聚酯装置危险因素及其防范措施(正式)

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聚酯装置危险因素及其防范措施(正式)
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文件编号：KG-AO-8409-64 聚酯装置危险因素及其防范措施(正
式)
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聚酯装置由于它高温、高真空的技术特点，在实际生产过程中，其酯化段压力较高，且温度在260℃左右，原料EG和PTA均属于甲类危险品，EG在高温、高压反应条件下，易产生可燃性醛类物质。

所以，在聚酯装置中易出现着火、烫伤事故，严重时可发生火灾爆炸事故。

聚酯装置除了物料泄漏而易发生事故外，不同原理的聚酯装置因自身的特点差异，因设备老化、冲刷腐蚀、真空系统堵塞等造成的事故也不同。

根据多年的生产实际及经验，聚酯装置易发生影响开工率的危险因素主要有以下几方面。

(一)开停工阶段危险因素分析及其防范措施
1．开工阶段危险因素分析
在聚酯装置开工过程中，装置从常温、常压逐渐
升温、升压至工艺要求的各项正常操作；指标，要经过开车前的准备工作{机、电、仪、公用工程正常交付使用，一次热媒循环、升温、恒温，二次热媒循环、升温、恒温，冰机开启冷冻水正常循环，预缩、后缩系统建立真空、浆料配制循环备用等)，所以在开工时，装置的操作参数变化较大，物料的引入、引出较为频繁，容易发生事故。

(1)聚酯装置开工步骤
开车前准备一热媒系统循环、升温、恒温－建立酯化汽相循环一建立预缩、后缩系统真空一EG假物料试车打通流程一酯化反应器进料一预缩反应器进料一终缩反应器进料－切粒－PET输送一包装。

(2)开工阶段危险因素分析
在开工时刻各个环节紧扣，在开工过程中应控制好反应压力平衡、热媒热平衡及物料平衡。

下面就聚酯装置在开工各阶段曾经发生的事故进行分析。

事故案例一：处理阀门措施不当，物料喷出7人烫伤
事故经过：1986年5月30日，某石化化纤公司聚酯车间投料开车过程中，因72#2I／0线料送不出去，确认送料泵人口阀堵塞，需要处理。

在拆卸送料泵阀门时，高温物料喷出6m多远，将附近7名拆卸操作人员不同程度烫伤。

事故原因：
①由于与泵相连的聚合塔(D203)系统没有降温(270℃)，预聚物中含有大量EG，在聚合塔(1)203)系统蒸发，使系统产生压力。

②处理操作不当，防护措施未落实。

事故案例二：升温过快烧毁热媒加热炉
事故经过：1985年12月12日，某石化公司烷基苯厂热媒加热炉发生一起历时2小时38分的火灾事故。

88根炉管有24根严重变形，其中一根炉管中段有一约200mm的棱形裂口，对流段炉管全部烧化，炉衬局部烧毁，炉外壳体一半烧变形，炉体倾斜高达90mm，热媒炉周围的照明设备、导线烧毁，一次仪表53台全部报废，炉子其余部件及附件不同程度损坏，
炉管内热媒从炉管裂口处泄漏，燃烧34吨。

事故直接经济损失53．8万元。

事故原因：
①大修后匆忙开车，热媒炉开车升温速度过快，炉内凝固的高膨胀系数的热媒油局部受热，导致炉管破裂。

②热媒炉开车前准备不充分，没有开车方案，升温梯度没有给定。

③热媒炉在停车检修时没有按规定排空热媒，导致炉管内大量热媒凝固在其中。

④操作人员素质低，开工准备不足组织不力是事故发生的根本原因。

(3)开工阶段危险防范措施
通过上述聚酯装置在开车过程中所发生的典型事故案例，我们可以看出在开车阶段，若操作不当，易发生热媒系统外漏、高温EG过热氧化、物料过热降解等人身、设备安全事故。

