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兰州石化公司30万吨/年全密度聚乙烯装置聚合反应器静电危害研究

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目录

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第1章 绪 论

1.1课题的背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3课题研究的主要内容及拟解决的关键性问题

1.3.1课题研究内容

1.3.2拟解决的关键性问题

第2章 全密度聚乙烯装置工艺流程简介及静电产生机理分析

2.1 全密聚乙烯装置工艺流程简介

2.1.1装置简介

2.1.2工艺原理

2.1.3工艺流程简介

2.2流化床结构和流化原理

2.2.1结构

2.2.2流化床的流化原理

2.3静电产生的机理分析

2.3.1 静电产生的原因

2.3.2 静电产生的形式

2.3.3 静电放电的形式

第3章 聚合反应器静电危害分析研究

3.1.装置危险等级确定

3.2.聚合反应器静电危险性分析

3.2.1事故案例

3.2.2反应器爆炸危险性分析

3.2.3反应器爆聚后人工清理过程中的危险性分析

第4章 聚合反应器静电危害控制措施

4.1反应器内静电产生的现象

4.2反应器静电危害控制措施

4.2.1反应器保护膜控制

4.2.2牌号转换过程控制

4.2.3反应器入口温度控制

4.2.4表皮温度控制

4.2.5干态、冷态切换控制

4.2.6原料杂质的控制

4.2.7催化剂的影响

4.2.8床层高度的控制

4.2.9三乙基铝水解和反应器壁钝化

4.2.10抗静电系统(RSC)的控制

4.2.11其他控制措施

4.3反应器爆聚后人工清理过程中的危害控制措施

4.3.1人的可靠对策

4.3.2管理的可靠对策

4.3.3技术装备的可靠对策

4.3.4反应器人工清理危险控制措施

第5章 结论与展望

5.1. 主要研究结论

5.1.1流化床反应器危险性分析结果

5.1.2正常生产时反应器内静电控制措施

5.1.3反应器内人工清理时静电危害控制措施

5.2. 主要创新点

5.3. 展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢

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摘要

在聚乙烯工业的发展中,自始至终伴有一些固有的危险因素,如反应的放热,原辅材料、各种添加剂、催化剂及助剂的火灾爆炸等危险性,一直是安全管理人员的关注重点,其中静电也是重要的危险因素之一。静电影响最严重的就是火灾爆炸事故,特别是存在易燃易爆气体的环境中,本文提到的全密度聚乙烯装置中,静电影响最严重的部位是流化床反应器。在日常生产中,反应器内聚乙烯树脂颗粒之间,未反应的乙烯气体与壁面之间,树脂颗粒与壁面之间,还是树脂颗粒与乙烯气体之间存在着诸多的相互作用,不可避免的造成静电的产生与积累,而反应器内大量的静电聚集会改变反应器的流化状态,导致流化床内粉料粘壁,结片、团聚、形成死区和沟流,堵塞分布板或输送管道,引发生产波动,影响产品质量,严重时甚至发生爆聚事故。当发生生产波动或反应器爆聚事故后,必须要进行工艺调整或停车进行设备处理,如清理反应器内的聚合物,涉及到一系列危险作业,使生产装置现场的风险明显增多,不可控或未知因素加大。同时如果静电荷积累到一定量,周围介质场强被击穿或遇到尖端物体引发放电时,极有可能引发火灾爆炸事故。因此研究兰州石化全密度聚乙烯装置流化床反应器内静电危害及防范和控制具有非常重要的实用价值。 本文针对静电可能造成的一系列危害,在查阅国内外关于静电产生机理、放电形式等研究成果的前提下,首先借助危险化学品重大危险源辨识方法对装置整体进行危险等级辨识,确定兰州石化全密度聚乙烯装置为危险化学品重大危险源,整个装置危险性较高。然后从两方面入手,具体分析了流化床反应器内静电可能造成的危害。一方面通过爆炸冲击波TNT当量法计算流化床反应器物理爆炸冲击波影响范围,定量的确定静电导致反应器发生爆炸的危险程度较大。然后结合装置发生静电电压波动的实际运行数据,分析了引发流化床反应器内静电电压发生大幅波动的几个特殊操作过程和关键要素,如开停工过程、干态冷凝态切换过程、RSC抗静电系统和反应终止系统投用、工艺参数控制等等,详细分析了影响流化床反应器内静电电压波动的主要原因,并分别提出了预防或降低因静电电量积累而影响反应活性、反应负荷、产品质量、流化床反应器出现块料或者片料甚至发生爆聚事件的处理方法和具体操作措施。另一方面,利用事故树(FTA)对流化床反应器爆聚后人工清理过程中的危险性进行系统分析,通过结构重要度确定流化床反应器清理过程中存在危险因素的大小、原因和后果,并有针对性的提出清理作业过程中安全防范措施和改进建议。达到了预防或降低以静电为点火源引发火灾爆炸事故的几率,保证了装置的安全生产,对国内外其他类似装置的安全生产也有借鉴意义。

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