氯乙烯氣柜的工藝危害分析

王小軍，朱在洪，王武斌

（1.韓華化學(xué)（寧波）有限公司，浙江 寧波315812；2.浙江中一檢測研究院股份有限公司，浙江 寧波315040；3.寧波利萬新材料有限公司，浙江 寧波315812）

縱觀國內(nèi)的聚氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)，不管是電石法還是乙烯法，氣柜都是工藝生產(chǎn)不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備。一般來說，氣柜是一種具有儲存、緩沖、穩(wěn)壓、混合作用的容器，有些企業(yè)是作為轉(zhuǎn)化工段與VCM壓縮工段之間的緩沖器用于平衡VCM的壓力，有的企業(yè)是作為聚合工段VCM尾氣回收使用，有的企業(yè)是同時兼顧轉(zhuǎn)化緩沖和尾氣回收的功用。探討近年來的事故，不難發(fā)現(xiàn)，根本原因是工藝安全設(shè)計不充分，因此，唯有從工藝路線設(shè)計上全面考慮，分析設(shè)計上的可靠性，才可在很大程度上降低氣柜事故的發(fā)生。

1 氯乙烯氣柜工藝危害分析

下面以筆者所在企業(yè)的氯乙烯氣柜為例，通過HAZOP分析，全面辨識潛在的工藝危害并對風(fēng)險進行量化評估。

1.1 氯乙烯氣柜工藝流程簡述

氣柜主要用于回收聚合釜中未參與反應(yīng)的氯乙烯單體，PVC生產(chǎn)工藝是間歇式批次反應(yīng)的，原料VCM在聚合釜發(fā)生聚合反應(yīng)生成PVC，在反應(yīng)釜進行卸料過程中，聚合釜內(nèi)未反應(yīng)的VCM氣體會經(jīng)過漿料罐后進入氣柜，繼而通過回收壓縮機進行壓縮，冷卻液化后回用到聚合釜中。氣柜是濕式單節(jié)式常壓容器，其工作原理是VCM管道穿過水槽底板和水槽中的水進入鐘罩，當(dāng)向氣柜輸送氣體時鐘罩上升，抽取氣體時鐘罩下降，鐘罩依靠導(dǎo)軌和導(dǎo)輪實現(xiàn)升降平衡。因是利用水封實現(xiàn)VCM的密封，所以在工藝安全控制環(huán)節(jié)需特別關(guān)注氣柜液位和壓力，因此，氣柜設(shè)置了多個液位計及液位開關(guān)。

1.2 氣柜節(jié)點HAZOP分析

在對氣柜進行HAZOP分析時，選取氣柜以其進出相關(guān)管線作為節(jié)點，氣柜的進料管線主要來自上游漿料罐、聚合釜尾氣、汽提塔的排氣，還有回收VCM儲罐的排氣等，其工藝危害分析過程見表1。

表1 氣柜節(jié)點HAZPO分析

1.3 氣柜HAZOP分析結(jié)論

經(jīng)過氣柜節(jié)點HAZOP分析，基本可以概括VCM氣柜在運行中存在以下風(fēng)險：壓力/液位過高導(dǎo)致鐘罩掀翻，VCM泄漏；壓力/液位過低導(dǎo)致氣柜負壓抽癟，VCM泄漏；水封失效導(dǎo)致VCM泄漏。

2 降低氣柜工藝運行風(fēng)險的防護措施

為削減或控制氣柜的運行風(fēng)險，可以從氣柜運行參數(shù)監(jiān)測、工藝聯(lián)鎖、環(huán)境監(jiān)測和軟管理等4方面采取安全保護措施。

2.1 設(shè)置相關(guān)自控儀表對氣柜運行狀態(tài)實施監(jiān)測

氣柜進出料管線上設(shè)置壓力監(jiān)測裝置并連線到DCS進行監(jiān)控，設(shè)置高低報，為減少儀表本身故障對生產(chǎn)的影響，可以選用2003的模式；在氣柜上至少設(shè)置兩種不同型號的液位計，也可以設(shè)置液位開關(guān)，監(jiān)測裝置也可連線到DCS進行監(jiān)控；氣柜水封增加液位計。

2.2 結(jié)合氣柜運行的特點，設(shè)置聯(lián)鎖保護措施

為避免壓力/液位過高，設(shè)置氣柜液位與聚合釜放料閥的聯(lián)鎖、漿料罐壓力調(diào)節(jié)聚合釜放料閥的開度、壓力過高打開泄壓高壓排放閥、壓力高切斷氣柜進料總閥等；為避免氣柜壓力/液位過低，設(shè)置氣柜液位與壓縮機停機聯(lián)鎖、液位開關(guān)低低報聯(lián)鎖停壓縮機、壓力/液位低聯(lián)鎖補充氮氣、壓力/液位低聯(lián)鎖VCM回收罐補充等。

2.3 參照重大危險源的管理模式，對氣柜實施監(jiān)控

設(shè)置360°無死角的視頻監(jiān)控，關(guān)注鐘罩運行狀態(tài)，根據(jù)目前具備的條件，可以設(shè)置鐘罩在一定時間內(nèi)無運動，監(jiān)控視頻自動提示報警；在氣柜四周設(shè)置有毒氣體檢測儀，根據(jù)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向，在鐘罩水封處東南西北各處置1處，在地面存在釋放源的地方設(shè)置，并聯(lián)線至GDS系統(tǒng)傳至有人值守的控制室。

2.4 強化日常安全管理

制定氣柜的檢維修規(guī)程，明確氣柜檢維修周期和檢維修內(nèi)容，如導(dǎo)軌、導(dǎo)輪等的防腐、更換等，確保設(shè)備本體的機械完整性良好[1]；定期對氣柜的自控儀表及聯(lián)鎖進行維護與校驗，確保準(zhǔn)確性；提高工藝人員的巡檢頻次，明確氣柜的針對性巡檢要點，加強隱患排查與治理；建立氣柜泄漏的現(xiàn)場應(yīng)急處置方案，定期進行演練，提升應(yīng)急能力；氣柜的補水閥增設(shè)保溫層，防止寒冷季節(jié)結(jié)凍。

3 結(jié)語

氯乙烯氣柜的整治已經(jīng)列入《危險化學(xué)品安全專項整治三年行動實施方案》，可見國家層面的決心之大。提升氯乙烯氣柜運行的本質(zhì)安全水平，防止VCM泄漏造成安全事故，需要在不斷實踐的基礎(chǔ)上不斷改善。