氯乙烯聚合安全设计与安全生产控制

氯乙烯聚合安全设计与安全生产控制摘要：聚乙烯是我国重要的化工原料，对工业建筑的生产有着十分重要的作用。本文介绍了聚乙烯聚合工艺的安全控制以及在紧急状态下的可采用措施。

关键词：氯乙烯聚合；安全设计；安全生产

1.前言

近年来，随着国民经济的快速发展，我国PVC的需求和产能也在快速增加，在生产规模扩大的同时，如何通过有效的安全控制，即能提升聚合效率又能降低聚合反应风险，对整个PVC生产行业有着深远影响。因此在PVC聚合工艺技术和设备维护上，必须建立有效的关键危害管理系统，应急计划以及其他全面有效的预防和控制措施。

2.氯乙烯聚合安全设计

在氯乙烯的安全设计中，安全生产是第一位，实现安全生产首先尽量做到本质安全化，在设计阶段，就完善聚合物料配比、温度、压力、搅拌速率等安全控制条件；其中需重点保障聚合反应双电源，并在实际生产过程中考虑使用工艺技术的可操作性和安全性。是必需的。在设计概念中，如果要达到本质安全的目的，则意味着不会由于错误的操作或故障而造成人身伤害。氯乙烯聚合反应过程中发生事故的最危险原因是停电导致聚合釜搅拌停止，但釜内反应仍在进行，使得聚合釜在较短时间内超温、超压，进而导致容器、管线破裂、物料泄漏，引发火灾、爆炸、中毒等事故。

2.1备用电源保护

如果在氯乙烯聚合过程中发生断电，将存在巨大风险隐患，并严重威胁安全。根据相关的配电系统设计规范，必须使用双电源为氯乙烯聚合系统供电。如果电源（主）之一发生故障，备用电源（从）将能立即切换投用。此外，对DCS、ESD（SIS）、应急照明等一级负荷中特别重要的负荷，除了使用双电源之外，还应配备专用的应急电源。在双电源设计中，两个电源相互冗余并且可以自动切换。这种避免停电的措施和设计是确保生产安全的最坚实基础。

2.2急停设计

如果系统断电，必须添加用于紧急停止反应的紧急事故终止剂。一是从聚合釜的顶部添加，则不会影响内部流动状态，安装设置容易，同时为确保终止剂分散效果，在聚合釜底部配备气动搅拌装置。二是是从聚合釜底部添加紧急事故终止剂，其优点是，注入的终止剂随着釜内液体物料旋转的惯性，可快速分散，充分进行终止反应，但对注入设备的制造要求较高，既要防止注入口被堵塞，又要确保储气罐有足够的压力。

2.3系统安全配件

PVC聚合釜反应过程中，存在VCM单体、PVC颗粒等物质，且在长时间后，釜内空间各处均可能产生并粘连块状聚合物。若仅使用安全阀，则在安全阀的内部机构间隙、进出口处易发生堵塞，因此，在实际生产过程中，聚合釜一般采用爆破片、安全阀串联设计，爆破片作为第一层防护、安全阀作为第二层防护。

2.4电气设备控制设备的合理选择

在氯乙烯聚合区域中使用防爆电气设备时，必须是A级或以上等级或本质安全型设备。设备控制已开始流行，但是在工业控制中，安全性和稳定性是要评估的首要因素，最好使用工业设备。通过在聚合区的紧急操作面板上设置一次回收的单体流量并控制冷水阀，可以有效地监控回流流量。除了上述主要的安全设计外，还应注意一些辅助设计。在供暖，通风和建筑设计方面，还严格遵守建筑设计的防火和HVAC设计要求。聚合装置的布局应远离居住区或夏季最小频率风向的上风侧。工厂建筑物应建造为开放式建筑物，以确保通风。

3.停电应急处置措施

如果系统停电，则必须根据停电执行紧急事故终止剂注入操作。在实际的制造过程中，可以根据情况从聚合釜的顶部或底部加入，从而达到紧急停止反应的目的。一般情况下，聚合釜VCM单体、引发剂等物料进料口、热媒进出口阀门切断阀采用气关阀，循环水出口阀门切断阀采用气开阀，保证断电后阀门切换至正确位置，但中控和现场仍需第一时间进行复核，以确保阀门处于正确位置。

4、氯乙烯聚合其他安全设计

4.1物料计量选择

4.1防粘釜技术在氯乙烯的聚合生产过程中，需要采取一定的措施来避免粘釜的现象出现。首先可以采用高压水进行冲洗，去除随着物，之后利用防粘釜剂进行涂壁处理。在喷涂时要充分利用风机控制釜内气流的方向，喷涂均匀。对于一些特定的部位，对于喷涂的厚度要进行掌握好，避免在危险时因为堵塞而出现更严重的事故。

4.2物料计量选择

为了提高产能，企业总是希望能够在加料时多些。其实从安全上来讲，需要保证安全线的控制。物料不能超过一定的限制，否则容易造成装置运行故障。一般来讲，加料后的体积占到釜总体积的九成左右就不要再加了。如果注水过量，有可能会导致聚合釜压力过大，气体喷出，有重大的危险。

4.3温差、压差监控

聚合监控预测在聚合反应期间，需要对内部的温度、压力与功率进行监控，通过对数据的分析确定是否存在故障的可能性。在聚合釜上至少要安装两个以上的温度观测点，至少安装三个以上压力监测点。当温差相差0.2℃时，报警器将会出警告声音，当压力有偏差时，需要对压力表进行调速，如果发生压力迅速增大的问题，需要进行紧急回收或终止反应。

4.4排料完全

在聚合釜反应完成之后，如果料有存留，将会不断生成成品鱼眼现象，而且在釜内将会出现压力过大的问题，造成单体泄漏。在实际的生产时，要尽可能把料全部排出。通常从三个方面进行判断，首先是对料泵电流分析，其次是对出浆料罐的液位来判断，最后是通过现场的观察聚合釜水封管线来判断。

5.结束语

氯乙烯聚合反应工艺涉及的物料具有易燃易爆性，操控较为复杂，属国家监管的重点危险化工工艺，因此，在生产的过程中要采取不同的措施来保证聚氯乙烯工业生产的稳定性。以安全为第一的目标来组织生产。