因此，聚酯装置在开车过程中应重点对上述可能发生事故危险的防范措施预以落
实。

①热媒系统外漏防范
聚酯装置所用热媒为联苯(C₆H₅C₆H₅)和联苯醚((C₆H₅)：O)的混合物，在常压加热状态下为气态，遇明火或热源易燃爆。

因此，首先在装置开车前，需要对热媒系统进行检漏及保压试验，确保热媒系统气密性。

其次在装置各系统升温的过程中，必须严格按工艺操作技术规程控制升温梯度。

第三热媒系统的循环、升温必须严格操作控制流量、压力，并逐步达到恒定。

②高温EG过热氧化转化生成醛遇氧自燃的防范
聚酯装置在开车时，首先用EG进行假物料试车，打通流程，同时清洗管线及设备。

EG在加热过程中，容易转化成含有醛基的化合物并以气态存在，在热状态下遇氧很容易发生燃爆，发生危险。

为防止此类危险，在开车过程中应采取以下措施：
a．反应釜在加热升温过程中充氮气保护；b．正压酯化釜的气相处理系统——酯化塔系统的冷却水必
须打开；。

酯化塔排废管线冷却水必须打开；d．缩聚釜真空泵开启，建立微负压，随开车需要逐步加大反应釜真空度；e。

反应釜升温速度要严格按操作法规定执行，不能过快。

③物料过热降解自燃的防范
聚酯装置在开车打通流程过程中，物料在反应釜中有可能长期停留，流程局部对物料长期加热会造成物料热降解，生成易燃的低分子物，在热状态下遇氧很容易发生燃爆，发生危险。

为防止此类危险，在开车过程中应采取以下措施：
a．反应釜在加热升温过程中充氮气保护；b。

正压酯化釜的气相处理系统——酯化塔系统的冷却水必须打开；c．酯化塔排废管线冷却水必须打开；d．缩聚釜真空泵开启，建立微负压，随开车的需要逐步加大反应釜真空度；e．在开车过程中需要打开取样阀时，应采取以下措施：操作员穿好工作服、工作鞋，配戴好带有防护面罩的安全帽，戴好防热手套；将取样阀附近的风机打开吹风，将可燃气体吹散；对取样阀下
方及周围环境进行清理，防止引燃其他物品或造成人员烫伤；打开取样阀时，应有人监护。

2．停工时危险因素分析及防范
装置停工是装置由正常操作状态逐渐降温、降压的过程。

其各项操作参数变化较大，所以也属于不稳定操作状态，因操作不当而造成着火、泄漏、窒息、烫伤的事故也曾有发生。

(1)聚酯装置停工步骤
逐步降低酯化进料量一装置各系统逐步降低负荷一酯化反应器停止进料改进EG—适时停止切粒排料一酯化反应器系统热洗一预缩反应器热洗一后缩反应器及其真空系统热洗一各系统废料的排空一需检修系统热拆一系统降温一热媒系统停车一EG循环系统停车排空。

(2)停工阶段危险因素分析
下面就聚酯装置在停工各阶段曾经发生的事故进行分析。

事故案例一：吹出室爆炸
事故经过：1981—1983年某石化公司聚酯装置吹出室曾先后发生两次爆炸，一次着火。

事故产生条件，主要是因反应器(R—206)停车时间过长，温度控制高，致使压力增高，防爆膜破裂，长时间高温闷料致使乙二醇分解成醚、醛、酮类物质，而乙醛自燃点只有140℃，此气体进入吹出室遇空气而自燃发生爆炸。

事故原因：吹出室不密封，大量空气涌入，是发生爆炸的关键。

吹出室的作用：是将反应器来的乙二醇蒸气，通过水封冷却降温并吸收乙二醇后排人大气。

事故案例二：热清洗物料排放烫伤
1988年10月18日，某公司聚酯车间缩聚反应器用EG进行热清洗后，排放阀被聚酯硬块料堵塞，操作工在进行疏通时，由于防卫不当，反应器内大量的EG 热蒸气和液体突然喷出，造成人身烫伤面积达57％的重伤事故。

