静电消除器在小本体聚丙烯装置上的应用

1、静电消除器在小本体聚丙烯装置上的应用葛双启 胡于中（克拉玛依石油化工厂 新疆克拉玛依834003）摘要聚丙烯装置在生产过程中易产生静电，静电的存在极大地威胁着装置的安全生产。本 文介绍了静电消除器的工作原理，并对使用静电消除器前后情况作了对比，结果表明使用静 电消除器达到了明显效果，具有很好的推广使用价值。关键词聚丙烯静电危害消除静电消除器多年来，国内外石油工业的静电事故不断发生，造成了很大的经济损失和人 身伤亡。静电的危害已经引起了国内外的广泛关注，不少国家都投入了大量的人 力和物力，对石油静电的产生和预防进行了深入的研究，取得了一些可喜成果， 但石油静电事故并未能完全杜绝。液相本体法聚丙烯

2、装置在粉体生产过程中，经 历了聚合、喷料、搅拌、包装等过程，这些都极易产生静电和静电积聚，而静电 放电往往是聚丙烯装置爆炸、燃烧事故多发的主要原因。从1996年12月到1997 年9月，克拉玛依石油化工厂（以下简称克石化厂）聚丙烯装置闪蒸岗位共发生 静电着火事故6起，静电的存在严重地威胁着聚丙烯装置的安全生产。如何预防 和消除静电，保证装置安全高效地运转，是值得深入探讨和急需解决的问题 1聚丙烯粉体静电的产生和危害聚丙烯粉体是高分子化合物，吸水性能差，表面干燥，电阻率高，其电阻率 101m，而且粉体在输送、包装过程中，与管壁和容器发生磨擦、冲撞，使 得粉料颗粒表面带有大量电荷，产生静电。又因聚

3、丙烯粉体具有良好的绝缘性， 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-电荷聚积-带电表面场强超过极限值 -放电。聚丙烯装置生产所需丙烯原料和氢气均属易燃易爆气体，其着火能都很小， 如氢气为0.019mJ，丙烯为0.282mJ，聚丙烯较高为25mJ。表一1给出了非导体 带电管理指标，当静电放电能量大于易燃易爆物着火能时就会发生燃爆现象。聚 丙烯粉料在生产过程中经历了聚合、喷料、搅拌、下料包装等过程，因此当聚丙 烯粉体从闪蒸釜下料口喷出时会携带大量的静电荷，其带电荷质比可达0.3p

4、 C/kg，带电粉体在放料过程中所形成的电流可达6p A，直接装袋侧面电位最高 可达60kV，大大地超过了国家静电安全管理指标（15kV），所以很容易引起燃 烧和爆炸事故。为消除包装过程中的静电危害，1997年克拉玛依石化厂同中国 石油天燃气集团公司安全技术研究所签定了消除本体法聚丙烯放料口静电危害技术服务合同。依据合同要求，在三个闪蒸釜放料口安装了三台AJS-2型全自动 粉体静电消除器。表-1一般放电管理指标最小点火能着火界限管理指标(mJ)(KV)电压（KV）面由荷密度（a C/m2）0. 11110.1181033110203010104060101AJS-2型全自动粉体静电消除器主要由

5、控制器和离子发生器两部分组成。控 制器属于隔爆型电气设备，安装在0-40OC度的场所。离子发生器安装在聚丙烯 出料口，用于消除聚丙烯粉料的静电，属于正压通风型防爆电气设备。该设备一 般有两种工作模式。计算机反馈控制离子注入方式；静电场自动平衡离子注入方 式。静电消除器能够根据具体配置自动在两种工作模式之间转换。这两种工作模 式都具有很强的消电作用。一般情况下，系统配置由带电介质、工艺状况、使用 目地等因素决定。静电消除器工作在计算反馈控制离子注入方式时，系统的组态 主要由粉体静电传感器、控制器、可控离子发生器组成，其工作原理可用图一1 来说明。图1计算机反馈控制离子注入方式图1表明：当带有静电

