试述聚丙烯(环管法)生产静电引起粒(粉)料爆燃事故预防措施——工艺概述(1)

聚丙烯厂静电的危害及消除措施摘要：本文论述了我厂聚丙烯装置中静电的产生的原因、产生部位、危害以及消除的方法，重点介绍了静电消除器的结构、原理及使用效果。

关键字：聚丙烯安全静电静电消除器聚丙烯的生产过程是丙烯和氢气等在催化剂、活化剂的作用下，聚合成聚丙烯粉料。

整个生产过程所用的原料及生产的产品，均属易燃易爆物品，在静电放电时往往造成装置爆炸、燃烧事故。

静电的存在严重地威胁着聚丙烯装置的安全生产。

我厂曾经发生过一起闪蒸岗位包装聚丙烯粉料时静电造成的着火事故，造成很大的经济损失，给公司带了不良影响。

静电的存在严重地威胁着聚丙烯装置的安全生产。

因此，如何预防和消除静电，保证装置安全生产，做好装置防静电工作十分重要。

1、静电产生及危害1.1 静电产生原理静电是由物质平面所产生的电荷造成的，具有很高电阻的液体和固体颗粒、粉尘等物质在经受剧烈的机械运动时，例如，物料高速流过管线，对聚合釜进行搅拌，向容器中喷洒或投入物料等生产过程，都会产生静电。

另外，物料从管道设备的裂缝中喷出时也会产生静电。

液态烃的电阻率一般不小于108Ω·m，因而电导率很低，静电荷不易疏散，其电势将产生足够电能，使电弧足以点燃气体混合物聚丙烯粉料是高分子化合物，其吸水性能差，表面干燥，电阻率高，大于1016Ω·m。

粉料在输送、包装过程中与管壁和容器发生摩擦、冲撞，使得粉料颗粒表面带有大量电荷，产生静电。

又因为聚丙烯粉料具有良好的绝缘性，其本身所带静电不易消除，当静电数量达到一定时，带电表面场强超过极限值便会放电。

其放电过程为：两相接触→介质中电荷在界面有序排列→介质运动带动电荷移动与起电→电荷积聚→带电表面场强超过极限值→放电。

在聚丙烯的实际生产过程中，所使用的丙烯原料和氢气均属易燃易爆气体，其着火能都很小，当静电放电能量大于易燃易爆物着火能时就会发生着火爆燃现象。

1.2 静电产生部位聚丙烯粉料在生产过程中经历聚合、搅拌、喷料、下料包装等过程，静电产生主要集中在以下地方：（1）聚合釜放料管聚合回收完毕后，聚合釜内压力为 1.2~1.4MPa，在高压的作用下，聚丙烯粉料由聚合釜高速穿过直径为100mm的放料管，进入闪蒸釜内。

2018年06月聚丙烯生产工艺危险性分析及安全措施王中华（中国石化上海石油化工股份有限公司，上海金山200540）摘要：聚丙烯生产应用范围的不断扩大彰显出合成材料应用的价值，但是，聚丙烯生产工艺的危险性较高，会对材料生产水平产生一定程度的影响。