(3)停工阶段危险防范、
通过上述聚酯装置在停车过程中所发生的典型事故案例，我们可以看出在停车阶段，若操作不当，也
易发生反应器气相系统热洗高温EG过热氧化、预后缩反应器物料过热降解等人身伤害事故。

因此，在聚酯装置在停车过程中应重点对上述可能发生事故危险的防范措施予以落实。

重点严格圆盘反应器热清洗操作、后缩真空热清洗操作，严格控制系统降温、降压及氮气保护措施。

现场操作人员必须相互配合，必须配戴严格的防护装备(头罩及石棉手套，工作服、安全帽、工作鞋穿等)。

(二)正常生产中危险因素分析及其防范措施
正常生产时装置各工艺参数是稳定的，但是在长周期运转过程中，由于受到工艺流程、设备、公用工程等条件、机电仪的调节、工艺操作人员的水平、仪表可靠度等因素的影响，正常生产中仍会有许多影响安全的因素存在。

下面就实际生产过程中的危险因素及其防范加以分析。

1．正常生产中危险因素分析
事故案例一：预缩真空系统堵塞酿成火灾
事故经过：1996年2月9日18：16分，某石化
涤纶厂缩聚釜发生失真空。

岗位操作人员判断为预缩釜EG喷淋冷凝器的气相真空堵塞，造成失真空。

操作人员进行多次疏通均告失败。

因此，停止EG喷淋及预缩釜进料。

3：00左右，由于发现冷凝器内有大量熔体物料，因此被迫打开其法兰、视镜进行清理。

但由于事先未进行充氮气液封保护，大量EG蒸气和降解可燃气体遇空气后起火，同时有大量熔体物料从其中喷出。

造成30h非计划停车。

事故原因：操作人员对失真空，大气腿堵塞事故认识不足。

处理事故不果断、不及时；同时操作人员技术水平及处理突发事故的能力差，操作判断出现失误。

事故案例二：热媒炉管破裂着火
事故经过：1989年元月3日11：00，某石化公司聚酯装置一次热媒防爆膜破裂，大量热媒返回热媒罐，系统压力急剧下降，热媒气化，造成热媒循环泵气蚀，热媒管线剧烈振动。

热媒系统防爆膜破裂。

7：20左右操作工检查时发现，热媒炉底有热媒流出，向厂里汇报，判断为热媒炉管破裂，8：05发现炉膛内着火，立
即通知消防队，并准备了充足的灭火工具和器材，以防在开门时，空气大量涌人炉膛使火势增大和爆炸，打开热媒炉防爆门后，立即通人氮气和蒸汽，并把防爆门关到最小程度。

用保温被将炉门包住，最大限度地减少空气进入量，并用30多个8Kg干粉灭火器将火压住，使热媒炉管漏出的热媒被干粉吸附，中止化学反应，使其不能燃烧，在火势减弱的情况下，向系统内充N₂，打开紧急排放阀，使热媒排至热媒储罐，由于措施得当，扑灭了炉火，保住了热媒炉。

事故教训：
①安全联锁，绝不允许随意摘除，有问题应及时修理；②防爆膜破后，应立即停热媒循环；泵，严防管线气蚀振动；③开启炉子一定要严格控制升温速度，特别是补加热媒后，要予热排气；④热媒炉着火，一般情况下，不要用水救，以防损坏炉体和炉管。

事故案例三：二次液相热媒泄漏事故
事故经过：1998年1月8日14：30左右，某石化公司聚酯装置终缩聚反应器排料管线的热媒夹套伴
热管线盲肠部分发生破裂，大量高温(300℃)液相热媒泄漏，并迅速汽化，在楼内风机的带动下，通过楼内吊装孔扩散到整个装置。

