化工集团公司工程安全设施设计专篇第四册聚丙烯装置.pdf
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1、XXX化工集团公司工程安全设施设计专篇第四册聚丙烯装置X X X 化 工(集团)有限责任公司2 0 X X 年X X 月XXX化工集团公司工程安全设施设计专篇第四册聚丙烯装置建设单位:X X X 化 工(集团)有限责任公司建设单位法定代表人:X X X建设项目单位:X X X 化工股份有限公司建设项目单位主要负责人:X X X建设项目单位联系人:X X X建设项目单位联系电话:(建设项目单位公章)2 0 X X 年X X 月XXX化工集团公司工程安全设施设计专篇第四册聚丙烯装置设计单位:设计单位法定代表人:设计单位联系人:设计单位联系电话:(设计单位公章)2 0 X X 年X X 月XXX化工
2、集团公司工程安全设施设计专篇第四册聚丙烯装置安全设施设计工作人员组成专业编制校核审核安全工艺静设备转动设备总图管道自控电气电信建筑结构暖通分析给排水环保概算XXX化工集团公司工程安全设施设计专篇第四册聚丙烯装置总目录第一册总说明第二册 乙烯装置、公用工程及辅助设施第三册聚乙烯装置第四册聚丙烯装置第五册苯乙烯装置第六册芳烧抽提装置第七册汽油加氢第八册丁二烯装置XXX化工集团公司工程安全设施设计专篇第四册聚丙烯装置第 四 册 聚 丙 烯 装 置目 录1建设项目概况.11.1 建设项目内部基本情况.11.2 建设项目外部基本情况.252危险有害因素及其程度.282.1 危险有害因素.282.2 危险
3、有害程度.383项目设立安全评价报告安全对策和建议采纳情况.444安全设施和措施.504.1 设备、材料的选择.504.2 防火、防爆安全措施.574.3 生产过程控制及紧急停车设施.674.4 防雷、防静电接地措施.704.5 安全距离、疏散急救通道.724.6 防粉尘措施.734.7 防辐射性危害措施.744.8 建筑物暖通空调.744.9 其他防护措施.774.10 安全色和安全标识的设置.784.11 个人劳保用具、事故淋浴洗眼器和有关医疗急救设施.794.12 安全卫生用室设置情况.80XXX化工集团公司工程安全设施设计专篇第四册聚丙烯装置5 事故预防及应急救援措施.815.1 应急
4、救援组织或应急救援人员的设置或配备情况.81 .5.3 应急救援器材的配备情况.825.4 消防器材的配备情况.845.5 应急救援措施.846安全管理机构及人员建议.866.1 安全管理机构.866.2 安全管理人员.887安全设施投资概算.887.1 建设项目总投资概算.887.2 建设项目中安全设施投资概算和分类投资概算.897.3 概算比例.908 结论和建议.918.1 结论.918.2 建议.929附件.93 .93 939.3 建设项目所在地安全条件的分析情况.949.4 风险程度的定性、定量分析情况.949.5 建设项目选用的技术、工艺安全性的分析过程.94XXX化工集团公司工
5、程安全设施设计专篇第四册聚丙烯装置9.6设计依据95inXXX化工集团公司工程安全设施设计专篇第四册聚丙烯装置1 建 设 项 目 概 况1.1 建 设 项 目 内 部 基 本 情 况1.1.1 生产方法及工艺技术水平目前,根据反应介质及反应器构型的不同,聚丙烯生产工艺主要有三大类:浆液法工艺、本体法工艺、气相法工艺。表1.1-1聚丙烯工艺的比较工艺名称工艺特点工艺条件浆液聚合法1.丙烯单体溶解在惰性液相溶剂中(如己烷中),在催化剂作用下在溶剂中进行聚合,聚合物以固体颗粒状态悬浮在溶剂中,采用釜式搅拌反应器;2.有脱灰、脱无规物和溶剂回收工序,流程长,较复杂,装置投资大,能耗高,但生产易控制,产