基于此，文章将聚丙烯生产工艺作为研究重点，在阐述其危险性的基础上，提出相应的安全措施，希望有所帮助。

关键词：聚丙烯；生产工艺；危险性；分析；安全措施聚合是聚丙烯生产工艺的核心，在生产的过程中会释放热量。

而聚丙烯工艺相对复杂，在生产的过程中会涉及诸多物料，安全隐患很多，直接提高了危险事故发生的几率。

如果聚丙烯生产工艺出现危险事故，将带来严重的损失，甚至会引起爆炸事故。

由此可见，深入研究并分析聚丙烯生产工艺的危险性与安全措施具有一定的现实意义。

1聚丙烯生产工艺危险性分析1.1爆炸危险分析引起爆炸危险的原因很多，且爆炸危险性的表现集中表现在闪爆与聚爆等多个方面，对聚丙烯生产工艺安全控制产生了直接的影响。

对聚丙烯生产爆炸危险原因进行分析，主要体现在以下三个方面：第一，聚丙烯生产原料。

在聚丙烯生产过程中，丙烯是主要的原材料，如果工艺中出现了丙烯泄露的情况，就会聚集在设备生产的底部位置，最终设备会逐渐膨胀而爆炸[1]。

第二，温度失去控制。

在聚丙烯生产的过程中会发生聚合反应，所以要对温度条件有效地控制。

一旦温度和生产工艺之间存在矛盾，很容易引发爆炸的现象。

第三，粉尘聚集。

因粉尘的存在，对聚丙烯反应的空间进行了挤占，所以在膨胀的作用影响下就会爆炸。

（1）*静电火灾危险分析在聚丙烯生产中，静电也是十分常见的危险源。

即便聚丙烯并不是导体材料，但在其表面却很容易集中大量的静电电荷，尤其是在聚丙烯流动状态之下，静电电荷就会和附近设备或者是管道出现摩擦。

一旦摩擦的时间过长，就会形成静电感应。

若聚丙烯生产环境受到干扰，就会产生严重的静电火灾事故。

（2）堵塞危险分析聚丙烯生产产物的粘合性与依附性较为明显，所以会和聚丙烯生产设备的表面相互粘结，长此以往就会产生固结体，使得堵塞的危险不断增加。

装置（聚丙烯）粉尘危害性分析及对策措施一、装置概述辽宁抚顺石化分公司聚丙烯装置引进HIMONT（现BASELL）环管生产技术，采用二环一气工艺布置，为连续本体法生产，设计能力达6万t/a，经扩建后达到9万t/a。

聚合级丙烯从装置外引入，经齐格勒-纳塔催化剂的引发，在液相丙烯中生产粉状的聚丙烯产品。

在环管反应器生成的粉状聚丙烯产品经高、低压闪蒸后进入汽蒸干燥单元，在氮气保护下，经风送系统送至造粒单元，在造粒单元添加各种助剂后进行水下切粒，最后经掺混后包装出厂。

工艺流程示意图见图1。

图1 聚丙烯生产工艺流程图二、聚丙烯特性聚丙烯是丙烯单体在一定温度和压力下通过特殊催化剂作用聚合而成的热塑性物质，具有可塑性和很好的耐热性，加工性能良好，具有优良的电绝缘性，有很好的化学和热化学稳定性。

聚丙烯本身无毒，但聚丙烯粉末吸入量过多，人体肺部会产生不适，严重时会引起尘肺病。

一般空气中的允许浓度为10mg/m3，空气中达到一定浓度（≥20 mg/m3）容易产生粉尘爆炸。

由于聚丙烯粉料、粒料运输过程中易形成静电积聚，人与之接触需防静电伤人，以及静电放电、局部温度过高而达到聚丙烯爆炸条件引发爆炸。

三、问题的提出在聚丙烯正常的生产过程中，时常有粉尘闪燃、自燃、闪爆的事情发生，如：事故排放罐粉尘闪燃；粒料仓碎屑闪燃；粒料仓粉尘闪爆，粉料结块，堵塞出口；事故排放罐粉尘自燃；汽蒸罐细粉结块引起装置停车；管线粘壁粉尘燃烧；丙烯缓冲罐粉尘闪燃。

该公司在该问题上最严重的一次是1998年5月21日D902料仓闪燃，由于闪燃瞬间产生的气浪将料仓的锥型仓顶鼓变形，仓内出现大饼料，堵塞输送管道影响正常生产，技术人员透过锥形顶部人孔观察，见仓内时有弧光放电。

如何彻底解决聚丙烯粉料的静电闪燃问题，成为该公司的一个重要研究课题。

四、聚丙烯料仓粉体闪燃现象原因分析（一）料仓粉体放电形式当带电粉体周围的电场强度超过介质（如空气）的击穿场强时，因介质产生的电离而使带电粉体上的静电荷沿击穿通道释放，从而产生静电放电。

文件编号：TP-AR-L8664In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.（示范文本）编订：_______________审核：_______________单位：_______________试述聚丙烯（环管法）生产静电引起粒（粉）料爆燃事故预防措施——工试述聚丙烯（环管法）生产静电引起粒（粉）料爆燃事故预防措施——工艺概述（1）(正式版)使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。

材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。

对环管法聚丙烯生产工艺及聚丙烯特性进行简要介绍；对生产过程中出现的爆燃现象的原因进行了分析，并提出了预防爆燃的多项措施。

湖南长盛石化公司聚丙烯装置采用Spheriplol液相本体法工艺，1998年4月建成投产，聚丙烯本色粒料原设计能力为70kt/a，设计可生产25种牌号产品，20xx年5月经技术改造后生产能力达100kt/a。

