间歇式聚丙烯生产过程中静电危害性分析及对策

编号：AQ-JS-06536

( 安全技术)

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间歇式聚丙烯生产过程中静电危害性分析及对策

Analysis and Countermeasures of electrostatic hazard in batch polypropylene production

process

间歇式聚丙烯生产过程中静电危害

性分析及对策

使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科

学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。

间歇式液相本体法生产聚丙烯工艺，具有流程简单、设备少、操作方便、三废较少等优点。但所用原料丙烯和氢气，属易燃易爆物质，其沸点分别为－47.7℃和－252.7℃，丙烯的闪点为－108℃，与空气混合均能形成爆炸性混合气体，而且爆炸范围宽，分别为2％～11％和4.1％～74％，最低引爆能量只需0.28mJ（在空气中）。

在聚丙烯的生产过程中，由于丙烯与管道内壁产生剧烈摩擦，加上反应釜内搅拌、高速喷入容器等生产过程，易产生大量静电。另外，丙烯及聚丙烯粉料从设备管道裂缝喷出也会产生静电，如果不及时消除，其产生的放电火花，能够点燃丙烯与空气的混合物，诱发火灾甚至爆炸。本文通过对聚丙烯生产过程中静电危害性及事故产生的原因进行了分析，并提出相应的防范措施。

1丙烯生产过程中的静电危害和相关案例

丙烯生产过程中的静电危害主要表现为火灾和爆炸。当带电体与不带电或静电电位很低的物体接近时，只要电位差达到300V以上，就会发生静电放电现象，并产生火花。当火花能量超过0.28mJ,易点燃丙烯与空气混合物，引起火灾和爆炸。

1.1聚合釜闪爆

1994年5月18日凌晨2时2分，大连石化有机合成厂化五车间因D202聚丙烯反应“爆聚”，停釜处理。18日上午8时，组织人员清釜作业。19日中班，D202釜基本清理干净，釜底剩下少量的聚丙烯熔块。20日上午，继续进行D202釜清釜扫尾工作。9时20分，操作工下釜作业，9时40分，釜内发生闪爆，造成一死多伤。事故原因是D202与丙烯加热罐相连的釜底冲洗管线间没有加装盲板。虽然D202与丙烯加热罐相连的釜底冲洗管线上4个阀门都已关闭，但因泄漏，而被静电火花点燃引发事故。

1.2闪蒸釜下料口爆燃、着火

1988年11月27日，天津石油化工公司1#闪蒸釜内的聚丙烯

因聚合不好，物料发粘，经闪蒸去活，分析合格后，开始放料。但因料粘堵出料口，用铁丝拥仍不出料，便采取向闪蒸釜内加压的办法向外喷料。在喷料过程中，发现现场可燃气体度太大，立即通知人员撤离。但在人员撤离过程中发生爆燃，在场4名作业人员被烧伤，厂房内门窗被烤着火。原因是该闪蒸釜经加压后，高速喷下来的粘料携带大量静电荷，在铁管尖端放电引起可燃气体爆燃所致。

1.3闪蒸釜内闪爆

1988年2月22日，天津石油化工公司4000t/a聚丙烯装置出现粘料，造成2#闪蒸釜内结块过重，使搅拌爪脱落，被迫停工检修。上午将人孔找开后进行通风置换。下午2时许，由3名维修工进清釜作业，1人在釜内清理结块，2人在釜外人孔处接料，3人轮流进釜清理。14时15分，釜外人孔处产生静电火花引燃釜内可燃气体，发生闪爆，3人烧伤。事故原因是由于釜外接料职工身着涤纶服装，在接、传料的活动中，粘块与衣服摩擦产生静电火花而引起可燃气体爆燃。

从上述案例可以看出，丙烯生产过程中静电危害比较严重，所

以应采取静电防护办法，减少这类火灾和爆炸事故的发生。

2丙烯生产过程中静电事故原因分析

在丙烯生产过程中，静电产生不可避免。

2.1静电的产生

a)摩擦带电：物质相互摩擦时，由于摩擦发生接触位置的移动和电荷分离而放出静电。

b)流动带电：用管路等输送液体产生的静电。

c)喷出带电：粉体、液体和气体从截面小的开口部位喷出发生摩擦而产生静电；液体和

粉体本身相互之间的撞击以及小的飞沫状态产生大量的静电。

d)剥离带电：互相密切结合的物体被剥离时引起电荷分离而产生静电。

2.2静电放电能量超过丙烯最小引燃能量

静电放电能量，公式：W＝1/2CV2

W——能量，J；

C——电容，F；

V——两物体间的静电电位差，V。

丙烯的最小引爆能量为0.28mJ。

2.3静电火花放电

只有静电火花放电的地方存在丙烯与空气的爆炸性混合物，才能造成爆炸。

综上所述，只有同时具备上述三个条件，才能发生火灾爆炸事故。防止静电火灾爆炸事故，要从降低静电电位，消除火花促发物，减少或消除丙烯积累等方面入手，从而避免静电事故的发生。

3丙稀生产过程中带电倾向

a)在泵输转过程中产生静电，其电量与输转速度有关。

b)丙烯在脱水罐内静止，分离出来的水下沉，将加剧静电产生。

c)计量罐向聚合釜投料，丙烯高带运动，产生静电。

d)由于搅拌器剧烈运动及粉料摩擦，产生在大量静电。

e)粉料高速喷入闪蒸釜，使得闪蒸釜内粉料产生大量电荷。

f)闪蒸釜内搅拌器运动及通风去活操作，产生静电。

g)丙烯闪蒸釜下料口处出料与管壁摩擦产生静电。

h)粉料包装、人体穿着、佩戴物产生静电。有关资料表明，人体电容在150～300pF之

间，若操作人员不按规定状装，人体静电可达5000V，其储存能量达1.85～3.75mJ。即使20％的能量转化为热能，也足以引燃丙烯与空气混合物。

4静电危害防范对策

4.1加速静电电荷的泄放

丙烯输送涉及到的容器、管道、法兰、阀门、接头以及机泵外壳，应有良好的连接并

接地。通过良好接地来加速静电荷的泄放，减少静电荷的积累，以消除静电放电。接地电阻不大于10Ω；所有法兰及丝扣连接处应焊上导电线或用铜片跨接，跨接电阻必须小于5Ω；直接埋地或架、敷设的管道应每隔80m接地一次。

4.2降低丙烯及聚丙烯粉体的流动速度

在条件允许的部位，将流动速度控制在1m/s以内，在很大程度上可以降低静电的产生。