6、品质量好;3.以离心过滤方法分离聚丙烯颗粒,再经气流沸腾干燥和挤压造粒。T=70 75P=1.0MPa气相本体法1.系统不引入溶剂,丙烯单体以气相状态在反应器中进行气相本体聚合;2.流程简短,设备少、生产安全、生产成本低;3.聚 合 反 应 器 有 流 化 床(U nipol工艺)、立式搅拌床(Novolen工艺)及卧式搅拌床(Innovene/Chisso工艺)等。T=407(TCP=2.0 3.5MPa液相本体法(含液相气相组合式)1.系统中不加溶剂,丙烯单体以液相状态在釜式或环管反应器中进行液相本体聚合,乙烯、丙烯在流化床反应器中进行气相共聚;2.流程简单,设备少、投资省、动力消耗及生产
7、成本低;3.均聚采用釜式搅拌反应器(Hypol工艺),或环管反应器(Spheripol工艺),无规共聚和嵌段共聚在搅拌式流化床中进行。T=65 75P=3.04.0MPa现有聚丙烯生产工艺中,传统的浆液法工艺所占的比例在明显下降,本体法工艺仍然保持着优势,气相法工艺则迅速增长。国内聚丙烯工业起步较晚,虽然近年我国聚丙烯技术发展迅速,但是在产品质量、性能、牌号数等方面,与国外的先进技术相比还有一定的差距。第 1 页XXX化工集团公司工程安全设施设计专篇第四册聚丙烯装置本装置采用Basell公司的Spheripol二代专利技术,它 与Spheripol 一代工艺相比较,有了较大的改进与提高。该工艺
8、采用第四代催化剂体系,通过应用双环管结构的聚合反应器,可生产一些新牌号的产品。预聚合和聚合反应器的设计压力等级提高,使新牌号的性能更好,老牌号的产品性能得以改进,也更利于对聚合物形态、等规度和分子量的控制。其技术特点和优点主要有:(1)使用第四代催化剂系统,可生产双峰聚丙烯和高刚性、高结晶性、高净度的产品。(2)预聚合和聚合反应的压力等级提高,可以使环管反应器中的氢气含量增高,扩大了 MFR的范围,增加了产品的强度,改善产品的性能。(3)以双环管反应器构型为基础,可以生产宽分子量分布的“双峰”产品。也可以生产窄分子量分布的产品,利用于环管反应器和液相本体聚合,可使传热控制得更好,反应均匀。如果
9、将来发展使用茂金属催化剂,不需要对现有装置做重大的改造。(4)停留时间减少,更好地利用了反应体积。(5)改进了聚合物的高压和低压脱气、汽蒸、干燥系统和事故排放单元;提高了效率和操作灵活性。(6)采用新催化剂使产品对氢气敏感度下降,不再需要氢气回收单元,节省了投资。1.1.2区域位置及生产规模(1)地理位置及用地面积本项目位于XX省YY市。YY市位于XX省东部,临近X海湾,为XX第 2 页XXX化工集团公司工程安全设施设计专篇第四册聚丙烯装置河冲击平原,地理位置在北纬X Y 至X Y 和东经X Y 至 X Y 之间。YY地区系沉积性退海平原,地势低洼,地面平均标高在2.83.2米左右。XXX化工
10、集团公司工程位于XXX厂的北侧,紧邻布置,其东侧为新建的 1000万吨/年炼油工程,南侧是XXX厂。聚丙烯装置共占地面积约27300m2(计算至装置界区线)。聚丙烯装置布置在乙烯装置的北侧,其西侧为高密度聚乙烯装置,北侧为总变电所,东侧为1000万吨/年炼油工程,变配电室和机柜间布置在整个聚丙烯装置的北侧。(2)生产规模本装置生产规模为ZZ万吨/年聚丙烯。1.1.3 原辅材料及产品(1)原辅材料本装置的生产原料为丙烯,另用到主催化剂(ZN-M1、ZN-111、ZN-118)、特殊催化剂(ZN-168、ZN-lOk ZN-104、ZN-126、ZN-127)、助催化剂(三乙基铝和给电子体),此外