具体工艺流程简述如下：原料丙烯经过精制，在一定的温度、压力，并在催化剂和氢气的作用下，在环管反应器内发生聚合反应，聚合好的聚丙烯粉料随同部分未聚合的丙烯一起排到高压闪蒸罐D301，脱除大部分丙烯（事故状态下高压闪蒸罐D301前后均可以切向排放罐D602），丙烯经回收后再利用，聚丙烯粉料直接排至低压闪蒸罐F301及过滤器F302，在此再脱除残余丙烯后，排入汽蒸罐D501，以使聚丙烯粉料中的催化剂失活，再进入干燥罐D502用热氮气干燥，干燥好的聚丙烯粉料用氮气送至粉料缓冲罐D802，加入一定添加剂后进行挤压造粒并干燥后用压缩空气送至成品料仓D901，按要求用压缩空气输送进行均化，产品质量合格后用压缩空气送至成品贮罐D902后进行包装。

聚丙烯的重点设备、危险因素及防范措施一、重点部位及设备(一)重点部位从装置的平稳生产和安全角度考虑，聚丙烯装置共有液体丙烯储罐、第一反应器顶部分离器、第二反应器顶部分离器、第一反应器、第二反应器等五个危险部位。

其中液体丙烯储罐储存来自界区的液体丙烯、第一反应器顶部分离器、第二反应器顶部分离器分别储存两个反应器的原料丙烯和循环丙烯，这三个储罐如果发生泄漏或者火灾，将产生巨大危害。

在第一反应器、第二反应器中存在大量粉料和气相丙烯，反应器是在高压条件下操作，聚合反应是剧烈的放热反应，一旦反应器失控，会发生严重的安全事故。

(二)重点设备气相法聚丙烯装置重点设备主要为循环气压缩机、丙烯加料泵、急冷液加料泵、沉降器顶部压缩机、尾气压缩机、粉料输送风机、挤压造粒机组、粒料输送压缩机等设备。

除此之外，还有一些重要阀门如：两反应器的温度控制调节阀、压力控制调节阀、气锁器系统的阀门、粉料出料线上的阀门、粉料输送旋转加料阀、粒料输送旋转加料阀等，一旦这些设备和阀门出现故障，会引起装置生产波动或者减产停产，处理不当会引起恶性事故的发生。

1.循环气压缩机气相法聚丙烯装置在两个反应器都有循环气压缩机，循环气通过位于反应器底部的8个循环气喷嘴向反应器通人循环气，来保持反应器床层的悬浮程度，循环气压缩机出现故障停止，反应器失去循环气，只能短时间维持生产，必须立即启动备台，如果备台不能启动，装置只能进行停工处理。

2．丙烯加料泵来自界区的液体丙烯储存在丙烯储罐中，利用丙烯加料泵将丙烯储罐的丙烯增压后输送至所有丙烯用户，丙烯用户包括两反应器的原料丙烯、设备的冲洗丙烯、催化剂系统冲洗丙烯以及气相丙烯储罐的原料，急冷液泵故障停止后，由于丙烯储罐的压力达不到各丙烯用户的压力，所有的丙烯用户失去丙烯供应，将会造成反应原料丙烯无法供应，催化剂喷嘴堵塞、设备失去丙烯冲洗、压缩机失去气相丙烯冲洗，粉料输送系统无法运行等一系列问题。

3.急冷液泵两个反应器通过加入液体丙烯汽化带走热量从而达到控制反应器的温度。

聚丙烯生产危险因素分析及安全防范措施摘要：聚丙烯(PP)是五大通用合成树脂中发展最快的材料之一，具有力学性能优异、密度轻、安全性高、耐热性好、化学稳定性高和成型加工性能优等特点。

聚丙烯材料广泛应用于汽车、器械、家具和包装等多个领域。

基于此，本篇文章对聚丙烯生产危险因素分析及安全防范措施进行研究，以供参考。

关键词：聚丙烯；生产危险因素；安全防范措施引言聚丙烯(PP)具有力学性能优良、加工性能优异、产品透明度高、抗腐蚀性能强、价格低廉等优点，在包装、建筑、医疗、家电、汽车等领域得到广泛应用。

