 聚乙烯输送的外因分析 线性低密度聚乙烯装置主要的生产过程包括:原料精制、反应、树脂脱气、挤压造粒、树脂输送、掺混、贮存和包装等工序。 树脂脱气作为UNIPOL气相法流化床工艺技术中的重要工序, 用来脱除PE粉料中溶解的乙烯、共聚单体丁烯-1、共聚单体己烯-1、冷凝剂异戊烷或正己烷等烃类。其目的是保证下游装置造粒和风送系统运行安全、产品贮存安全等。设计上对安全问题的考虑是十分周到的。 由此可见, 线性低密度聚乙烯装置颗粒输送系统及颗粒料仓在正常运转的情况下是不会发生燃烧爆炸事故的。但是在2001年聚乙烯颗粒料仓燃烧爆炸事故的发生, 引起了颗粒料仓小范围的燃烧, 造成了一定的经济损失, 给生产带来了较大的影响。具体分析主要有以下几个方面的原因: 2.1内因影响 乙烯气体和聚乙烯粉尘, 在空气中燃烧爆炸的点火性很小, 具体内容见附表。而聚乙烯颗粒在输送过程中, 由于绝缘体塑料和输送管壁、树脂颗粒和输送空气、颗粒本身相互之间、粉尘和管壁等摩擦, 产生了不可避免的静电。通过装置现场静电实测得知, 气力输送系统的某些部位在输送过程中可产生极高的静电位, 因此, 当乙烯气体、聚乙烯粉尘、乙烯气和聚乙烯粉尘同空气的混合物达到爆炸范围以内, 完全有可能因为静电而引起爆炸。 另外, 力气输送系统中的颗粒料仓内, 一般都含有乙烯气体、聚乙烯粉尘和空气的混合物, 从而使聚乙烯粉尘的爆炸下限随乙烯气体浓度的增大而下降。 2.2外因影响 (1) 聚乙烯粉料树脂脱气的效果由各烃类在粉料中的溶解度决定, 溶解度越小, 则脱气效果越好, 粉料中残留烃类就越少。 影响树脂脱气效果的因素包括所生产的聚乙烯产品类型、反应器中各烃类的类型和分压、脱气温度、脱气仓的停留时间、脱气N2内的流动性分布等等。所以由聚乙烯树脂脱气不完善而造成爆炸危险性的增加。 (2) 气力输送管道内壁的镜面化。一般聚乙烯产品气力输送管道的内壁, 要求做喷砂处理, 使聚乙烯颗粒在管道内呈跳跃方式前进, 减少粉尘和静电的产生。广州石化聚乙烯装置自开车运行以来很少做过喷砂打毛处理, 因而输送管道经长时间使用而变得光滑, 从而导致系统内粉尘和静电的大量积聚, 造成爆炸危险性的增加。 (3) 除尘风机风量的影响。装置风送、掺混系统的空气均采用集中净化方式。在运行过程中, 罗茨风机从空气中直接吸取净化空气, 若操作不正常的话, 使抽气风量减小而增加料仓内乙烯浓度的上升, 从而增加爆炸危险性。 (4) 切粒质量的影响。切粒质量降低主要是指聚乙烯颗粒中粉尘含量增多、粒子带尾巴、颗粒大小不均匀、有气泡等现象。主要是由于造粒机的切刀刃不锋利或有缺口等因素, 或因切粒水温控制不当造成切粒质量下降。 3 脱气仓粉料的动态监控 为了有效预防和避免聚乙烯装置中聚乙烯颗粒输送及料仓系统爆炸和燃烧, 着重要考虑如何提高脱气效果、降低粉尘含量, 而不仅仅是预防或消除静电。建议有效预防措施如下: (1) 对脱气仓粉料进行测爆, 将其中的残留烃类进行监控分析, 及时优化工艺参数和操作程序, 以确保树脂脱气的效果。 (2) 加强树脂风送系统管理, 改善聚乙烯颗粒在输送管道内的运行状况, 减少粉尘产生。 (3) 定期更换切粒刀或切粒机摸板。 (4) 定期更换除尘袋滤器的滤袋, 确保除尘效果。 (5) 定期检查静电跨接设施, 确保接地正常, 避免静电在系统中的积聚。 (6) 颗粒料仓内部设置可燃气体报警仪。 (7) 定期给输送管道做喷砂处理, 从而防止管道的镜面化。 4 料仓及输送系统有效措施分析 尽管引起聚乙烯树脂颗粒掺混料仓爆炸燃烧的因素很多, 但是只要抓住主要环节, 仔细加以分析和探讨, 根据产品的特性采取一些有效措施则可避免料仓及输送系统的爆炸危险性, 确保装置安全、稳定、高负荷地运行。