11、还有氢气、氮气、循环水、低压蒸汽等公用工程。每吨产品主要原料、催化剂、化学品消耗量的期望值如表1.1-2、表 1.1-3和表l.l-4o表 1.1-2均聚产品的主要原料、催化剂、化学品的消耗表名 称单 位消耗量/吨聚丙烯(期望值)(注 1)消耗量/吨聚丙烯(保证值)(注 6)丙烯k g1 0 0 31 0 0 5 (注 2)固体催化剂k g0.0 2 4 70.0 3 1特殊催化剂k g0.0 2 7 1 (注 3)烷基铝k g0.1 5 90.2第 3页XXX化工集团公司工程安全设施设计专篇第四册聚丙烯装置名 称单 位消耗量/吨聚丙烯(期望值)(注 1)消耗量/吨聚丙烯(保证值)(注 6)给
12、电子体(D o n o r C)(D o n o r D)k g0.0 0 7 3 (注 5)0.0 5 3 (注 4)氢气(高刚性牌号)(其它牌号)k g0.2 8 8 60.0 7 6 6注:1)数值均为每类产品各个牌号的期望平均值。2)单体消耗以进入聚合区的100%的丙烯计,并除去排出界区回收的100%单体。3)仅用 于牌号 T2101F、T2028F、HP530L、ADXP855 ADXP856、V2400G、V2401G、HOXP817、HP561R、HP561S、ADXP770。4)仅用于牌号 ADXP855、ADXP856、V2400G、V2401G、ADXP770,T2101F
13、 和 T2028F 的消耗值为 0.04kgo5)用 Donor C 的共32个牌号,其中26个牌号消耗为0.008kg,2 个牌号消耗为0.009kg,3 个牌号消耗值为0.002kg,另有1 个牌号的消耗为0.003kgo6)以均聚物T 类产品牌号为基准。表 1.1-3无规/三元共聚产品的主要原料、催化剂、化学品的消耗表(注 1)名 称单 位消耗量/吨聚丙烯(期望值)消耗量/吨聚丙烯(保证值)(注 2)丙烯k g9 6 2.910 0 5乙烯k g3 0.11丁烯Tk g(注 3)固体催化剂k g0.0 230.0 42烷基铝k g0.16 50.2给电子体(D o n o r C)k g
14、0.0 3 4-氨气k g0.10 7-注:1)表中数值均为每类产品各个牌号的平均值。2)以无规共聚聚合物PA14D产品牌号为基准。第 4 页XXX化工集团公司工程安全设施设计专篇第四册聚丙烯装置3)丁烯-1 二元共聚物的牌号为 RC210M/RC354N、RC213M/RC215M,每吨产品丙烯和丁烯的消耗分别为923 kg、80 kg;丁烯-1三元共聚物的牌号为EP3c37F/EP3c39F、EP3X37F,每吨产品丙烯、乙烯和丁烯-1 的消耗分别为 928 kg、25 kg 和 50kg。表 1.1-4抗冲共聚产品的主要原料、催化剂、化学品的消耗表(注 1)名 称单 位消耗量/吨聚丙烯(
15、期望值)消耗量/吨聚丙烯(保证值)(注 6)丙烯k g9 27(注 2)10 0 6乙烯k g76 (注 2)固体催化剂Z N 111/118k g0.0 28 1Z N 16 8 (3)k g0.0 29Z N 118/10 1(3)k g0.0 30.0 3 5Z N 127/128 (3)k g0.0 26烷基铝k g0.16 20.22给电子体(D o n o r C)k g0.0 5 5 (注 5)-给电子体(D o n o r D)k g0.0 48 5 (注 4)氢气k g0.3 2-注:1)表中数值均为每类产品各个牌号的平均值。2)平均值中不包括SP179和 BA238G、HE
