聚乙烯车间生产系统危险性评价

　0  概  述

　　（1）聚乙烯车间生产工艺[1]

　　某聚乙烯车间采用管式法生产聚乙烯，将混有引发剂、相对分子量调节剂的乙烯单体压入反应器进行聚合，反应物料经适当冷却后入高压分离器，将未反应单体和聚合物分离后作循环使用。聚乙烯树脂在低压分离器与抗氧化剂等混合后，经挤出切粒、 离心干燥成一次成品， 再次进行基础混合切粒、干燥得到二次成品，经包装后出厂为聚乙烯商品。

　　（2）危险因素分析[2]

　　乙烯在常温常压下是一种有毒的气体，临界温度为9.9 ℃，临界压力为5.04 MPa，且具有爆炸特性，其爆炸极限为2.75%～28.6%，乙烯的聚合热为95.0kJ/mol。由于乙烯精制、聚合和贮存都在高压下进行，容易发生泄露事故，引起火灾和爆炸，因此，乙烯是该危险性评价中的主要火灾爆炸危险因素。

　　1  评价方法及评价程序[3]

　　评价方法采用道氏火灾爆炸指数法进行。它是以量化的方法对系统工艺装置及所含物料的实际潜在火灾、爆炸危险，反应性危险进行评价。

　　2  火灾爆炸危险性评价

　　2.1  资料准备

　　准备资料包括工厂设计方案、生产单元设计方案、工艺流程图、安装成本表、有关装置的更换费用、数据的道氏评估方法的程序、计算公式、表格和附录。

　　2.2  选取评价单元

　　聚乙烯车间共有两条年产 12 kt 的生产线，由于两条生产线相同，相对独立，现仅以其中一条作评价对象。通过对聚乙烯生产工艺分析，可初步认为原料精制、聚合和贮罐区（二组乙烯罐共 150 t）是火灾爆炸危险性较大的工艺单元。

　　2.3  物质系数MF的选取[4]

　　物质系数是一个最基本的数值，它表述物质在燃烧或其它化学反应时引起火灾爆炸中所释放的能量大小。由于乙烯是火灾、爆炸危险性物质，所以取乙烯的物质系数作为评价单元的物质系数。经查道氏火灾爆炸指数评价的物质系数和特性表，再经温度修正得 MF = 24。

　　2.4  一般工艺危险系数 F1  的确定

　　一般工艺危险系数是确定事故损害大小的主要因素。表 1 为一般工艺危险系数的确定。

表1   各单元一般工艺危险系数

表2   各单元特殊工艺危险系数

　　2.5  特殊工艺危险系数 F2  的确定

　　特殊工艺危险是影响事故发生概率的主要因素，特定的工艺条件是导致火灾、爆炸事故的主要原因。表 2 为特殊工艺危险系数值的确定。

　　2.6  确定各单元危险系数F3及火灾爆炸指数F&EI

　　各单元危险系数及火灾爆炸指数见表 3。

　　2.7  单元安全措施补偿系数

　　各单元工艺控制安全补偿系数、物质隔离安全补偿系数、防火设施安全补偿系数见表 4。

表3  各单元危险系数及火灾爆炸指数

表4  各单元安全补偿系数表

2.8  补偿后的各单元火灾爆炸指数

　　经安全措施补偿后的各单元火灾爆炸指数如表 5。

表5   安全措施补偿后各单元火灾爆炸指数

表6   各单元危险半径及面积

　　2.9  单元危害确定

　　2.9.1   暴露区域半径及其影响面积

　　根据道氏火灾爆炸指数法提供的经验公式，各单元影响半径 R 极其面积 S 如表 6。

　　2.9.2   危害系数

　　根据单元MF、F3及单元危害系数计算图，查出各单元的危害系数如表 7。它表示在聚合、原料精制等单元影响区域内，一旦发生火灾、爆炸，将有83%~87%的财产遭到破坏。

　　2.10  各单元火灾爆炸危险程度

　　按照上述评价程度进行评价，各单元火灾爆炸危险程度见表 8。

表7  工艺单元危险分析汇总

　　3  危险性评价结果和安全对策

　　3.1  危险性评价结果

　　根据 F&EI值与危险程度的关系见表 9，可知，聚合、原料精制单元、乙烯罐区危险等级“非常大”，经过安全补偿措施后，危险等级均降低很多。

表8   F&EI值与危险程度的关系

　　3.2  安全对策[5]

　　由于聚乙烯生产工艺涉及危险性较强物质，且生产工艺复杂，为控制事故发生和减少事故造成损失，应采取的安全对策是。

　　（1）牢固树立“安全第一，预防为主”的安全生产意识，加强安全文化教育，提高企业全体人员安全防范意识；

　　（2）提高生产工艺过程的自动化水平，扩充原有的 DCS 控制系统功能；

　　（3）加强安全检测，特别是化学活泼性物质检查；

　　（4）制定、修改、调整事故应急预案[6]。

　　4  结论

　　（1）聚乙烯车间生产系统的火灾、爆炸危险主要来自聚合、原料精制和乙烯罐区；

　　（2）根据火灾、爆炸危险指数分析可知，聚合单元、原料精制单元、乙烯罐区的危险等级非常大，但经安全措施补偿后，危险等级下降 2~3级，说明只要采取必要安全措施，安全、稳定、持续生产的目的就可达到。

　　参考文献：

　　[1] 蔡凤英,谈宗山,孟  赫,等.化工安全工程[M].北京：科学出版社,2001.

　　[2] 廖学品.化工过程危险性分析[M].北京：化学工业出版社,2000.

　　[3]  吴宗之,高进冬,魏利军.危险评价方法及应用[M].北京：冶金工业出版社,2001.

　　[4] [ 美 ]Nation Fire Protection Association. Guide for Venting of Deflagrations[S].[美] NFPA68,1994.

　　[5] 闪淳昌.建设项目（工程）劳动安全卫生预评价指南[M].大连：海事出版社,1999.

　　[6]  王自齐,赵金垣.化学事故与应急救援[M].北京：化学工业出版社,1997.