预计到2022年，世界聚丙烯产量将突破8千万吨。

聚丙烯是世界上主要的消费塑料，也是许多研究工作的主题。

基于此，本文探究聚丙烯生产危险因素分析及安全防范措施等。

1聚合机理聚丙烯的聚合机理比较复杂。

目前认为其公信力最大，主要包括四个部分。

也就是说，通过活化反应，活性中心、链引发、链增长、链终止。

本文主要以均相反应进行相关论述。

（1）活化反应。

所采用的催化剂为第四代Cdi，TEAL作为助剂与TiCl4发生相关反应，+4价Ti有效还原为3价Ti，进而Ti的原子活性被激活，发生烷基化反应，形成Ti-C键。

（2）链诱发。

在活性中心插入CH2=CH-CH3分子，形成聚丙烯链。

目前来看，Ti-P+CH2=CH-CH3→Ti-CH2CH（CH3）-P；（3）链条增加。

依次插入多个CH2=CH-CH3分子，使链段从活性中心向外生长。

（4）链终止。

分子链与H2单体及助剂发生终止反应，中心插入H2分子，在链末端形成一个甲基，引发链终止反应。

相关反应如下：与单体终止机理：Ti-CH2CH(CH3)-P+CH2=CH-CH3→Ti-CH2-CH2-CH3+CH2=C(CH3)-P与助剂终止机理：Ti-CH2CH(CH3)-P+AlR3→Ti-R+R2Al-CH2-CH(CH3)-P与H2终止机理：Ti-CH2CH(CH3)-P+H2→Ti-H+CH3-CH(CH3)-P与上述反应机理类似，乙烯共聚反应机理也主要是将丙烯、乙烯插入活性中心，引发相关反应。

文件编号：TP-AR-L7210In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.（示范文本）编订：_______________审核：_______________单位：_______________试述聚丙烯（环管法）生产静电引起粒（粉）料爆燃事故预防措施——聚试述聚丙烯（环管法）生产静电引起粒（粉）料爆燃事故预防措施——聚丙烯特性（2）(正式版)使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。

材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。

聚丙烯是丙烯单体在一定温度和压力下通过特殊催化剂作用聚合而成的热塑性物质，具有可塑性和很好的耐热性，加工性能良好，具有优良的电绝缘性，有很好的化学和热化学稳定性。

通过改性可以改善其冲击强度、低温脆性、热稳定性、耐光稳定性和染色性，难溶于极性溶剂。

生产时通过控制分子量大小和等规度高低可得到不同产品，分别可用于生产薄膜、管材、板材、编织品、周转箱、打包带等。

聚丙烯本身无毒，但聚丙烯粉末吸入量过多，人体肺部会产生不适，严重时会引起尘肺病。

一般空气中的允许浓度为10mg/m³，空气中达到一定浓度（≥20 mg/m³）容易产生粉尘爆炸，由于聚丙烯粉料、粒料输送过程中易形成静电积聚，人与之接触需防静电伤人，高压放电局部放热地导致温度升高，达到聚丙烯引燃条件从而产生爆炸。

（童世龙）此处输入对应的公司或组织名字Enter The Corresponding Company Or Organization Name Here。

聚丙烯料仓静电爆炸事故原因分析及设备改造效果郑昱【摘要】聚丙烯生产中,物料利用空气送至料仓,为了产品均化,在料仓内还需进行掺混,在这一过程中会造成静电积聚,进而形成静电放电引起爆炸事故.分析了聚丙烯装置料仓静电爆炸事故原因,介绍了采取消静电设备后的应用数据和效果.【期刊名称】《安全、健康和环境》【年(卷),期】2016(016)004【总页数】4页(P5-8)【关键词】聚丙烯料仓;爆炸事故;原因分析;静电消除【作者】郑昱【作者单位】中国石化上海石油化工股份有限公司塑料部,上海200540【正文语种】中文中国石化上海石油化工股份有限公司某聚丙烯装置共有2条生产线(1PP、2PP)，生产能力10×104 t/a，负荷14.3 t/h。

该装置采用意大利管式反应技术，物料含挥发分少，经汽蒸、干燥后物料挥发分由2%～2.5%降到500 μg/g以下。

2000年2月12日21时15分2D903B仓发生闪爆，2000年9月16日7时40分2D903E仓发生闪爆。

两次闪爆造成料仓的顶部严重破坏，300 t料降级处理。

塑料部第一套1PE装置投产后，抽气仓(OT401)于1988-1993年发生5次闪爆，等外品仓(OT405)1996-2000年发生5次闪爆，称量计上贮槽(OV-403)和抽气仓(OT401B)于2004年各发生1次爆炸。

上述事故严重影响了装置的安全稳定生产。

在中国石化集团公司和国家安全生产监督管理总局组织下，由中国石化安全工程研究院和上海石化安全部合作，进行了事故原因调研、治理措施和设备改造的论证。

调查表明[1]：聚丙烯装置“2·12”、“9·16”事故的引火源是风送物料自身的静电；生产过程中气体控制失误是造成粉尘静电爆炸的间接诱因。

2006年8月上海石化曾在1PE料仓上安装了9套离子风粉体静电消除器，2007年11月在PP料仓上安装了18套离子风粉体静电消除器。

运行至今，上述装置风送物料静电一直控制在安全指标以下，料仓没有发生一例闪爆和结块现象。