事故原因：缩聚车间和厂安全处有关人员对更换下来的旧管线进行了检查，裂缝长2mm，宽1lmm。

经初步分析认为，此次发生泄漏的原因可能是：管线使用时间较长，管线本身存在应力腐蚀，因应力腐蚀而破裂，造成热媒的泄漏，裂缝是被高温热媒流体撕开。

事故案例四：二次汽相热媒泄漏事故
事故经过：1999年8月18日23：10，某石化聚酯装置后缩熔体过滤器因热媒泄漏突然起火。

约23：12，控制室烟雾报警器报警。

当班人员立即去现场检查，发现终缩聚反应器处热煤某烟雾很大，后缩熔体过滤器处着火，班组人员奋力扑灭。

为防止复燃，班组人员用氮气和
少量水进行保护。

泄漏原因：经过对泄漏部位的检查，确认泄漏源为分布在套筒底部多半个圆周的多个点。

造成泄漏的
原因主要是套筒底部热媒夹套层焊缝在长期高温冲击承重情况下，造成焊缝开裂。

采取措施：在此次设备维修过程中，去除了套筒底部热媒夹套，将热媒进出口封闭，保匝物料及时流出，减少了泄漏点，同时彻底根除了因底部承重造成再次开裂的可能。

2．正常生产中危险性防范
(1)真空系统堵塞防范
在正常生产过程中，预缩真空系统与后缩真空系统在经过较长周期的运转后，易发生堵塞现象，影响预缩、后缩真空度。

因此，必须定期对预缩、后缩真空系统进行切换清理。

(2)机封外漏防范•
在正常生产中，酯化反应器由于操作压力与温度均较高，酯化反应器搅拌机封经过较长时间的运行，容易出现磨损，造成酯化反应器搅拌机封局部泄漏，影响整个生产。

因此一旦发现酯化反应器搅拌机封泄漏，必须立即组织局部停车进行抢修，更换机封。

(3)反应器及热媒安全防爆设施(装置)防范
在正常生产中，聚酯装置反应器(主要是酯化反应器)和热媒系统(尤其是一次、二次液相热媒系统)的安全防爆设施必须完好备用。

(三)放射性物质安全防护
聚酯装置普遍使用有放射性液位计(如：酯化、预缩及终缩反应器采用放射性钴—60)和放射性密度计(如：浆料密度计采用放射性铯—137)仪器，钻—60或铯—137电离辐射类型为了射线。

为了避免放射源与装置人员的接触。

除在仪器专用的操作规程中专业说明外，还需要制定详细的防护处理措施。

1．放射性接触防护处理措施
(1)装置上有放射仪器的容器外，附近的操作区域里的放射剂量，是有一定限制的。

因此，只允许指定的人员进行操作，非指定的操作人员不得接触。

(2)在装有放射性仪器的容器的人孔都用铅封，只有放射管理人员或有他指定的人员，并需要书面指令，才可启封。

(3)每一放射源要标记上放射线的警告标志，此标
记未经放射管理人员批准，其他人不；得除去。

(4)装置中的放射源的说明，应公布在控制室内。

(5)装有放射性物质封闭源的取出、安放、更换及处置的人员必须严格遵照相关的安全防护规定进行。

(6)必须严格放射作业人员个人剂量监测与健康检查。

2．放射性接触工业标准
(１)西德工业标准DIN54115规范对密封辐射源要求有：
①如果在适当的实验中，可放出的放射性小于0．185XlOl0
Bq，则一般可以认为防护层是惰性且密封的。

②辐射源含有气态或以气态吸附的放射性同位素时，如果操作层条件每小时泄漏出防护层的量不大于0．37XlOl0
Bq，则防护层可看作是密封的。

③高安全辐射源所采用的材料直至温度800℃，不得溶化、升华或着火。

(2)国家标准：
依据《辐射防护规定》GB 8703—88及《密封放射源一般规定》GB 4076--83国家标准。

放射作业场所最高允许限值为23。

87X10》Bg/kg.h，公众最高允许限值为23，87X102Bg/kg.h，聚酯装置监测点结果均能低于公众最高允许限值23.87X102Bg/kg•h，但要考虑到放射源对机体作用的随机效应，仍需注意加强防护。

