氯乙烯气柜的工艺危害分析

2021-10-28王小军朱在洪王武斌

中国氯碱 2021年9期

王小军，朱在洪，王武斌

（1.韩华化学（宁波）有限公司，浙江宁波315812；2.浙江中一检测研究院股份有限公司，浙江宁波315040；3.宁波利万新材料有限公司，浙江宁波315812）

纵观国内的聚氯乙烯生产企业，不管是电石法还是乙烯法，气柜都是工艺生产不可或缺的关键设备。一般来说，气柜是一种具有储存、缓冲、稳压、混合作用的容器，有些企业是作为转化工段与VCM压缩工段之间的缓冲器用于平衡VCM的压力，有的企业是作为聚合工段VCM尾气回收使用，有的企业是同时兼顾转化缓冲和尾气回收的功用。探讨近年来的事故，不难发现，根本原因是工艺安全设计不充分，因此，唯有从工艺路线设计上全面考虑，分析设计上的可靠性，才可在很大程度上降低气柜事故的发生。

1 氯乙烯气柜工艺危害分析

下面以笔者所在企业的氯乙烯气柜为例，通过HAZOP分析，全面辨识潜在的工艺危害并对风险进行量化评估。

1.1 氯乙烯气柜工艺流程简述

气柜主要用于回收聚合釜中未参与反应的氯乙烯单体，PVC生产工艺是间歇式批次反应的，原料VCM在聚合釜发生聚合反应生成PVC，在反应釜进行卸料过程中，聚合釜内未反应的VCM气体会经过浆料罐后进入气柜，继而通过回收压缩机进行压缩，冷却液化后回用到聚合釜中。气柜是湿式单节式常压容器，其工作原理是VCM管道穿过水槽底板和水槽中的水进入钟罩，当向气柜输送气体时钟罩上升，抽取气体时钟罩下降，钟罩依靠导轨和导轮实现升降平衡。因是利用水封实现VCM的密封，所以在工艺安全控制环节需特别关注气柜液位和压力，因此，气柜设置了多个液位计及液位开关。

1.2 气柜节点HAZOP分析

在对气柜进行HAZOP分析时，选取气柜以其进出相关管线作为节点，气柜的进料管线主要来自上游浆料罐、聚合釜尾气、汽提塔的排气，还有回收VCM储罐的排气等，其工艺危害分析过程见表1。

表1 气柜节点HAZPO分析

1.3 气柜HAZOP分析结论

经过气柜节点HAZOP分析，基本可以概括VCM气柜在运行中存在以下风险：压力/液位过高导致钟罩掀翻，VCM泄漏；压力/液位过低导致气柜负压抽瘪，VCM泄漏；水封失效导致VCM泄漏。

2 降低气柜工艺运行风险的防护措施

为削减或控制气柜的运行风险，可以从气柜运行参数监测、工艺联锁、环境监测和软管理等4方面采取安全保护措施。

2.1 设置相关自控仪表对气柜运行状态实施监测

气柜进出料管线上设置压力监测装置并连线到DCS进行监控，设置高低报，为减少仪表本身故障对生产的影响，可以选用2003的模式；在气柜上至少设置两种不同型号的液位计，也可以设置液位开关，监测装置也可连线到DCS进行监控；气柜水封增加液位计。

2.2 结合气柜运行的特点，设置联锁保护措施

为避免压力/液位过高，设置气柜液位与聚合釜放料阀的联锁、浆料罐压力调节聚合釜放料阀的开度、压力过高打开泄压高压排放阀、压力高切断气柜进料总阀等；为避免气柜压力/液位过低，设置气柜液位与压缩机停机联锁、液位开关低低报联锁停压缩机、压力/液位低联锁补充氮气、压力/液位低联锁VCM回收罐补充等。

2.3 参照重大危险源的管理模式，对气柜实施监控

设置360°无死角的视频监控，关注钟罩运行状态，根据目前具备的条件，可以设置钟罩在一定时间内无运动，监控视频自动提示报警；在气柜四周设置有毒气体检测仪，根据当地的风向，在钟罩水封处东南西北各处置1处，在地面存在释放源的地方设置，并联线至GDS系统传至有人值守的控制室。

2.4 强化日常安全管理

制定气柜的检维修规程，明确气柜检维修周期和检维修内容，如导轨、导轮等的防腐、更换等，确保设备本体的机械完整性良好[1]；定期对气柜的自控仪表及联锁进行维护与校验，确保准确性；提高工艺人员的巡检频次，明确气柜的针对性巡检要点，加强隐患排查与治理；建立气柜泄漏的现场应急处置方案，定期进行演练，提升应急能力；气柜的补水阀增设保温层，防止寒冷季节结冻。