16、XP2000三者丙烯平均消耗值为 861.3,乙烯平均消耗值为141.7。3)需要特殊催化剂的牌号为 HEXP2085.EA648P、EP380T、HEXP2019.HEXP2084、SP179、BA238G 和 HEXP2000。4)需要 Donor D 的牌号为 EPS31HP、HEXP2085、EPC31HR、EPF31H/EPF31 HR/EPF31 HA、EP648P、EPV31 RA、EPH71 HA、EP380T、HEXP2019、HEXP2084、BA238G、HEXP2000。5)除注4)列出的牌号外,其它牌号用DonorC。6)以抗冲共聚聚合物SP179产品牌号为基准。第
17、5页XXX化工集团公司工程安全设施设计专篇第四册聚丙烯装置(2)产品本装置产品为均聚物(包括高刚性牌号)、无规共聚物和抗冲共聚物,产品牌号共114个。生产产品比例:均聚聚合物一60%;无规共聚聚合物一10%;抗冲共聚聚合物一30%。生产能力:25万吨/年(按均聚物考虑),其中各类产品小时产量如下:表1.1-5各类产品小时产量均聚产品lMFR100MFR1MFR DONOR稀释计量、催化齐吩散计量、低压丙烯洗涤塔(T302)o矿物油通过泵P605卸到油中心贮罐D611,通过蒸汽夹套管保持循环并加热到90,氮气经由多孔分布器Z611鼓泡进入罐中以带出氧气和水份。矿物油由泵P606A/B经过滤器F6
18、01A/B送到装置各个用户。5)废油处理从 D103和 T302来的被助催化剂2 污染了的矿物油被收集到废油处理罐 D607。用于中和的液体添加剂以分批方式加入到D607中来脱活三乙基第 18页XX X化工集团公司工程安全设施设计专篇第四册聚丙烯装置铝。温度由夹套水控制。废油从D607底部排入桶中,通常送出界区焚烧。(7)精制工段(700#)a)丙烯精制专利商对丙烯的精制要求如下:甲基乙快需精制到3 ppm vol.max,氧需精制到2 Ppm vol.maxoCO 需精制到 0.03 ppm vol.max,COS 需精制到 0.02 ppm vol.maxo水需精制到2 ppm wt.ma
19、x,磷需精制到0.03 ppm vol.maxo来自界区的新鲜丙烯经过一个游离水分离器D701以脱除原料中所含的游离水。在 D701所分离出的水首先在集水罐D702脱气;烧类被送入火炬总管,水排入下水道。从 D701出来的丙烯经过热交换器E703和 E720(冬季时用)被送入丙烯轻组分汽提塔T701,借助再沸器E702产生的丙烯蒸汽将CO和其他轻组分杂质气提出去。T701塔顶冷凝器E701提供塔内必需的回流液。从 E701出来的CO和轻组分被送出界区外回收。来自T701底部的丙烯经E703冷却,所回收的热量用于预热进入T701的新鲜丙烯。丙烯经过热交换器E703和冷却器E704后,丙烯温度冷却
20、到40,被送到丙烯脱水单元PK 703,以保证单体中水的含量低于2 Ppm。该单元由两个塔T703A/B串联操作,第二个塔为保护床。从 PK703出来的丙烯被送入丙烯硫、碎、磷脱除塔T702A/B。精制后的丙烯先经过滤器F701,再进入丙烯进料罐D302。b)乙烯的精制和氢气的精制、压缩专利商对乙烯的精制要求如下:第 19页XX X化工集团公司工程安全设施设计专篇第四册聚丙烯装置CO 需精制到 0.03 ppm vol.maxo1)乙烯的精制界区来的乙烯通过热交换器E710及后面的加热器E711后进入乙烯CO脱除塔T704A/B脱除C O,并且在CO转换成CO2的过程中脱除0 2,两塔串联使用