(四)装置安全自保联锁及其作用
１.聚酯装置电气安全系统
聚酯装置动力和照明属于二级用电负荷。

聚酯装置供电系统一般采用双线路供电，正常时每一路电源各带50％负荷，当某一回路故障时，另一路可带100％负荷。

装置内动力配线为放射线电缆桥架敷设。

经低压配电柜配出的动力电源送至MCC盘及照明系统。

DCS 系统采用UPS电源。

2．聚酯装置安全仪表
聚酯装置使用监视与自动控制的主体是DCS，此
外还采用可编程序逻辑控制器(PLC)以及一些信号变送、信号转换处理等仪表设备。

共同构成聚酯装置一套完整的仪表检测与控制系统。

聚酯装置配套独立的DCS操作控制系统，安放在聚酯装置控制室内。

该系统的构成可以按照功能分成五个级别：操作级、远程控制级、信号I／O级、转换级和工艺过程级。

3。

聚酯装置安全与消防设施
(1)聚酯生产装置大部分为全封闭式，工艺过程控制由DCS系统完成，实施联锁控制可以保证在事故状态下启动联锁系统，自动进入安全阀保护，以保证全套或局部装置安全停车，避免生产操作事故或其他意外事故。

非常情况下，由安全联锁实现声光报警，为安全提供基本保证。

(2)生产过程中的主要控制参数：温度、压力、流量、液位等均为DCS自动控制，并设有报警，操作者能够及时发现、监控和调整，保证装置的平稳安全运行。

聚酯装置压力系统设有安全阀和紧急放空系统，事故状态下安全阀和紧急放空系统的气体排人到装置
的放空系统。

(3)聚酯装置区的易燃、易爆、易泄漏、易中毒等部位(聚酯主装置区、热媒炉区、PTA料仓、中间罐区、切片库房)设有可燃气体报警器和手动报警按钮，在热媒控制室及聚酯装置中心控制室，各设有消防急救设施。

当可燃气体发生泄漏，气体浓度达到危险值时可及时报警，总控制室人员能立即获得信息，便于采取措施，组织紧急救护，避免事故发生或事故扩大。

PTA送料系统设有在线氧含量分析仪。

氧含量5％以上报警，自动停止送料。

(4)聚酯装置区内设有消火栓，主装置各楼层所设的消防水箱内配备消防带、喷枪、干粉灭火器。

(5)聚酯装置设有义务消防员(气防)，紧急情况下通知消防队专职消防人员前来处理。

(6)聚酯装置中在易中毒、易腐蚀性物料、易泄漏场所设有淋浴和洗眼器具，供中毒、物料灼伤等状态下的自救或互救。

(7)聚酯装置设有排风系统，重点部位、热媒控制室、中心控制室内都设有空调。

4．主要安全自保联锁
(1)主要公用工程仪表控制
(2)其他联锁
(3)联锁管理制度
聚酯装置有控制温度、压力、流量、重要液位和大机组安全运行的联锁，并制定和完善联锁管理制度规定：
①各种联锁严禁摘除；②如生产中需要摘除时，先向技术科报告后，经批准，允许摘除；③当生产恢复正常后，立刻恢复联锁；④生产需要紧急摘除，必须在24h之内补办手续。

(五)装置易发生的事故及其处理
1．国内外同类装置重大典型事故(火灾、爆炸、中毒及次生灾害)
(1)泄漏引发的火灾
聚酯装置的火灾危险性类别虽为丙类，但具有化工装置的工艺特征，其酯化、缩聚反应都是在高温、低压或真空条件下进行的。

装置内到处有高温熔体聚
合物，有330℃的热媒，有易燃、可燃各种介质的存在，因此该装置完全存在着火灾、爆炸危险。

其次，PTA原料在输送和配制浆料中的大量粉尘，研究认为空气中PTA粉尘的爆炸性是随粉尘浓度和氧含量而变化的，在空气中PTA粉尘最低爆炸浓度为0．05z／L，而其最低含氧量却视温度而定，粉尘150℃时测定为9．5％，粉尘为20℃为10．9％，PTA引燃敏感性很强，爆炸程度猛烈，因此PTA输送中应防止静电火花产生，并要求输送气体中含氧量很低是显而易见的安全保证。