6、的粉体通过可控离子发生器时，消电器将空气电离 成带电离子并发射适量离子与粉体携带的静电荷进行电荷中和。消电后基本达到 电中性状态，极少量没有被消除的静电荷由静电传感器进行检测，控制器根据检 测的剩余电量重新调节输出离子量。整个静电消除过程就是从检测粉体的剩余电 量到调节输出离子量的循环过程，由于循环同期仅为数十毫秒，跟踪速度较快， 所以能够最大限度地消除粉体的静电。4静电消除器的安装控制器属于隔爆型电气设备，安装在包料大厅墙上。离子发生器安装在闪蒸 釜放料口。在安装时，首先按静电消除器电气安装示意图设计安装电缆和仪表风 管。然后将离子发生器安装在卸掉放料口末端短管的位置。把保护气体管线与离 子

7、发生器保护气体入口连通，把离子发生器保护气体压力监测口与通往仪表操作 室内部控制器压力传感器入口的管线接通。具体内容见图一2：备注：1，控制器，离子发生器由服务方提供； 外围的电源配置，气源配置等由用户按该示意图设计安装；聚丙烯粉体包装现场控制器安装在仪表室，固定在距离地面约0。8m的台面上；离子发生器通过法兰（Dg100 ）安装在聚合釜放料球阀下面；本图只给出带一个离子发生器的情况，带多个时按照此配置增加。图一2AJS型消电器电气安装示意图5安装启用消电器前后对比1静电消除器的安装使静电消除效果较明显。安装前后粉体包装袋表面静电 电位对比见表2表一2启用前后放料口粉体静电电位生产批号启用前放

8、料口粉体静电电位（kV）生产批号启用后放料口粉体静电电位（kV）98-1-17-14-15542.098-1-17-14-1553.235.12.850.15.698-4-17-24-15946.698-4-17-24-1594.447.14.538.82.499-1-18-73-21824.299-1-18-73-2184.325.63.517.12.1由表2可知消电前后同批聚丙烯粉料包装袋表面电位变化较大，消电后包装 袋表面电位满足国家静电安全管理指标15KV （GB12158-90）的要求。2工艺及安全参数启用静电消除器后相关工艺及安全参数的变化见表一3。表一 3启用静电消除器前后相关参

9、数表项目包料时间（分钟/釜）单釜生产周期（min）静电事故发生频数（次/年）启用前403006启用后202800由表一3可知消电前后放料包装速度提高了 50%,单釜包装时间由40min降 为20 min,单釜生产周期由300min降为280min,生产效率提高了 6.7%。安装静 电消除器后，有效地控制了闪蒸岗位爆燃事故，未安装前装置从96年底开工到 97年9月共发生了六起闪蒸放料着火事故。97年9月安装静电消除器至99年8 月尚未发生闪蒸釜放料着火事故。鉴于静电消除器所具有的的良好消电性能，99 年5月克石化厂聚丙烯在车间新建的II套1万吨聚丙烯装置闪蒸安装了同型号的 全自动静电消除器，以确保装置的安全生产。6结论1 AJS-2型等自动静电消除器是根据现代控制理论研制成功的全自动控制 方式粉体静电消除器，在使用过程中只要保护气体压力正常，无论粉体带电的大 小和极性如何变化，消除器都能自动产生等量的反极性电荷来中和粉料的静电 荷。具有正压通风防爆性能，而且安装简单，使用方便，消电效率高；2 安装静电消除器后，明显降低了放粉口包装粉料静电电位，提高了放料 过程的安全性。能有效控制闪蒸岗位爆燃事故的发生，保证了装置的安全生产;6. 3安装静电消除器后，在提高安全性的同时，加快了放料包装速度，缩短了 单釜生产时间，提高了工作效率。参考资料石油安全工程（中级