21、。离开塔T704A/B的乙烯首先进入E710被冷却(界区来的乙烯在此被加热)然后进入冷却器E712,最后在PK702中的T705A/B进行干燥和脱除CO2当 T704A/B再生时,用热氮气与氢气或空气混合物通入塔内;氮气混合物由E713加热;再生在循环的闭路中进行。T705A/B的再生是用热氮吹扫,吹扫气通过火炬排放。T704A/B和T705A/B共用同一再生系统。来自PK702的精制乙烯经过滤器F702A/B被送到气相聚合反应单元。2)氢气精制和压缩专利商对氢气的精制要求如下:H2 需精制到 99.5%vol.min,N2 需精制到 500 ppm vol.maxoC2及以上煌需精制到20
22、ppm vol.max,CO需精制到0.5 ppm vol.maxoCO2 需精制到 1 ppm vol.max,O2 需精制到 5 ppm wt.maxoH2O 需精制到2 mg/Nmmax,乙快需精制到5 ppm vol.max。氮化物需精制到0.1 ppm wt.maxo来自乙烯装置的氢气先送到氢气脱CO/CO2保护单元PK709,通过催化剂和干燥剂除去CO、CO2和 H2O等杂质。精制氢气由压缩机组PK705A/B压缩到5.5MPaG,然后送到聚合工段的环管反应器和界区外的HDPE装置。第 20页XX X化工集团公司工程安全设施设计专篇第四册聚丙烯装置C)丁烯-1储存单元来自老乙烯的丁
23、烯-1储存在D711中,部分丁烯-1通过蒸汽夹套管汽化,从而稳定D711压力。在生产三元聚合物时,将所需的丁烯-1原料送至D302。(8)添加剂加入和挤压造粒工段(800#)来自500#工艺单元干燥器D502的 PP粉料经旋转阀RF800进入800#工艺单元加料料斗D 800,然后经RF801A/B进入气流输送系统PK 801,由风 机 C801A/B以一定的固气比直接输送到设置在挤压造粒楼顶部的粉料缓冲料仓D802。为了防止空气进入,PK801闭环内的压力保持高于大气压。从旋风分离器S502分离出的细粉进入粉末接收器D503,用氮气做载体将粉料送入风送系统PK801。PP粉料靠自重经RF80
24、2 PP粉料旋转加料器、经 W 801质量流量计定量均匀地加入SF801聚丙烯粉料/添加剂螺旋输送机。根据最终产品牌号的不同,设定不同的配比加入固态添加剂、液态添加剂、熔融态添加剂等各种所需的添加剂。固态添加剂以小袋装通过电梯送至挤压造粒厂房,按正在生产牌号产品的需要,送 入 PK802PP粉料和固体添加剂计量加料系统,经加料料斗(破袋器)Z-804 B/C/D和 Z812加入的指定固态添加剂进入固体添加机罐D804B/C/D和 D 813,经过W-804B/C/D和 W813固态添加剂称量系统,与PP粉料以一定比例加入SF801(PP粉料/添加剂螺旋输送机)。来自W804A的添加剂直接加入挤
25、压机中。由于滑石粉的用量比较大,所以通过PK808滑石粉卸料系统上料到D813滑石粉添加剂罐中暂存,然后加入W813。当生产的牌号需要加入熔融态添加剂时,成袋的固态添加剂通过添加剂第 21页XX X化工集团公司工程安全设施设计专篇第四册聚丙烯装置加料料斗Z811加料到D 811添加剂熔融罐(带有蒸汽夹套)中。在这里,添加剂被均匀搅拌和熔化。然后进入D 812熔融态添加剂计量罐,通过P811A/B熔融添加剂计量泵送入挤压机。所有的熔融添加剂所涉及的罐、管线、阀、配件和泵都有蒸汽夹套以防止堵塞。当生产的牌号需要添加液体过氧化物时,过氧化物储存罐D 8 1 0和过氧化物喂计量泵P810 A/B将液体
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- 化工集团 公司 工程 安全 设施 设计 第四 聚丙烯 装置
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