同时反应副产物尾气中的乙醛属于甲B火灾危险类别，尾气中的含量虽然不大，但它易燃易爆，一但与空气形成爆炸混合物，如不及时通风处理，后果是非常危险的。

装置的热媒系统虽然采取集中布置，用内墙与其他设备隔开并有一面向外敞开。

然而一旦有高温的热媒或其蒸汽大面积的泄漏，着火而引爆的大事故是随时可以发生的。

事故案例：
①1984年，某公司热媒间发生330~C液相联苯—
联苯醚，因底排放阀、导生蒸发器封头等处大面积泄漏，厂房地面有大量积液，空气中的导生蒸气浓度很高，情况非常危险，由引及时停止进料，强制抽风，消防保镖，避免了一次未遂事故。

②1989年4月27日，某公司因热媒炉管壁因冲刷减薄造成穿孔，大量导生进入800℃燃烧的辐射室引起炉内大火，由于及时停车及采用干粉灭火炮将炉膛内火源扑灭，避免一次重大未遂事故。

③1989年7月18日，南方某公司开车过程，因热媒炉炉管局部过热和结焦发生炉管破；裂引起大火，使整台炉基本报废。

④1995年，某公司涤纶厂保全工调换2PC切粒机后，操作工安装铸带，发现牵引机马达轴上缠有细铸带，操作工在没有停机的情况下，用剪刀清理铸带，最终造成操作工左手大拇指、食指、中指被链条拉伤。

⑤1992年6月12日，南方某公司发生一起误将氧气当氮气充压，造成酯化反应器爆炸事故，火从视窥口喷出，厂房北半部人仪表线路基本烧毁。

⑥1996年8月，某公司新投用的国产立式后缩熔体过滤器，由于柱塞式切换阀前端等处漏料、漏气，造成压蒸处着火，由于及时扑救，未伤及人。

⑦1992年某公司立式第一酯化反应器的搅拌轴封为双端面机械密封，由于冷却水效果不良或因密封液压力调节不当，会造成机封碳环破碎，引起釜内大量EG蒸气沿搅拌轴喷出，如不及时停车或用灭火蒸汽扑救，可能随时会引起着火和造成人身伤害。

1992～1993年某公司曾多次发生。

(2)电气系统火灾
拟建装置的控制设备及电器仪表较多，如操作不当或仪表接触不良，设备超负荷运转等都可能引发电气火灾。

(3)电缆火灾
电缆属于易燃品，由于装置内部的气温较高，着火后蔓延很快，并伴随产生大量有毒有害气体，难以及时扑灭，不但直接烧损大量电缆及设备，而且停电修复的时间较长，直接和间接的损失都很大。

(4)电伤害
本装置在较高的气温下使用各种电气设备如泵、电加热装置、传动装置等，如操作人员在操作和使用不当时(违章作业)，或设备本身存在缺陷，防爆等级不符合标准，电气质量不过关，都可能对操作人员造成电伤害。

(5)噪声危害
噪声分为因固体振动产生的起伏运动而产生的机械性噪声，以及气流的起伏运动而产生的空气动力性噪声。

而聚酯装置生产性噪声主要来源于切粒机、排风用轴流风机、搅拌器、热媒炉鼓风机等设备。

受噪声的危害，首当其冲的是人的听力。

噪声对人听力危害的程度，轻则高频听阀损伤、耳聋，重则耳鼓膜破裂。

除了听力受损外，噪声对神经系统的危害主要为神经衰弱综合症；对心血管系统的影响，可使交感神经紧张，从而产生心跳加快、心率不齐、血管痉挛等症状；对消化系统的影响，可能引起胃功能紊乱、食欲不振、肌肉无力等症状；另外，噪声对睡。